DE69930215T2

DE69930215T2 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69930215T2
Application number: DE69930215T
Authority: DE
Inventors: c/o Fujitsu Ltd Takahiro Kawasaki-shi Sasaki; c/o Fujitsu Limited Arihiro Kawasaki-shi Takeda; c/o Fujitsu Limited Katsufumi Kawasaki-shi Ohmuro; c/o Fujitsu Limited Hideo Kawasaki-shi Chida; c/o Fujitsu Limited Yoshio Kawasaki-shi Koike; c/o Fujitsu Limited Kimiaki Kawasaki-shi Nakamura; c/o Fujitsu Limited Kunihiro Kawasaki-shi Tashiro
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2019-09-18
Also published as: KR20070006654A; US20070030421A1; US7405789B1; US20100231833A1; EP0987582B1; US7321412B2; JP2000155317A; EP2224282A3; KR20060094067A; EP2081080A2; EP1659443A3; KR20100040284A; KR101089656B1; US20090290111A1; DE69930215D1; EP2224282B1; KR100824611B1; US20080055528A1; EP2081080B1; EP1666958A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wie ein TV-Gerät oder eine Anzeige. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die einen vertikal ausgerichteten Flüssigkristall enthält.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung enthält einen Flüssigkristall, der zwischen einem Paar von Substraten eingesetzt ist. Das Paar von Substraten enthält Elektroden bzw. Ausrichtungsschichten. Die TN-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die breite Anwendungen findet, enthält horizontale Ausrichtungsschichten und einen Kristall mit einer positiven Anisotropie seiner Dielektrizitätskonstante. Wenn keine Spannung angelegt wird, ist der Flüssigkristall im Wesentlichen parallel zu den horizontalen Ausrichtungsschichten ausgerichtet. Wenn eine Spannung an diesen angelegt wird, wird der Flüssigkristall hingegen im Wesentlichen rechtwinklig zu den horizontalen Ausrichtungsschichten.
Die TN-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung hat den Vorteil, dass sie dünn ausgebildet werden kann, hat jedoch den Nachteil, dass der Sichtfeldwinkel klein ist. Ein Verfahren zur Verbesserung dieses Nachteils und Sicherstellung eines breiten Sichtfeldwinkels ist die Ausrichtungsteilung. Bei der Ausrichtungsteilung wird jedes Pixel in zwei Zonen geteilt, so dass der Flüssigkristall in einer Zone zu einer Seite ansteigt, und in der anderen Zone zur gegenüberliegenden Seite ansteigt. Auf diese Weise wird ein breiterer Sichtfeldwinkel sichergestellt, indem das Verhalten des Flüssigkristalls in einem Pixel gemittelt wird.
Zur Steuerung der Ausrichtung des Flüssigkristalls werden die Ausrichtungsschichten normalerweise gerieben. Zur Ausrichtungsteilung wird eine Zone des Pixels unter Verwendung einer Maske in einer ersten Richtung gerieben, und die andere Zone des einen Pixels wird unter Verwendung einer komplementären Maske in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung gerieben. Als Alternative wird die gesamte Ausrichtungsschicht in der ersten Richtung gerieben, und auf die eine Zone oder die andere Zone eines Pixels werden selektiv Ultraviolettstrahlen unter Verwendung einer Maske eingestrahlt, um dadurch eine Pretilt-Differenz zwischen der einen Zone und der anderen Zone zu schaffen.
In einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung unter Verwendung horizontaler Ausrichtungsschichten ist es notwendig, eine Reinigung durchzuführen, um die gebildeten Substrate mit den Ausrichtungsschichten nach dem Reiben zu reinigen. Als Ergebnis ist die Herstellung des Flüssigkristallfelds vergleichsweise mühevoll, und die Substrate können während des Reibens verunreinigt werden.
In einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung unter Verwendung vertikaler Ausrichtungsschichten ist der Flüssigkristall hingegen im Wesentlichen rechtwinklig zu den vertikalen Ausrichtungsschichten ausgerichtet, wenn keine Spannung an diesen angelegt wird, und der Flüssigkristall ist im Wesentlichen parallel zu den vertikalen Ausrichtungsschichten, wenn eine Spannung an diesen angelegt wird. Auch bei einer Flüssigkristallvorrichtung unter Verwendung der vertikalen Ausrichtungsschichten werden die Ausrichtungsschichten normalerweise gerieben, um die Ausrichtung des Flüssigkristalls zu steuern.
Die Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 10-185836, eingereicht vom Erwerber dieser Anmeldung, schlägt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vor, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls ohne Reiben steuern kann. Diese Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist eine aus gerichtete Kristallanzeigevorrichtung eines vertikalen Ausrichtungstyps, enthält einen Flüssigkristall mit vertikalen Ausrichtungsschichten und einer negativen Anisotropie der Dielektrizitätskonstante, und hat Ausrichtungssteuerstrukturen (linear angeordnete Strukturen mit Erhebungen oder Schlitzen) auf jedem des Paars von Substraten zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls.
Diese Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung eines vertikalen Ausrichtungstyps hat die Vorteile, dass kein Reiben erforderlich ist, und dass die Ausrichtungsteilung durch die Anordnung der linear angeordneten Strukturen erzielt werden kann. Mit dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung eines vertikalen Ausrichtungstyps ist es daher möglich, einen breiten Sichtfeldwinkel und einen hohen Kontrast zu sichern. Das Entfallen der Notwendigkeit des Reibens ermöglicht, dass die Reinigung nach dem Reiben eliminiert wird. So wird die Herstellung einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung erleichtert, und ohne jede Verunreinigung auf den Substraten, die ansonsten zur Zeit des Reibens auftreten könnte, wird die Zuverlässigkeit der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung verbessert.
Takeda et al. in SID 1998 Digest of Technical Papers, S. 1077-1080, offenbaren eine ähnliche Anordnung mit allen Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Es wurde gefunden, dass es in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung eines vertikalen Ausrichtungstyps mit Ausrichtungssteuerstrukturen (Erhebungen oder Schlitzen) auf Substraten zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls Zonen gibt, wo die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle instabil ist, und dass es Probleme hinsichtlich der Helligkeit und Ansprechgeschwindigkeit gibt, die verbessert werden müssen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung eines vertikalen Ausrichtungstyps vorzusehen, die eine verbesserte Helligkeit und ein verbessertes Ansprechen aufweist.
Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale des Anspruchs 1. Weitere Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen spezifiziert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende Beschreibung von Beispielen, die nicht beansprucht werden, und bevorzugten Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen besser verständlich, in denen:
1 eine schematische Schnittansicht ist, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt;
2 eine schematische Schnittansicht ist, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des vertikalen Ausrichtungstyps mit Ausrichtungssteuerstrukturen zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls zeigt;
3 eine Draufsicht ist, die ein Pixel und die Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
4A eine Draufsicht der linear angeordneten Strukturen von 2 und 3 ist, wobei Flüssigkristallmoleküle auf der Basis der linear angeordneten Strukturen zur Zeit des Anlegens einer Spannung fallen;
4B eine Schnittansicht ist, entlang der Linie IVB-IVB in 4A;
5 eine Draufsicht ist, die ein weiteres Beispiel der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
6 eine schematische Schnittansicht ist, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt, bei der die Ausrichtungssteuerstrukturen eines Paars der Substrate beide Erhebungen sind;
7 eine schematische Schnittansicht ist, die eine Flüssigkristallvorrichtung zeigt, bei der die Ausrichtungssteuerstrukturen eines Substrats Erhebungen sind, und die Ausrichtungssteuerstrukturen des anderen Substrats Schlitzstrukturen sind;
8 eine schematische Schnittansicht ist, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt, bei der die Ausrichtungssteuerstrukturen eines Paars von Substraten beide Schlitzstrukturen sind;
9 eine Schnittansicht ist, die ein Beispiel der Ausrichtungssteuerstrukturen in der Form von Erhebungen zeigt;
10 eine Schnittansicht ist, die ein Beispiel der Ausrichtungssteuerstrukturen in der Form von Schlitzstrukturen zeigt;
11 eine Ansicht ist, die ein Problem der Ausrichtung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit Ausrichtungssteuerstrukturen erläutert;
12 eine Ansicht ist, welche die Transmittanz in einigen Bereichen von 11 zeigt;
13 eine Ansicht ist, die eine Überschwingung der Helligkeit zeigt;
14 eine Ansicht ist, die Ausrichtungssteuerstrukturen gemäß dem ersten Beispiel zeigt;
15 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
16 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
17 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
18 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
19 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
20 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
21 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
22 eine Ansicht ist, welche die Pixelelektrode und die Schlitzstruktur von 21 zeigt;
23A bis 23E Ansichten sind, welche die Bildung der Ausrichtungssteuerstrukturen in der Form von Erhebungen zeigen;
24 eine Ansicht ist, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
25 eine Ansicht ist, die eine Anzeigecharakteristik in der Konfiguration von 24 zeigt;
26 eine Ansicht ist, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt, die eine Vielzahl von Bestandteileinheiten enthalten;
27 eine Ansicht ist, die eine Anzeigecharakteristik in der Konfiguration von 26 zeigt;
28 eine Ansicht ist, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den Ausrichtungssteuerstrukturen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
29 eine Ansicht ist, die eine Anzeigecharakteristik in der Konfiguration von 28 zeigt;
30 eine Ansicht ist, die das Merkmal einer Begrenzung der Ausrichtung eines ersten Typs und das Merkmal einer Begrenzung der Ausrichtung eines zweiten Typs zeigt;
31 eine Draufsicht ist, die ein spezifisches Beispiel der Ausrichtungssteuerstrukturen von 28 zeigt;
32 eine Schnittansicht durch die Ausrichtungssteu erstrukturen von 31 ist;
33 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
34 eine Schnittansicht durch die Strukturen von 33 ist;
35A und 35B Draufsichten sind, die Modifikationen der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigen;
36 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
37 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
38A und 38B Schnittansichten eines Abschnitts einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nahe beim Rand der Pixelelektrode zeigen;
39A und 39B Ansichten sind, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls am Rand der Pixelelektrode von 38A und 38B zeigen;
40 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
41 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
42 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
43 eine Draufsicht ist, welche die Ausrichtungssteuerstrukturen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
44 eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist, die durch die Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 hindurchgeht;
45 eine Ansicht ist, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls in der Nachbarschaft der Ausrichtungssteuerstrukturen von 44 zeigt;
46 eine Ansicht ist, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls in der Nachbarschaft der Ausrichtungssteuerstrukturen gemäß dem ersten Beispiel zeigt;
47A eine Schnittansicht ist, die eine Modifikation der Mittel zum Steuern der Begrenzung und der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
47B eine schematische perspektivische Ansicht von 47A ist;
47C eine schematische Draufsicht von 47B ist;
48 eine Schnittansicht ist, die eine Modifikation der Mittel zum Steuern der Ausrichtung in der Begrenzung und der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
49 eine Schnittansicht ist, die eine Modifikation der Mittel zum Steuern der Ausrichtung in der Begrenzung und der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
50 eine Schnittansicht ist, die eine Modifikation der Mittel zum Steuern der Ausrichtung in der Begrenzung und der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
51 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Mittel zum Steuern der Ausrichtung in der Begrenzung und der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
52 eine Schnittansicht ist, entlang der Linie 52-52 in 51;
53 eine Schnittansicht ist, entlang der Linie 53-53 in 51;
54 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Mittel zum Steuern der Ausrichtung in der Begrenzung und der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
55 eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung durch die Ausrichtungssteuerstrukturen von 54 ist;
56 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Mittel zum Steuern der Ausrichtung in der Begrenzung und der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
57 eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung durch die Ausrichtungssteuerstrukturen von 56 ist;
58 eine Draufsicht ist, welche die Ausrichtungssteuerstrukturen gemäß dem zweiten Beispiel zeigt;
59 eine schematische Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist, entlang der Linie 59-59 von 58;
60 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
61 eine Draufsicht ist, die eine Pixelelektrode mit der Schlitzstruktur von 60 zeigt;
62 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
63 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
64 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
65 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
66 eine Draufsicht ist, welche die Ausrichtungssteuerstrukturen gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
67 eine Draufsicht ist, die ein typisches Beispiel der Ausrichtungssteuerstrukturen mit gebogenen Abschnitten zeigt;
68 eine Ansicht ist, die das Problem der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den Ausrichtungssteuerstrukturen von 67 erläutert;
69 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
70 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
71 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
72 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
73 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
74 eine Draufsicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen zeigt;
75 eine Ansicht ist, welche die Beziehung zwischen den Ausrichtungssteuerstrukturen und den Polarisatoren der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dem dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
76A bis 76C Ansichten sind, welche die Anzeigehelligkeit in der Konfiguration von 75 zeigen;
77 eine Ansicht ist, welche die Beziehung zwischen dem Winkel des Direktors des Flüssigkristalls und der Frequenz davon für geringfügige Bereiche in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den Ausrichtungssteuerstrukturen zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls zeigt;
78 eine Ansicht ist, welche die Beziehung zwischen den Ausrichtungssteuerstrukturen und den Polarisatoren der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einer Modifikation des Beispiels von 75 zeigt;
79 eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 78 ist;
80 eine Ansicht ist, welche die Beziehung zwischen den Ausrichtungssteuerstrukturen und den Polarisatoren der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einer Modifikation des Beispiels von 75 zeigt;
81 eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 80 ist;
82 eine Ansicht ist, welche die Ausrichtungssteuerstrukturen einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt;
83 eine Schnittansicht ist, entlang der Linie 83-83 in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 82;
84 eine Ansicht ist, die ein spezifischeres Beispiel der Ausrichtungssteuerstrukturen von 82 zeigt;
85 eine Draufsicht ist, die ein Vergleichsbeispiel der Ausrichtungssteuerstrukturen von 82 zeigt;
86 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 28 zeigt;
87 eine Schnittansicht ist, entlang der Linie 87-87 der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den Ausrichtungssteuerstrukturen von 86;
88 eine Ansicht ist, welche die Ausrichtungssteuerstrukturen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
89 eine Schnittansicht ist, entlang der Linie 89-89 einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit der linearen Wandstruktur von 88;
90 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 88 zeigt;
91 eine Schnittansicht durch die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den Ausrichtungssteuerstrukturen von 89 ist;
92 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 88 zeigt;
93 eine Schnittansicht der Ausrichtungssteuerstrukturen von 92 ist;
94 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 93 zeigt;
95 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 88 zeigt;
96 eine Schnittansicht ist, die durch die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den Ausrichtungssteuerstruk turen von 95 hindurchgeht;
97 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 88 zeigt;
98 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 88 zeigt;
99 eine Ansicht ist, welche die Ausrichtungssteuerstrukturen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
100 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 99 zeigt;
101 eine Ansicht ist, die das Problem des Drückens, mit Fingerdruck, der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit der Ausrichtungssteuerstruktur erläutert;
102 eine Ansicht ist, die ein Beispiel zeigt, das wahrscheinlich ein Problem aufweist, wenn es mit einem Finger gedrückt wird;
103 eine Ansicht ist, die ein Beispiel von Mitteln zum Bilden einer Begrenzung eines ersten Typs von 99 zeigt;
104 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit Mitteln zum Bilden einer Begrenzung des ersten Typs von 103 veranschaulicht;
105 eine Ansicht ist, die ein Beispiel von Mitteln zum Bilden einer Begrenzung eines zweiten Typs von 99 zeigt;
106 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit Mitteln zum Bilden einer Begrenzung des zweiten Typs von 105 veranschaulicht;
107 eine Ansicht ist, die ein Beispiel von Mitteln zum Bilden einer Begrenzung eines ersten Typs von 99 zeigt;
108 eine Ansicht ist, die ein Beispiel von Mitteln zum Bilden einer Begrenzung eines zweiten Typs von 99 zeigt;
109 eine Ansicht ist, welche die Ausrichtungssteuerstrukturen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
110 eine Schnittansicht ist, entlang der Linie 110-110 der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 109;
111 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 109 zeigt;
112 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 109 zeigt;
113 eine Schnittansicht ist, entlang der Linie 113-113 der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 112;
114 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 109 zeigt;
115 eine Schnittansicht ist, entlang der Linie 115-115 der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 114;
116A bis 116G Ansichten sind, die ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats mit den Ausrichtungssteuerstrukturen und Hilfswandstrukturen zeigen;
117A bis 117E Ansichten sind, die ein weiteres Beispiel des Verfahrens zur Herstellung eines Substrats mit den Ausrichtungssteuerstrukturen und Hilfswandstrukturen zeigen;
118 eine Ansicht ist, die ein Ansprechen zeigt, wenn die Distanz zwischen den Hilfsstrukturen (Schlitzen) geändert wird, wobei die Breite der Hilfswandstrukturen (Schlitze) in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 111 festgelegt ist;
119 eine Ansicht ist, die ein Ansprechen zeigt, wenn die Breite der Hilfsstrukturen (Schlitze) geändert wird, wobei die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Schlitzen) in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 111 festgelegt ist;
120 eine Ansicht ist, die ein Ansprechen zeigt, wenn die Distanz zwischen den Hilfsstrukturen (Schlitzen) geändert wird, wobei die Größe der Hilfswandstrukturen (Schlitze) in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 112 festgelegt ist;
121 eine Ansicht ist, die ein Ansprechen zeigt, wenn die Größe der Hilfsstrukturen (Erhebungen) geändert wird, wobei die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Erhebungen) in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 112 festgelegt ist;
122 eine Ansicht ist, welche die Ausrichtungssteuerstruktur der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
123 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigt;
124A bis 124E Ansichten sind, die ein Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigen;
125A bis 125E Ansichten sind, die ein Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 123 zeigen;
126 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigt;
127 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigt;
128 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigt;
129 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigt;
130 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigt;
131 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigt;
132 eine Ansicht ist, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigt;
133A bis 133C Ansichten sind, die Modifikationen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigen;
134A bis 134C Ansichten sind, die Modifikationen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigen;
135A und 135B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
136A und 136B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
137A und 137B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
138A bis 138E Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
139A und 139B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
140A und 140B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
141A bis 141D Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
142A bis 142D Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
143A bis 143D Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
144A und 144B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
145A und 145B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
146A bis 146D Ansichten sind, die eine Modifika tion der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
147A und 147B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
148A und 148B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
149A und 149B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
150A und 150B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
151A und 151B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
152A bis 152D Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
153A bis 153D Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
154A bis 154D Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
155A und 155B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen;
156A und 156B Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen; und
157A bis 157D Ansichten sind, die eine Modifikation der Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 zeigen.
Die Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf Ausführungsformen erläutert. 1 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dem ersten Beispiel zeigt. In 1 enthält die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 10 ein Paar von transparenten Glassubstraten 12 und 14, und einen Flüssigkristall 16 mit einer negativen Anisotropie seiner Dielektrizitätskonstante, der zwischen den Glassubstraten 12 und 14 eingesetzt ist. Das erste Glassubstrat 12 hat eine Elektrode 18 und eine verti kale Ausrichtungsschicht 20, und das zweite Glassubstrat 14 hat eine Elektrode 22 und eine vertikale Ausrichtungsschicht 24. Ferner ist ein Polarisator 26 an der Außenseite des ersten Glassubstrats 12 angeordnet, und ein Polarisator 28 ist an der Außenseite des zweiten Glassubstrats 14 angeordnet. Zur Vereinfachung der Erklärung wird das erste Glassubstrat 12 oberes Substrat genannt, und das zweite Glassubstrat 14 wird unteres Substrat genannt.
In dem Fall, wo das obere Substrat 12 als Farbfiltersubstrat konfiguriert ist, enthält das obere Substrat 12 ferner ein Farbfilter und eine schwarze Maske. In diesem Fall ist die Elektrode 18 eine gemeinsame Elektrode. In dem Fall, wo das untere Substrat als TFT-Substrat konfiguriert ist, enthält hingegen dieses untere Substrat 14 eine Aktive-Matrix-Treibschaltung zusammen mit den TFTs. In diesem Fall umfasst die Elektrode 22 eine Pixelelektrode.
2 ist eine schematische Schnittansicht, welche die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung eines vertikalen Orientierungstyps mit Ausrichtungssteuerstrukturen zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls zeigt. Der Einfachheit halber sind die Elektroden 18 und 22 und die Ausrichtungsschichten 20 und 24 von 1 in 2 nicht gezeigt. In 2 hat das obere Substrat 12 Erhebungen 30, die zum unteren Substrat 14 abstehen, als Ausrichtungssteuerstrukturen. Auf ähnliche Weise hat das untere Substrat 14 Erhebungen 32, die zum oberen Substrat 12 abstehen, als Ausrichtungssteuerstrukturen. Die Erhebungen 30 und 32 verlaufen linear in der Richtung rechtwinklig zum Seitenblatt von 2.
3 ist eine Draufsicht der Erhebungen 30 und 32, gezeigt aus der Richtung des Pfeils III von 2. 3 zeigt ferner den Abschnitt eines Pixels der Aktive-Matrix-Treibschaltung. Die Aktive-Matrix-Treibschaltung enthält Gate-Busleitungen 36, Drain-Busleitungen 38, TFTs 40 und Pixelelektroden 22. Die Erhebung 30 des oberen Substrats 12 geht durch das Zentrum der Pixelelektrode 22 hindurch, und die Erhebungen 32 des unteren Substrats 14 gehen durch die Gate-Busleitungen 36 hindurch. Auf diese weise verlaufen die Erhebungen 30 und 32, in der Draufsicht, parallel zueinander und sind abwechselnd angeordnet. Das Beispiel von 3 ist jedoch ein sehr einfaches, auf das die Anordnung der Erhebungen 30 und 32 nicht beschränkt ist.
In dem Fall, wie in 2 gezeigt, wo der Flüssigkristall 16 mit einer negativen Anisotropie der Dielektrizitätskonstante zwischen den vertikalen Ausrichtungsschichten 20 und 24 angeordnet ist, sind die Flüssigkristallmoleküle 16A in der Richtung rechtwinklig zu den vertikalen Ausrichtungsschichten 20 und 24 ausgerichtet, wenn keine Spannung an diese angelegt wird. In der Nachbarschaft der Erhebungen 30 und 32 sind die Flüssigkristallmoleküle 16B in der Richtung rechtwinklig zu den Erhebungen 30 und 32 ausgerichtet. Die Erhebungen 20 und 32 enthalten Schrägen, und daher sind die Flüssigkristallmoleküle 16B, die in der Richtung rechtwinklig zu den Erhebungen 30 und 32 ausgerichtet sind, unter einem Winkel zu den vertikalen Ausrichtungsschichten 20 und 24 ausgerichtet.
Beim Anlegen der Spannung an den Flüssigkristall 16 ist der Flüssigkristall 16 mit einer negativen Anisotropie seiner Dielektrizitätskonstante rechtwinklig zum elektrischen Feld ausgerichtet, und daher liegen die Flüssigkristallmoleküle im Wesentlichen parallel zu den Substratflächen (vertikalen Ausrichtungsschicht 20 und 24). Normalerweise, wenn die vertikalen Ausrichtungsschichten 20 und 24 nicht gerieben werden, ist die Richtung, in der die Flüssigkristallmoleküle liegen, nicht entschieden, so ist das Verhalten des Flüssigkristalls instabil. Wenn jedoch die parallel zu einander verlaufenden Erhebungen 30 und 32 wie in dieser Erfindung vorgesehen sind, sind die Flüssigkristallmoleküle 16B in der Nachbarschaft dieser Erhebungen 30 und 32 unter einem Winkel zu den vertikalen Ausrichtungsschichten 20 und 24 ausgerichtet, wie bei einem Pretilt, und daher wird die Richtung, in der die Flüssigkristallmoleküle 16B liegen, durch die Zeit des Anlegens der Spannung an diese bestimmt.
Wenn als Beispiel die Flüssigkristallmoleküle zwischen der Erhebung 30 auf der linken Seite auf dem oberen Substrat 12 und der Erhebung 32 auf der unteren linken Seite unter der Erhebung 30 in 2 herangezogen werden, sind die Flüssigkristallmoleküle 16B zwischen diesen Erhebungen 30 und 32 von oben rechts nach unten links ausgerichtet, und daher fallen zur Zeit des Anlegens einer Spannung an diese die Flüssigkristallmoleküle 16B in die Richtung parallel zu den vertikalen Ausrichtungsschichten 20, 24, wobei sie sich in der Richtung im Uhrzeigersinn drehen. Als Ergebnis fallen die Flüssigkristallmoleküle 16A zwischen diesen Erhebungen 30 und 32 in die Richtung parallel zu den vertikalen Ausrichtungsschichten 20, 24, wobei sie sich in der Richtung im Uhrzeigersinn drehen, gemäß dem Verhalten der Flüssigkristallmoleküle 16B. Auf ähnliche Weise sind, unter den Flüssigkristallmolekülen zwischen der Erhebung 30 auf der linken Seite des oberen Substrats 12 und der Erhebung 32 unten rechts unter der Erhebung 30 in 2, die Flüssigkristallmoleküle 16B zwischen den Erhebungen 30 und 32 von der oberen linken Seite abwärts nach rechts ausgerichtet, und fallen daher zur Zeit des Anlegens einer Spannung an diese in die Richtung parallel zu den vertikalen Ausrichtungsschichten 20 und 24, wobei sie sich in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn drehen. Als Ergebnis fallen die Flüssigkristallmoleküle 16A zwischen diesen Erhebungen 30 und 32 parallel zu den vertikalen Ausrichtungsschichten 20 und 24, wobei sie sich in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn drehen, gemäß dem Verhalten der Flüssigkristallmoleküle 16B.
4A und 4B sind Ansichten, welche die Flüssigkristallmoleküle 16A zeigen, die zur Zeit des Anlegens einer Spannung an diese in Übereinstimmung mit der Anordnung der Erhebungen 30 und 32 von 2 und 3 fallen. 4A ist eine Draufsicht, und 4B ist eine Schnittansicht, entlang der Linie IVB-IVB. Die Flüssigkristallmoleküle 16A auf einer Seite der Erhebung 30 des oberen Substrats 12 fallen zur Erhebung 30, wobei sie sich in der Richtung im Uhrzeigersinn drehen (die Richtung entlang dem Pfeil X), wohingegen die Flüssigkristallmoleküle 16A auf der anderen Seite der Erhebung 30 des oberen Substrats 12 zur Erhebung 30 fallen, wobei sie sich in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn drehen (die Richtung entlang dem Pfeil Y). Darüber hinaus sind in 4A die Flüssigkristallmoleküle 16A rechtwinklig zum Seitenblatt von 4A beim Fehlen einer an diese angelegten Spannung ausgerichtet. Auf diese Weise kann die Flüssigkristallausrichtung ohne Reiben gesteuert werden, und eine Vielzahl von Bereichen mit unterschiedlichen Richtungen der Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen wird in einem Pixel geschaffen. Daher wird die Ausrichtungsteilung erzielt, wodurch eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem breiten Winkelbereich mit einem überlegenen Sichtfeld realisiert wird.
5 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel der Erhebungen (Ausrichtungssteuerstrukturen) 30 und 32 zeigt. Die Erhebungen 30 und 32 verlaufen parallel zueinander, wobei sie gleichzeitig gebogen sind. Mit anderen Worten, die Erhebungen 30 und 32 sind in zickzackförmig parallel zueinander gebogen. In diesem Beispiel sind die Flüssigkristallmoleküle 16C und 16D auf beiden Seiten des kleinen, geraden Abschnitts der Erhebungen 30 und 32 in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet, und die Flüssigkristallmoleküle 16E und 16F auf beiden Seiten des nächsten kleinen, geraden Abschnitts der Biegung der Erhebungen 30 und 32 sind in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet. Die Flüssigkristallmoleküle 16C und 16D sind um 90 Grad in Bezug auf die Flüssigkristallmoleküle 16E, 16F gedreht. Als Ergebnis kann die Ausrichtungsteilung mit vier Zonen verschiedener Flüssigkristallausrichtungen in einem Pixel für eine weiter verbesserte Sichtfeldwinkelcharakteristik erzielt werden.
6 ist eine Ansicht, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung veranschaulicht, bei der die Ausrichtungssteuerstrukturen durch die Erhebungen 30 und 32 gebildet sind. In 6 sind die Elektrode 18, die auf dem oberen Substrat 12 angeordnet ist, und die Elektrode 22, die auf dem unteren Substrat 14 angeordnet ist, gezeigt. Die Erhebungen 30 und 32 sind als dielektrische Glieder auf den Elektroden 18 bzw. 22 gebildet. Die Bezugszahl 42 bezeichnet ein elektrisches Feld in der Nachbarschaft der Erhebungen 30 und 32. Die Erhebungen 30 und 32 bestehen aus dielektrischem Material, und daher ist das elektrische Feld 42 in der Nachbarschaft der Erhebungen 30 und 32 schief. So fallen zur Zeit des Anlegens einer Spannung an diese die Flüssigkristallmoleküle rechtwinklig zum elektrischen Feld 42, wie durch Pfeile angezeigt. Die Richtung, in der die Flüssigkristallmoleküle durch das schiefe elektrische Feld liegen, ist gleich wie die Richtung, in der die Flüssigkristallmoleküle durch die Schrägen der Erhebungen 30 und 32 liegen.
7 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt, bei der die Ausrichtungssteuerstrukturen des unteren Substrats 14 die Erhebungen 32 sind, und die Ausrichtungssteuerstrukturen des oberen Substrats 12 Schlitzstrukturen 44 sind. Die Schlitz strukturen 44 enthalten die Schlitze der Elektrode 18 des oberen Substrats 12. Tatsächlich bedeckt die vertikale Ausrichtungsschicht 20 (in 7 nicht gezeigt) die Elektrode 18 mit den Schlitzen. Daher ist die vertikale Ausrichtungsschicht 20 an den Positionen davon, die den Schlitzen der Elektrode 18 entsprechen, vertieft. Die Schlitzstrukturen 44 enthalten jeweils den Schlitz in der Elektrode 18 und den vertieften Abschnitt der vertikalen Ausrichtungsschicht 20. Diese Schlitzstrukturen 44 verlaufen linear in einer Weise ähnlich den Erhebungen 30 von 6.
In der Nachbarschaft jeder Schlitzstruktur 44 wird ein schiefes elektrisches Feld 42 zwischen der Elektrode 18 des oberen Substrats 12 und der Elektrode 22 des unteren Substrats 14 gebildet. Dieses schiefe elektrische Feld 42 ist ähnlich dem schiefen elektrischen Feld 42, das in der Nachbarschaft der Erhebungen 30 in 6 gebildet wird, und die Flüssigkristallmoleküle fallen in Übereinstimmung mit dem schiefen elektrischen Feld 42 zur Zeit des Anlegens einer Spannung an diese. In diesem Fall ist die Weise, in der die Flüssigkristallmoleküle fallen, gleich wie die Weise, in der die Flüssigkristallmoleküle in Anwesenheit der Erhebungen 30 fallen. So kann in der gleichen Weise, in der die Ausrichtung des Flüssigkristalls durch die Kombination der Erhebungen 30 und 32 gesteuert wird, wie in 6 gezeigt, die Ausrichtung des Flüssigkristalls auch durch die Kombination der Schlitzstrukturen 44 und der Erhebungen 32 gesteuert werden.
8 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt, bei der die Ausrichtungssteuerstrukturen des oberen Substrats 12 und des unteren Substrats 14 beide Schlitzstrukturen 44 bzw. 46 sind. Jede Schlitzstruktur 44 verläuft linear in einer Weise ähnlich den Erhebungen 30 von 6, und die Schlitzstruk turen 46 verlaufen linear in einer Weise ähnlich den Erhebungen 32 von 6. In der Nachbarschaft der Schlitzstrukturen 44 und 46 wird ein schiefes elektrisches Feld 42 zwischen der Elektrode 18 des oberen Substrats 12 und der Elektrode 22 des unteren Substrats 14 gebildet. Dieses schiefe elektrische Feld 42 ist ähnlich dem schiefen elektrischen Feld 42, das in der Nachbarschaft der Erhebungen 30 und 32 in 6 gebildet wird, so dass die Flüssigkristallmoleküle in Übereinstimmung mit dem schiefen elektrischen Feld 42 zur Zeit des Anlegens einer Spannung an diese fallen. In diesem Fall ist die Weise, in der die Flüssigkristallmoleküle fallen, gleich wie die Weise, in der die Flüssigkristallmoleküle in Anwesenheit der Erhebungen 30 und 32 fallen. So kann in der gleichen Weise, in der die Ausrichtung des Flüssigkristalls durch die Kombination der Erhebungen 30 und 32 gesteuert wird, wie in 6 gezeigt, die Ausrichtung des Flüssigkristalls durch die Kombination der Schlitzstrukturen 44 und 46 gesteuert werden.
Als Ergebnis kann die Ausrichtung des Flüssigkristalls in der gleichen Weise durch die Erhebungen 30 und 32 wie durch die Schlitzstrukturen 44 und 46 gesteuert werden. Daher können die Erhebungen 30 und 32 und die Schlitzstrukturen 44 und 46 allgemein ausgedrückt als Ausrichtungssteuerstrukturen (oder linear angeordnete Strukturen) verstanden werden.
9 ist eine Schnittansicht, welche ein Beispiel der Ausrichtungssteuerstrukturen (linear angeordneten Strukturen) zeigt, die die Erhebungen 30 (32) bilden. Die Erhebungen 30 werden beispielsweise auf folgende Weise gebildet. Das untere Substrat 14 wird mit den Elektroden 22 zusammen mit der aktiven Matrix ausgebildet. Dielektrische Glieder 30A, um Erhebungen darzustellen, werden auf den Elektroden 22 gebildet. Die dielektrischen Glieder 30A werden durch das Überziehen eines Resists und Mustern desselben gebildet. Die vertikale Ausrichtungsschicht 24 wird auf dem dielektrischen Glied 30A und der Elektrode 22 gebildet. Auf diese Weise werden die Erhebungen 30 gebildet.
10 ist eine Schnittansicht, welche ein Beispiel der Ausrichtungssteuerstrukturen (linear angeordneten Strukturen) in der Form der Schlitzstrukturen 44 (46) zeigt. Die Schlitzstrukturen 44 werden beispielsweise auf folgende Weise gebildet. Nach der Bildung eines Farbfilters und einer schwarzen Matrix, etc., wird die Elektrode 18 auf dem oberen Substrat 12 gebildet. Die Elektrode 18 wird dadurch gemustert, um die Schlitze 18A zu bilden. Eine vertikale Ausrichtungsschicht 20 wird auf der Elektrode 18 mit den Schlitzen 18A gebildet. Auf diese Weise werden die Schlitzstrukturen 44 gebildet.
11 ist eine Ansicht, die das Problem der Ausrichtung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den linear angeordneten Strukturen erläutert. Obwohl die linear angeordneten Strukturen hier im Nachstehenden hauptsächlich als Erhebungen 30 und 32 beschrieben sind, können die Schlitzstrukturen (manchmal einfach Schlitze genannt) 44 und 46 anstelle der Erhebungen 30 und 32 mit demselben Effekt verwendet werden.
11 zeigt den Zustand ähnlich jenem von 4. (4 zeigt jedoch nur die Flüssigkristallmoleküle 16A in dem Spalt zwischen den Erhebungen 30 und 32, wohingegen 11 die Flüssigkristallmoleküle zeigt, die in dem Spalt zwischen den Erhebungen 30 und 32 existieren, und die Flüssigkristallmoleküle, die auf den und in der Nachbarschaft der Erhebungen 30 und 32 existieren. Auch ist in 11 die Erhebung 32 des unteren Substrats 14 im Zentrum lokalisiert). Die Bezugszahl 48 bezeichnet die Anordnung der Polarisatoren 26 und 28. Die Polarisatoren 26 und 28 sind unter einem Winkel von 45 Grad zu den Erhebungen 30 und 32 angeordnet.
Zur Zeit des Anlegens einer Spannung an diese, wie oben beschrieben, kommt es dazu, dass die in dem Spalt zwischen den Erhebungen 30 und 32 existierenden Flüssigkristallmoleküle 16A rechtwinklig zu den Erhebungen 32 auf beiden Seiten der Erhebung 32 des unteren Substrats (oder der Erhebung 30 des oberen Substrats 12) in entgegengesetzten Richtungen liegen. Die Flüssigkristallmoleküle auf den und in der Nachbarschaft der Erhebungen 30 und 32, die zwischen den in entgegengesetzten Richtungen liegenden Flüssigkristallmolekülen 16A lokalisiert sind, liegen kontinuierlich mit diesen Flüssigkristallmolekülen 16A. Es kommt dazu, dass die Flüssigkristallmoleküle alle in einer Ebene parallel zum Seitenblatt von 11 ausgerichtet sind. In diesem Fall können die Flüssigkristallmoleküle gerade über der Erhebung 32 nach rechts oder nach links fallen. Es ist unsicher, ob die gerade über den Erhebungen 32 lokalisierten Flüssigkristallmoleküle nach rechts oder nach links fallen. Aus diesem Grund koexistieren eine Ausrichtungsbedingung, unter der die Flüssigkristallmoleküle nach rechts gefallen sind, und eine weitere Ausrichtungsbedingung, unter der die Flüssigkristallmoleküle nach links gefallen sind, auf derselben Erhebung 32. An einem Ort, ob diese beiden Ausrichtungsbedingungen miteinander in Kontakt stehen, wird eine Begrenzung der Ausrichtung des Flüssigkristalls (singulärer Punkt im Direktorfeld) gebildet. Eine Vielzahl von Begrenzungen existiert auf einer einzelnen Erhebung 32.
In dem Fall, wo der Flüssigkristall auf der Erhebung 30 des oberen Substrats 12 in der gleichen Weise wie jener auf der Erhebung 32 des unteren Substrats 14 (beispielsweise in dem Bereich C) ausgerichtet ist, nimmt die Ausrichtung zwischen den Erhebungen 30 und 32 auch eine gebogene Form an.
In dem Fall, wo der Flüssigkristall auf der Erhebung 30 des oberen Substrats 12 anders als jener auf der Erhebung 32 des unteren Substrats 14 (beispielsweise in dem Bereich A) orientiert ist, nimmt die Ausrichtung zwischen den Erhebungen 30 und 32 hingegen eine Sprühform an. Spezifisch koexistieren zwei Typen von Ausrichtungsbedingungen zwischen den Erhebungen 30 und 32, und eine Begrenzung wird zwischen diesen Bereichen unterschiedlicher Ausrichtung gebildet.
Detaillierter ist sogar eine Ausrichtung beispielsweise in der Sprühform geringfügig unterschiedlich, wenn das obere und das untere Substrat 12 und 14 fehlausgerichtet sind. Das Ergebnis sind verschiedene Winkel der Polarisatoren 26 und 28, unter denen die Transmittanz in den jeweiligen Bereichen maximal ist. Diese Bedingung wurde tatsächlich gemessen, indem die Polarisatoren 26 und 28 in einigen Bereichen gedreht wurden. In 11 zeigt der Bereich A, dass die Polarisatoren 26 und 28 um etwa –13 Grad in Bezug auf eine normale Anordnung 48 gedreht wurden. Der Bereich B zeigt, dass die Polarisatoren 26 und 28 um –4 Grad in Bezug auf die normale Anordnung 48 gedreht wurden. Der Bereich C zeigt andererseits, dass die Polarisatoren 26 und 28 um +2 Grad in Bezug auf die normale Anordnung 48 gedreht wurden.
12 ist eine Ansicht, die die in den Bereichen A, B und C von 11 gemessene Transmittanz zeigt. Die Kurve A repräsentiert die Messung in dem Bereich A von 11, die Kurve B repräsentiert die Messung in dem Bereich B von 11, und die Kurve C die Messung in dem Bereich C von 11. Die Kurve A zeigt an, dass eine beträchtlich hohe Transmittanz unter einem Winkel der Polarisatoren 26 und 28 erhalten wird, die beträchtlich von der normalen Anordnung (45 Grad in Bezug auf die Erhebungen 30 und 32) verschoben sind, wohingegen in dem Fall, wo die Polarisatoren 26 und 28 in der normalen Anordnung 48 (45 Grad in Bezug auf die Erhe bungen 30 und 32) sind, Licht im Wesentlichen nicht durchgelassen werden kann. Die Kurve B zeigt an, dass eine vergleichsweise hohe Transmittanz in dem Fall erhalten wird, wo die Polarisatoren 26 und 28 unter einem Winkel angeordnet sind, der von der normalen Anordnung 48 (45 Grad in Bezug auf die Erhebungen 30, 32) etwas verschoben ist. Die Kurve C zeigt, dass ein gewisser Grad der Transmittanz in dem Fall gesichert werden kann, wo die Polarisatoren 26 und 28 in der normalen Anordnung 48 (45 Grad in Bezug auf die Erhebungen 30, 32) sind. Auf diese Weise erzeugt die Verwendung der Erhebungen 30 und 32 eine Vielzahl von Bereichen mit unterschiedlichen Transmittanzcharakteristiken.
13 ist eine Ansicht, welche die Änderung in der Transmittanz nach dem Anlegen einer Spannung zeigt. In 13 wird eine Spannung bei 1000 ms angelegt, und die Spannung wird bei 2000 ms entfernt. In dem Fall, wo Bereiche unterschiedlicher Ausrichtungen existieren, wie mit Bezugnahme auf 11 und 12 beschrieben, tritt ein Überschwingung genanntes Phänomen unmittelbar nach dem Anlegen der Spannung auf. Spezifisch steigt die Transmittanz stark an, beispielsweise gerade nach dem Anlegen der Spannung, und sinkt dann allmählich auf einen vorherbestimmten Wert, wo sie ein Gleichgewicht erreicht. Die Überschwingung wird durch den Grad ausgedrückt, in dem die weiße Helligkeit von der Transmittanz im Gleichgewicht gestiegen ist. Die Überschwingung (%) ist definiert als (Y – X)/X × 100, wobei die anfängliche Helligkeit X ist, und die Helligkeit im Gleichgewicht Y ist.
Wenn die Bereiche A, B und C mit verschiedenen Transmittanzen existieren, wie in 11 gezeigt, bewegt sich der Flüssigkristall in den Bereichen A, B und C weiter in den jeweiligen Bereichen nach dem Anlegen einer Spannung, und die Flüssigkristalle in benachbarten Bereichen beein trächtigen einander, so dass sich die Bereiche A, B und C selbst weiter bewegen (d.h. die Begrenzungen zwischen den Bereichen A, B und C bewegen sich weiter). Als Ergebnis steigt die Transmittanz und so auch die Überschwingung. Die Überschwingung ist eine Ursache des Nachleuchtens, das oft zur Verschlechterung der Anzeigequalität führt. Auch kann in Anwesenheit der Bereiche A, B und C mit verschiedenen Merkmalen die Anzeigeleistung eine Differenz entwickeln, wodurch es unmöglich wird, eine vorherbestimmte Qualität zu erhalten.
Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, die Ausrichtung des Flüssigkristalls auf den Erhebungen 30 und 32 zu steuern, um zu verhindern, dass sich der Flüssigkristall in Bereichen mit verschiedenen Transmittanzen ständig weiter bewegt, und um dadurch die Helligkeit und das Ansprechen zu verbessern.
14 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Erhebungen (linear angeordneten Strukturen) 30 und 32 zeigt. Schlitzstrukturen 44 und 46 können natürlich anstelle der Erhebungen 30 und 32 als linear angeordnete Strukturen verwendet werden.
Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung hat die Erhebungen 30 des oberen Substrats 12 und die Erhebungen 32 des unteren Substrats 14, wie oben beschrieben. Jede Erhebung 30 oder 32 ist aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S oder 32S gebildet. Die Bestandteileinheiten 30S oder 32S haben eine im Wesentlichen gleichmäßige Gestalt, und unterscheiden sich voneinander durch eine Änderung in der Gestalt oder Schneiden. In dem Beispiel von 14 sind zwei benachbarte Bestandteileinheiten 30S oder 32S durch einen schmalen Abschnitt verbunden. Die Bestandteileinheiten 30S der Erhebungen 30 des oberen Substrats 12 und die Bestandteileinheiten 32S der Erhebungen 32 des unteren Substrats 14 verlaufen auch parallel zueinander, und die Bestandteilein heiten der Erhebungen 30 des oberen Substrats 12 und die entsprechenden Bestandteileinheiten der Erhebungen 32S des unteren Substrats 14 sind an solchen Positionen angeordnet, dass sie miteinander überlappt sind.
Jede Erhebung 30 oder 32 ist jeweils aus einer Vielzahl der Bestandteileinheiten 30S oder 32S gebildet, wie oben beschrieben, und daher besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass eine Vielzahl von Bereichen A, B und C mit verschiedenen Transmittanzen, wie in 11 gezeigt, innerhalb jeder Bestandteileinheit 30S oder 32S gebildet wird. Es wird auch verhindert, dass sich die Bereiche A, B und C kontinuierlich bewegen (es wird verhindert, dass sich die Begrenzungen zwischen den Bereichen A, B und C weiter bewegen), so dass es dazu kommt, dass der Flüssigkristall stabil in dem horizontalen Zustand innerhalb einer kürzeren Zeit ausgerichtet wird. Als Ergebnis wird die Überschwingung reduziert, wodurch sowohl die Helligkeit als auch die Ansprechgeschwindigkeit verbessert werden. Auch wenn es Bereiche mit einem großen Transmittanzverlust gibt, kann der Effekt davon durch die Anwesenheit einer Vielzahl kleiner Bereiche mit einem geringen Transmittanzverlust ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck enthält jede Erhebung 30 oder 32 zweckmäßig jeweils so viele Bestandteileinheiten 30S oder 32S wie möglich. Vorzugsweise ist die Länge der Bestandteileinheiten 30S oder 32S nicht kleiner als die Länge des Spalts zwischen den Erhebungen 30 und 32 des Paars von Substraten 12 und 14, und nicht größer als 200 µm.
15 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Erhebungen 30 und 32 zeigt. Die Erhebungen 30 und 32 sind jeweils aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S und 32S konfiguriert. In diesem Beispiel sind die Erhebungen 30 und 32 abgeschnitten, d.h. die Bestandteileinheiten 30S und 32S sind voneinander getrennt. Die anderen Merkmale sind ähnlich jenen des Beispiels von 14.
16 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Erhebungen 30 und 32 zeigt. Die Erhebungen 30 und 32 sind jeweils aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S und 32S gebildet. In diesem Beispiel sind die Erhebungen 30 und 32 gebogen. Die anderen Merkmale sind ähnlich jenen von 15.
17 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Erhebungen 30 und 32 zeigt. Die Erhebungen 30 und 32 sind jeweils aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S und 32S konfiguriert. In diesem Fall sind die Erhebungen 30 und 32 abgeschnitten, d.h. die Bestandteileinheiten 30S und 32S sind voneinander getrennt. Ferner verlaufen die Bestandteileinheiten 30S der Erhebungen 30 des oberen Substrats 12 und die Bestandteileinheiten 32S der Erhebungen 32 des unteren Substrats 14 parallel zueinander und sind voneinander verschoben. Die Bestandteileinheiten 30S und 32S, welche die Erhebungen 30 und 32 des oberen bzw. des unteren Substrats bilden, die miteinander in Kontakt stehen, wie in 14 gezeigt, könnten natürlich wie in 17 gezeigt verschoben sein.
18 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Erhebungen 30 und 32 zeigt. Die Erhebungen 30 und 32 sind jeweils aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S und 32S konfiguriert. In diesem Fall sind die Erhebungen 30 und 32 abgeschnitten, d.h. die Bestandteileinheiten 30S und 32S sind voneinander getrennt. Ferner haben die Bestandteileinheiten 30S der Erhebungen 30 des oberen Substrats 12 und die Bestandteileinheiten 32S der Erhebungen 32 des unteren Substrats 14 unterschiedliche Längen. Die Bestandteileinheiten 30S der Erhebungen 30 des oberen Substrats 12 sind etwa dreimal so lang wie die Bestandteileinheiten 32S der Erhebungen 32 des unteren Substrats 14. Das Zentrum der Bestand teileinheiten 30S der Erhebungen 30 des oberen Substrats 12 fällt mit dem Zentrum der drei Bestandteileinheiten 32S der Erhebungen 32 des unteren Substrats 14 zusammen.
19 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Erhebungen 30 und 32 zeigt. Die Erhebungen 30 und 32 sind jeweils aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S und 32S gebildet. In diesem Fall sind die Erhebungen 30 und 32 abgeschnitten, d.h. die Bestandteileinheiten 30S und 32S sind voneinander getrennt. Ferner haben die Bestandteileinheiten 30S der Erhebungen 30 des oberen Substrats 12 unterschiedliche Längen, und die Bestandteileinheiten 32S der Erhebungen 32 des unteren Substrats 14 ebenso. In diesem Beispiel haben die Bestandteileinheiten 30S und 32S jeweils zwei Typen von Längen, und jene Bestandteileinheiten mit unterschiedlichen Längen sind in einem Satz gebildet, so dass Sätze unterschiedlicher Längen abwechselnd angeordnet sind. Der Satz der Bestandteileinheiten 30S der Erhebungen 30 des oberen Substrats 12 und der Satz der Bestandteileinheiten 32S der Erhebungen 32 des unteren Substrats 14 sind in einer versetzten Weise angeordnet. Die Bestandteileinheiten 30S, 32S von 18 und 19 können an einer Koinzidenzposition angeordnet oder wie in dem vorhergehenden Beispiel verbunden sein.
20 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Erhebungen 30 und 32 zeigt. Die Erhebungen 30 und 32 sind jeweils aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S, 32S gebildet. In diesem Beispiel sind die Bestandteileinheiten 30S der Erhebungen 30 abwechselnd mit den Bestandteileinheiten 32S der Erhebung 32 angeordnet, und die Bestandteileinheiten 32S der Erhebung 32 sind abwechselnd mit den Bestandteileinheiten 30S angeordnet. Beispielsweise sind die Bestandteileinheiten 30S der Erhebung 30 des oberen Substrats an jeder zweiten Position der Erhebungen 30 von
2 angeordnet, und die Bestandteileinheiten 32S der Erhebungen 32 des unteren Substrats sind an jeder zweiten Position angeordnet, die frei ist von den Bestandteileinheiten 30S der Erhebungen 30 des oberen Substrats gerade unter den Erhebungen 30 von 2. Es scheint, dass die Erhebungen 30 und 32 des oberen und des unteren Substrats scheinbar jeweils einen Zug einer Mischung von Bestandteileinheiten 30S, 32S der Erhebungen 30 und 32 des oberen bzw. des unteren Substrats bilden.
In den oben beschriebenen Beispielen sind die Bestandteileinheiten 30S und 32S in einer elliptischen Form gezeigt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die elliptische Gestalt beschränkt, sondern kann rechtwinklig, rhombisch oder auf andere Weise polygonal sein. Für den Zweck der Mittelwertbildung der Länge der Bestandteileinheiten 30S und 32S der Erhebungen 30 und 32 ist auch die Länge vorzugsweise gleich jener der Kombination der Pixel von R, G und B, d.h. nicht größer als 200 µm. Da der Erhebungsspalt mit dem Paar der miteinander überlappten Substrate die Mindestdistanz zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls darstellt, ist die Länge der Bestandteileinheiten 30S und 32S der Erhebungen 30 und 32 vorzugsweise auch nicht kleiner als der Erhebungsspalt.
Obwohl oben der die Erhebungen 30 und 32 involvierende Fall beschrieben ist, ist dies auch der Fall mit den die Schlitze in der Elektrode enthaltenen Schlitzstrukturen 44 und 46. Mit anderen Worten, der Schlitz ist aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten gebildet. Auch in diesem Fall können die oben beschriebenen Anordnungen wie sie sind verwendet werden. Dies gilt auch für die Begrenzung der Länge der Bestandteileinheiten.
21 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen zeigt. 21 zeigt Abschnitte der drei Pixelelektroden 22R, 22G und 22B, und die linear angeordneten Strukturen sind in der gebogenen Zickzackform, wie in 5 gezeigt. Die linear angeordneten Strukturen des oberen Substrats 12 enthalten Erhebungen 30, und die linear angeordneten Strukturen des unteren Substrats 14 enthalten Schlitzstrukturen 46. Mit anderen Worten, die Kombination der linear angeordneten Strukturen von 21 ist äquivalent zur Kombination der Erhebungen und der Schlitzstrukturen von 7, umgedreht angeordnet.
22 ist eine Ansicht, welche die Pixelelektrode 22R und die Schlitzstrukturen 46 von 21 zeigt. Die Pixelelektrode 22R hat eine Vielzahl von Schlitzen 22S und eine Vielzahl von Abschnitten 22T zwischen den Schlitzen aus demselben Material (ITO) wie die Pixelelektrode 22R. Die Schlitze 22S können zur Zeit des Musterns der Pixelelektrode 22R gebildet werden. Die vertikale Ausrichtungsschicht 24 ist auf der Pixelelektrode 22R überzogen, so dass die Serie von Schlitzen 22S der Pixelelektrode 22R die Schlitzstruktur 46 darstellt, und die Schlitze 22S bilden die Bestandteileinheiten 46S der Schlitzstruktur 46. Die Materialabschnitte 22T sind Abschnitte, wo die benachbarten Bestandteileinheiten 46S getrennt sind.
In diesem Beispiel beträgt die Breite der Schlitze 22S (der Bestandteileinheit 46S der Schlitzstruktur 46) 5 µm, und die Länge davon beträgt 12 µm, 26 µm oder 33 µm. Die Länge des Schlitzes 22S (der Bestandteileinheit 46S der Schlitzstruktur 46) beträgt vorzugsweise nicht weniger als 10 µm. Die Länge des Materialteils 22T ist 4 µm. Die Länge des Materialteils 22T ist vorzugsweise nicht größer als die Breite der Erhebung 30. Auf ähnliche Weise beträgt die Breite der Bestandteileinheit 30S der Erhebung 30 5 µm, und die Länge davon beträgt 12 µm, 26 µm oder 33 µm. Die Länge des Spalts zwischen den Bestandteileinheiten 30S der Erhe bung 30 beträgt 4 µm.
23A bis 23E sind Ansichten, welche die Bildung der linear angeordneten Strukturen erläutern, die aus den Erhebungen 30 konfiguriert sind. Ein Substrat 12 wird hergestellt, und ein Farbfilter, eine schwarze Matrix und eine Elektrode 18 werden darauf aufgebracht, wie in 23A gezeigt. Ein LC 200 (hergestellt von Shipley), das ein positives Resist 50 darstellt, wird auf dem Substrat 12 mit der Elektrode 18 (nicht gezeigt) 30 Sekunden lang bei 1500 UpM durch Spin-Überzug aufgebracht, wie in 23B gezeigt. Hier wird das positive Resist verwendet, aber die Verwendung ist nicht unbedingt notwendig. Anstelle des positiven Resists sind ein negatives Resist oder ein lichtempfindliches Harz eine mögliche Alternative. Das durch Spin-Überzug gebildete Resist 50 wird 20 Minuten lang bei 90°C vorgebacken und dann einer Kontaktbelichtung durch eine Photomaske 52 ausgesetzt (Belichtungszeit 5 Sekunden), wie in 23C gezeigt. Nach der Entwicklung mit dem Entwickler (von Shipley) während einer Minute wird das Resist 60 Minuten lang bei 120°C nachgebacken, gefolgt von einem weiteren Nachbacken 40 Minuten lang bei 200°C, um dadurch eine Erhebung 30 zu bilden, wie in 23D gezeigt. Die Breite dieser Erhebung 30 ist 5 µm, die Höhe davon ist 1,5 µm, und die Länge der Bestandteileinheiten 30S der Erhebungen 30 ist oben beschrieben. Eine vertikale Ausrichtungsschicht JALS684 (hergestellt von JSR) wird 30 Sekunden lang bei 2000 UpM durch Spin-Überzug aufgebracht, gefolgt von 60 Minuten Backen bei 180°C, um dadurch die vertikale Ausrichtungsschicht 20 zu bilden, wie in 23E gezeigt.
Eine Abdichtung (XN-21F, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemical) wird auf diesem Substrat 12 oder dem TFT-Substrat 14 aufgebracht, und das verbleibende Substrat wird mit 4,5 µm Abstandshaltern (SP-20045, hergestellt von Sekisui Fine Chemical) besprüht. Die beiden Substrate werden aufeinander gelegt. Im letzten Schritt wird ein leeres Feld durch 60 Minuten Backen bei 135°C erzeugt. Reiben und Reinigen wurden nicht durchgeführt. In einer Vakuumumgebung wird das leere Feld mit einem Flüssigkristall MJ961213 (hergestellt von Merck) mit einer negativen Anisotropie seiner Dielektrizitätskonstante durch ein Vakuum-Füllverfahren gefüllt. Die Einfügeöffnung wird schließlich mit einem Dichtmaterial (30Y-228, hergestellt von Three Bond) abgedichtet, um dadurch ein Flüssigkristallfeld zu erzeugen.
Die Transmittanz des auf diese Weise erzeugten Flüssigkristallfelds wurde gemessen, wobei eine Spannung von 5 V an dieses angelegt wurde. Die Messung ergab 25,7 %. Die Messung der Ansprechgeschwindigkeit beim Anlegen von Spannungen von 0 V bis 5 V zeigt auch eine Überschwingung von 1,6 %.
In dem Fall der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den linear angeordneten Strukturen von 15 beträgt die Messung der Transmittanz beim Anlegen von 5 V an diese 26,3 %. Die Ansprechgeschwindigkeit, wie beim Anlegen von Spannungen von 0 V bis 5 V gemessen, zeigt eine Überschwingung von 1,1 %. Die Breite der Erhebungen ist 10 µm, die Höhe davon 1,5 µm, die Länge der Bestandteileinheit der Erhebungen ist 30 µm, die Distanz zwischen den Erhebungsbestandteileinheiten ist 10 µm, und der Spalt zwischen den Erhebungen, wobei das obere und das untere Substrat aufeinander gelegt sind, ist 20 µm.
In dem Fall der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den in 17 gezeigten linear angeordneten Strukturen beträgt die Messung der Transmittanz beim Anlegen von 5 V an diese hingegen 26,6 %. Die Ansprechgeschwindigkeit, wie beim Anlegen von Spannungen von 0 V bis 5 V gemessen, zeigt eine Überschwingung von 0,9 % an. In dem Fall der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den linear angeordneten Struktu ren von 18 beträgt die Messung der Transmittanz beim Anlegen von 5 V 26,1 %. Als Messung der Ansprechgeschwindigkeit, die durch das Anlegen von Spannungen von 0 V bis 5 V durchgeführt wurde, beträgt die Überschwingung auch 1,6 %. In diesem Fall ist die Breite der Erhebung 10 µm, die Höhe davon ist 1,5 µm, die Länge der Erhebungsbestandteileinheit ist 30 µm, die Länge der anderen Erhebungsbestandteileinheit ist 70 µm, der Spalt zwischen den Erhebungsbestandteileinheiten ist 10 µm, und der Erhebungsspalt, wobei das obere und das untere Substrat aufeinander gelegt sind, ist 20 µm. Es wird auch ein Feld erzeugt, indem ein Paar des oberen und des unteren Substrats so aneinander angebracht wird, dass jede lange Erhebungsbestandteileinheit an derselben Position wie zwei kurze Erhebungsbestandteileinheiten lokalisiert ist.
In dem Fall der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den in 20 gezeigten linear angeordneten Strukturen beträgt die Messung der Transmittanz beim Anlegen von 5 V hingegen 26,0 %. Die Ansprechgeschwindigkeit, wie beim Anlegen von 0 V bis 5 V gemessen, beträgt auch 1,6 % hinsichtlich der Überschwingung. In diesem Fall hat die Erhebung eine Breite von 10 µm und eine Höhe von 1,5 µm, die Länge der Erhebungsbestandteileinheit ist 30 µm, ein Spalt zwischen den Erhebungsbestandteileinheiten ist 50 µm, ein weiterer Spalt zwischen den Erhebungsbestandteileinheiten ist 10 µm, und der Erhebungsspalt, wobei das obere und das untere Substrat aufeinander gelegt sind, ist 20 µm. Die Erhebungen werden auch so gebildet, dass die Erhebungsbestandteileinheiten eines Substrats an Positionen lokalisiert sind, die den Spalten zwischen den Erhebungsbestandteileinheiten des anderen Substrats entsprechen.
Die folgende Messung wird als Vergleichsbeispiel 1 durchgeführt. Erhebungen, die keine Bestandteileinheiten aufweisen, werden gebildet, um ein Flüssigkristallfeld zu erzeugen. Die Breite der Erhebungen ist 10 µm, die Höhe davon ist 1,5 µm, und der Erhebungsspalt, wobei das obere und das untere Substrat aufeinander gelegt sind, ist 20 µm. Die Messung der Transmittanz beim Anlegen von 5 V ergibt 22,8 %. Die Messung der Ansprechgeschwindigkeit beim Anlegen von Spannungen von 0 V bis 5 V zeigt auch eine Überschwingung von 7,5 % an.
Die folgende Messung wird als Vergleichsbeispiel 2 vorgenommen. Ein Flüssigkristallfeld wird hergestellt, das Erhebungen ähnlich jenen von 15 mit längeren Bestandteileinheiten aufweist. Die Breite der Erhebungen ist 10 µm, die Höhe davon ist 1,5 µm, die Länge der Erhebungsbestandteileinheiten ist 300 µm, der Spalt zwischen den Erhebungsbestandteileinheiten ist 10 µm, und der Erhebungsspalt, wobei das obere und das untere Substrat aufeinander gelegt sind, ist 20 µm. Die Messung der Transmittanz, die beim Anlegen von 5 V vorgenommen wird, ergibt 23,5 %. Die Messung der Ansprechgeschwindigkeit beim Anlegen von 0 V bis 5 V zeigt auch eins Überschwingung von 6,3 % an.
Die folgende Messung wird als Vergleichsbeispiel 3 vorgenommen. Ein Flüssigkristallfeld wird hergestellt, das Erhebungen ähnlich jenen von 15 mit kürzeren Bestandteileinheiten aufweist. Die Breite der Erhebungen ist 10 µm, die Höhe davon ist 1,5 µm, die Länge der Erhebungsbestandteileinheiten ist 10 µm, der Spalt zwischen den Erhebungsbestandteileinheiten ist 10 µm, und der Erhebungsspalt, wobei das obere und das untere Substrat aufeinander gelegt sind, ist 20 µm. Die vorgenommene Messung der Transmittanz beim Anlegen von 5 V ergibt 24,1 %. Die Ansprechgeschwindigkeit, wie beim Anlegen von 0 V bis 5 V gemessen, zeigt auch eine Überschwingung von 5,9 % an.
24 ist eine Ansicht, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit linear angeordneten Strukturen ähnlich jenen von 11 zeigt. 25 ist eine Ansicht, welche die Anzeigecharakteristik der in 24 gezeigten Konfiguration zeigt. In 25 bezeichnet die Bezugszahl 54 einen Bereich, der dunkel erscheint.
In 24 sind die Flüssigkristallmoleküle, die zwischen der Erhebung 30 des oberen Substrats 12 und der Erhebung 32 des unteren Substrats 14 lokalisiert sind, im Wesentlichen rechtwinklig zu den Erhebungen 30 und 32 ausgerichtet. Die an den Erhebungen 30 und 32 lokalisierten Flüssigkristallmoleküle sind auch im Wesentlichen parallel zu den Erhebungen 30 und 32 ausgerichtet.
Es wurde gefunden, dass sich die Begrenzungen (singuläre Punkte im Direktorfeld) und die Anzahl von Teilungen der Bereiche mit unterschiedlichen Ausrichtungsbedingungen auf den Erhebungen 30 und 32 in einigen Fällen nach dem Anlegen einer Spannung einige Sekunden lang oder einige Zehntelsekunden lang weiter ändern. Es wurde auch gefunden, dass die Erkennung dieses Phänomens als Änderung in der Transmittanz des Flüssigkristallfelds eine Hauptursache einer Überschwingung ist.
Es wird angenommen, dass dieses Phänomen durch die folgende Tatsache verursacht wird. Es wird beispielsweise angenommen, dass die Flüssigkristallmoleküle auf den Erhebungen 30 und 32 in dem Fall, wo die Erhebungen 30 und 32 horizontal verlaufen, entweder nach rechts oder nach links ausgerichtet sind, wie in 24 gezeigt. Beim Fehlen von Mitteln zum Steuern der Richtung fallen die Flüssigkristallmoleküle jedoch zufällig in eine von zwei Richtungen unmittelbar nach dem Anlegen einer Spannung. Danach beeinträchtigen die Bereiche mit unterschiedlichen Ausrichtungsbedingungen auf den Erhebungen 30 und 32 einander. Aufgrund des Fehlens einer Regulierung der Richtungen der Ausrichtung in diesen Bereichen ändern die Flüssigkristallmoleküle jedoch leicht ihren Status unter dem Effekt aus der Umgebung. Es wird angenommen, dass sich auf diese Weise der Flüssigkristall in den Bereichen mit unterschiedlichen Orientierungen auf den Erhebungen 30 und 32 lange Zeit weiter ändert.
Die Erhebungen oder Schlitzstrukturen, die aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten konfiguriert sind, wie oben beschrieben, haben es ermöglicht, die Richtungen der Ausrichtungen durch Teilungspunkte von Bestandteileinheiten zu regulieren.
26 ist eine Ansicht, welche eine Ausrichtung des Flüssigkristalls der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit linear angeordneten Strukturen zeigt, die eine Vielzahl von Bestandteileinheiten enthalten. 27 ist eine Ansicht, welche die Anzeigecharakteristik der Konfiguration von 26 zeigt. In 27 bezeichnet die Bezugszahl 54 einen Bereich, der dunkel erscheint. 26 und 27 zeigen beispielsweise die Merkmale der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 15 an.
Die Erhebungen 30 und 32 sind in Bereiche mit unterschiedlichen Ausrichtungen auf den Erhebungen 30 und 32 an den abgeschnittenen Abschnitten 30T und 32T geteilt. Die Beobachtung zeigt, dass der Flüssigkristall keine sekuläre Variation an den abgeschnittenen Abschnitten 30T und 32T eingeht. Es wurde jedoch neu gefunden, dass eine Vielzahl von Bereichen mit unterschiedlichen Orientierungen des Flüssigkristalls auch zwischen den abgeschnittenen Abschnitten 30T und 32T und benachbarten abgeschnittenen Abschnitten (in den Bestandteileinheiten 30S und 32S der Erhebungen) existiert. Es wurde gefunden, dass die Begrenzungen (singuläre Punkte) zwischen diesen Bereichen eine altersbasierende Variation eingehen, die, obwohl sie geringfügig ist, Raum für eine weitere Verbesserung der Überschwingung anzeigt.
28 ist eine Ansicht, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den linear angeordneten Strukturen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 29 ist eine Ansicht, welche die Anzeigecharakteristik der in 28 gezeigten Konfiguration zeigt. 30 ist eine Ansicht, welche, in vergrößerter Form, die Merkmale der Begrenzungen (singuläre Punkte) der Ausrichtung des ersten Typs und die Merkmale der Begrenzungen (singuläre Punkte) der Ausrichtung des zweiten Typs zeigt, die in 28 angezeigt sind.
In 28 und 30 zeigt eine Untersuchung der Mittel, die die Ausrichtung des Flüssigkristalls auf den Erhebungen 30 und 32 steuern können, dass es zwei Typen von Begrenzungen (singuläre Punkte im Direktorfeld) gibt, was Begrenzungen einer Vielzahl von Bereichen mit unterschiedlichen Flüssigkristall-Ausrichtungsbedingungen betrifft. Beim ersten Typ (I) sind die Flüssigkristallmoleküle rund um einen Punkt auf diesen Punkt gerichtet. Beim zweiten Typ (II) sind einige der Flüssigkristallmoleküle rund um einen Punkt auf diesen Punkt gerichtet, während die übrigen entgegengesetzt zu demselben einen Punkt gerichtet sind. In 28 ist jeweils gezeigt, dass die Flüssigkristallmoleküle jeweils einen Kopf und einen Schenkel aufweisen. Beim ersten Typ (I) sind alle Köpfe oder alle Schenkel aller Flüssigkristallmoleküle auf das Zentrum gerichtet. Beim zweiten Typ (II) haben hingegen einige Flüssigkristallmoleküle die Köpfe davon auf das Zentrum gerichtet, während die übrigen Flüssigkristallmoleküle die Schenkel davon auf das Zentrum gerichtet haben.
In 28 enthalten die Erhebungen 30 und 32, die die linear angeordneten Strukturen jedes Substrats darstellen, Mittel 56 zum Bilden von Ausrichtungsbegrenzungen des ersten Typs (I), bei dem die einen Punkt umgebenden Flüssigkristallmoleküle auf diesen Punkt gerichtet sind, und Mittel 58 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des zweiten Typs (II), bei dem ein Teil der einen Punkt umgebenden Flüssigkristallmoleküle auf diesen Punkt gerichtet ist, und die übrigen Flüssigkristallmoleküle von demselben einen Punkt weg gerichtet sind. Die Mittel 56 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des ersten Typs (I) sind in den Bestandteileinheiten 30S und 32S der Erhebungen 30 und 32 angeordnet, wohingegen die Mittel 58 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des zweiten Typs in den Begrenzungen zwischen den Bestandteileinheiten 30S und 32S der Erhebungen 30 und 32 (d.h. in den Trennsektionen 30T und 32T zum Trennen der Bestandteileinheiten 30S und 32S) angeordnet sind.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung und 2 hervorgeht, können die Erhebungen 30 und 32 die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle mittels der Hauptschrägen davon steuern. Auf ähnliche Weise haben die Trennsektionen 30T und 32T, die die Begrenzungen definieren (singuläre Punkte im Direktorfeld), zwischen den Bestandteileinheiten 30S und 32S der Erhebungen 30 und 32 auch Schrägen, mit denen die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle gesteuert werden kann. Die Schrägen der Trennsektionen 30T und 32T verlaufen allgemein in Querrichtung zur Länge der Erhebungen 30 und 32. Die Hauptschrägen der Erhebungen 30 und 32 haben die Funktion, die Flüssigkristallmoleküle rechtwinklig zur Länge der Erhebungen 30 und 32 auszurichten. Die Schrägen der Trennsektionen 30T und 32T sind im Gegensatz dazu eingerichtet, die Flüssigkristallmoleküle im Wesentlichen parallel zur Länge der Erhebungen 30 und 32 auszurichten. Andererseits sind die Flüssigkristallmoleküle im Allgemeinen rechtwinklig zur Länge der Erhebungen 30 und 32 ausgerichtet, und die Funktion ist ähnlich für die Trennsektionen 30T und 32T. So stellen die Trennsektionen 30T und 32T Mittel 58 zum Bilden der Begrenzung des zweiten Typs (II) dar.
31 und 32 zeigen spezifische Beispiele der Mittel 56 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des ersten Typs (I). 32 ist eine Schnittansicht sowohl des Schnitts, der durch die Erhebung 30 des oberen Substrats 12 hindurchgeht, als auch des Schnitts, der durch die Erhebung 32 des unteren Substrats 14 hindurchgeht. Die Mittel 56 enthalten bildpunktartige Erhebungen, die auf den Erhebungen 30 bzw. 32 gebildet sind. Die Mittel 56 unterstützen die Ausrichtung des Flüssigkristalls hinsichtlich der Gestalt oder des elektrischen Felds und können so die Flüssigkristallmoleküle auf die oben beschriebene Weise ausrichten. Mit diesem Abschnitt als Kern können die Ausrichtungsbereiche des Flüssigkristalls auf den Erhebungen 30 und 32 geteilt werden. Der Flüssigkristall ist in der Begrenzung des ersten Typs (I) und der Begrenzung des zweiten Typs (II) unterschiedlich ausgerichtet, und daher haben die Erhebungen natürlich verschiedene Effekte auf diese.
Die Mittel 56 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen eines ersten Typs (I) können bewirken, dass die Flüssigkristallmoleküle zu der höheren Position hin auf den Erhebungen auf dem oberen Substrat 12 liegen. Nur nachdem die abgeschnittenen Abschnitte und die Höhen der Erhebung auf diese weise abwechselnd angeordnet sind, können die Richtungen der Ausrichtungen aller Domänen auf der Erhebung bestimmt werden. So kann die altersbasierende Variation der Domänen des Flüssigkristalls nach dem Anlegen einer Spannung unterdrückt werden, und die Überschwingung kann im Wesentlichen zur Gänze eliminiert werden.
Um die Mittel 56 zu bilden, die auf den Erhebungen 30 und 32 abstehen, werden kleine Strukturen gebildet, bevor die Erhebungen 30 und 32 gebildet werden. Die kleinen Struk turen können alternativ dazu gebildet werden, nachdem die Erhebungen 30 und 32 gebildet werden. Die kleine Struktur hat eine Größe von 10 µm im Quadrat und eine Höhe von 1 µm. Die kleinen Strukturen bestehen aus demselben Material wie die Erhebungen in dem vorliegenden Fall. Zur Bildung der kleinen Strukturen auf dem TFT-Substrat ist ein Verfahren verfügbar, bei dem eine Verdrahtungsmetallschicht oder eine dielektrische Schicht auf dem bestimmten Abschnitt abgeschieden wird. Für das CF-Substrat kann die gewünschte Struktur hingegen ohne Zunahme der Anzahl von Prozessen durch das Abscheiden von einer Farbschicht oder BM auf dem bestimmten Abschnitt erhalten werden.
Ein lichtempfindliches Acrylmaterial PC-335 (hergestellt von JSR) wird für die Erhebungen verwendet. Die Erhebungen haben eine Breite von 10 µm, der Erhebungsspalt (die Distanz von dem Erhebungsende eines Substrats zum Erhebungsende des anderen Substrats, nachdem die Substrat aneinander angebracht werden) ist 30 µm, und die Erhebungshöhe ist 1,5 µm (die Höhe der Erhebung, die ursprünglich 1 µm höher ist, ist 2,5 µm hoch). Die getrennten Sektionen 30S und 32S der Erhebungen 30 und 32 haben eine Größe von 10 µm im Quadrat, und die Distanz vom Zentrum der getrennten Sektionen 30S und 32S zum Zentrum der Höhe 56 der Erhebungen 30 und 32 ist 60 µm (die 1,5 µm hohe Erhebung existiert kontinuierlich über eine Länge von 50 µm).
Die vertikale Ausrichtungsschicht besteht aus JALS-204 (hergestellt von JSR). Microbar (hergestellt von Sekisui Fine Chemical) mit einem Durchmesser von 3,5 µm wird als Abstandshalter verwendet, gemischt mit dem Flüssigkristall, und MJ95785 (hergestellt von Merk) als Flüssigkristallmaterial.
33 und 34 sind eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen zeigen. Dieses Beispiel ist ähnlich dem vorhergehenden, ausgenommen die folgenden Punkte. Spezifisch haben das obere und das untere Substrat 12 und 14 Erhebungen 30 bzw. 32, und die hohen Abschnitte und die tiefen Abschnitte sind abwechselnd in den Erhebungen 30 und 32 als Mittel 56 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des ersten Typs (I) und Mittel 58 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des zweiten Typs (II) gebildet. Die tiefen Abschnitte 58 der Erhebungen 30 und 32 sind die Trennsektionen 30T und 32T zum Trennen der Bestandteileinheiten 30S und 32S. Die tiefen Abschnitte haben eine Erhebungshöhe von 1 µm. Als Verfahren zum Reduzieren der Höhe der Erhebung werden, gemäß dieser Ausführungsform, die in dieser Ausführungsform gebildeten Erhebungen 30 und 32 selektiv durch Strahlung eines Sauerstoffplasmas verascht. In dem Fall, wo die Erhebungen auf dem TFT-Substrat gebildet werden, kann die gewünschte Struktur auch durch ein Verfahren zum Öffnen von Kontaktlöchern in dem bestimmten Abschnitt erhalten werden. Für ein CF-Substrat kann hingegen ein Verfahren zum Entfernen der Farbschicht und der Überzugsschicht des bestimmten Abschnitts ohne Zunahme der Prozesse verwendet werden.
35A ist eine Draufsicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen zeigt. Das obere und das µntere Substrat 12 und 14 haben Erhebungen 30 und 32. Die Erhebungen 30 und 32 haben abwechselnd breite Abschnitte und schmale Abschnitte als Mittel 56 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des ersten Typs (I) und Mittel 58 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des zweiten Typs (II). Die Breite des breiten Abschnitts 56 beträgt 15 µm, und die Breite des schmalen Abschnitts 58 beträgt 5 µm (normalerweise beträgt die Breite 10 µm).
35B ist eine Draufsicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen zeigt. Das obere und das un tere Substrat 12 und 14 haben Erhebungen 30 und 32. Ein breiter Abschnitt und ein schmaler Abschnitt der Erhebungen 30 und 32 sind abwechselnd als Mittel 56 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des ersten Typs (I) und Mittel 58 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des zweiten Typs (II) angeordnet.
36 ist eine Draufsicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen zeigt. Das untere Substrat 14 hat Schlitze 46 als linear angeordnete Strukturen. Die Breite des Schlitzes 46s wird kontinuierlich geändert, und breite Abschnitte wechseln sich mit schmalen Abschnitten ab, als Mittel 56 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des ersten Typs (I) und Mittel 58 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzungen des zweiten Typs (II).
37 ist eine Draufsicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen zeigt. Das obere Substrat 12 ist ein CF-Substrat, und das untere Substrat 14 ist ein TFT-Substrat. Die Feldgröße ist ein 15 Zoll-Typ, und die Anzahl der Pixel beträgt 1024 × 768 (XGA). 37 zeigt eine Pixeleinheit des Felds. Die Höhe der zentralen Abschnitte 32P der Erhebungen 32 des TFT-Substrats 14 ist reduziert, und die Höhe der zentralen Abschnitte 30P der Erhebungen 30 des CF-Substrats 12 ist erhöht. Unter Berücksichtigung des Effekts des Rands der Pixelelektroden 12 konnte die gewünschte Ausrichtung realisiert werden.
Bei einer Anwendung der vorliegenden Erfindung auf ein Flüssigkristallfeld unter Verwendung eines TFT-Substrats ist es notwendig, den Effekt des Rands der Pixelelektroden 22 des TFT-Substrats auf die Richtung des elektrischen Felds voll zu berücksichtigen.
38A und 38B sind Teilschnittansichten, welche die Nachbarschaft des Rands der Pixelelektrode 22 der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigen, und 39A und 39B sind Ansichten, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls am Rand der Pixelelektrode 22 von 38A und 38B zeigen. 38A und 39A zeigen einen Abschnitt der Erhebung 30 des oberen Substrats 12, und 38B und 39B einen Abschnitt der Erhebung 32 des unteren Substrats 14. Ein schiefes elektrisches Feld 60 existiert am Rand der Pixelelektrode 22, wie in 38A bis 39B gezeigt. Dieses schiefe elektrische Feld 60 spielt die Rolle, die Flüssigkristallmoleküle zum Zentrum des Pixels zu richten, so gesehen, dass das TFT-Substrat unter dem CF-Substrat angeordnet ist. Dies zeigt an, dass der Rand der Pixelelektrode 22 dieselbe Funktion hat wie die Mittel 56 zum Bilden der Orientierungsbegrenzung des ersten Typs (I) auf der Erhebung 32 des TFT-Substrats, und dieselbe Funktion hat wie die Mittel 58 zum Bilden der Begrenzungen des zweiten Typs (II) gegen die Erhebung 30 des CF-Substrats.
Mit anderen Worten, die dem Rand der Pixelelektrode auf der Erhebung 32 des TFT-Substrats am nächsten liegende Begrenzung nimmt immer den Status der Ausrichtung des zweiten Typs (II) an, und die dem Rand der Pixelelektrode am nächsten liegende Begrenzung nimmt immer den Status des ersten Typs (I) auf der Erhebung 30 des CF-Substrats an. Als Ergebnis ermöglicht die Konfiguration von 37 die Ausrichtungssteuerung aller Domänen auf der Erhebung für das TFT-Flüssigkristallfeld durch die Bestimmung der Ausrichtungsrichtung auf den Erhebungen 30 und 32 in Übereinstimmung mit der Regulierungsrichtung durch den Rand der Pixelelektrode.
40 ist eine Draufsicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen zeigt. Für das TFT-Substrat wird die Erhebungshöhe als Ausrichtungssteuermittel 58 auf der Erhebung 32 reduziert, die dem Rand der Pixelelektrode am nächsten liegt, wohingegen die Erhebungshöhe als Ausrichtungsbildungsmittel 56 innen erhöht wird. Für das CF-Sub strat wird andererseits die Erhebungshöhe als Ausrichtungssteuermittel 56 auf dem Abschnitt der Erhebung 30 erhöht, der dem Pixelrand am nächsten liegt, während die Erhebungshöhe als Ausrichtungsbildungsmittel 58 innen reduziert wird.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Bildpunkt-Erhebungen für das obere und das untere Substrat auf die gleiche Weise gebildet, es ist jedoch nicht notwendig, das zu tun. Das obere Substrat kann beispielsweise mit höheren Bildpunkt-Erhebungen und niedrigeren Bildpunkt-Erhebungen ausgebildet werden, während das untere Substrat mit breiteren Bildpunkt-Erhebungen und schmäleren Bildpunkt-Erhebungen mit gleichem Effekt ausgebildet werden kann. Nur die beiden Typen von Gestalten müssen auch nicht auf denselben Erhebungen abwechselnd angeordnet werden.
Die Wiederholung von höheren und niedrigeren Bildpunkt-Erhebungen ist beispielsweise nicht immer nötig, sondern eine Alternative dazu ist beispielsweise, eine höhere Bildpunkt-Erhebung, eine niedrigere Bildpunkt-Erhebung, eine breitere Bildpunkt-Erhebung, eine schmälere Bildpunkt-Erhebung, eine höhere Bildpunkt-Erhebung und eine niedrigere Bildpunkt-Erhebung in dieser Reihenfolge anzuordnen. Auf jeden Fall ist die einzige Anforderung, die Gestaltänderung abzuwechseln, wobei die Bedingungen für die Begrenzungen des ersten und des zweiten Typs (I) und (II) erfüllt werden. Diese Gestaltänderung für die Erhebungen und die Schlitze ist in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Begrenzungsbildungsmittel 56 des ersten Typs (I)

Erhebungshöhe erhöhen
Erhebungsbreite erhöhen
Elektrode unter Erhebung entfernen
Schlitzhöhe erhöhen (abstehend)
Schlitzbreite erhöhen

Begrenzungsbildungsmittel 58 des zweiten Typs (II)

Erhebung schneiden
Erhebungshöhe reduzieren
Erhebungsbreite reduzieren
Schlitz schneiden
Schlitzhöhe reduzieren (Loch bilden)
Schlitzbreite reduzieren

41 ist eine Ansicht, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls auf den linear angeordneten Strukturen von 35 zeigt. In diesem Fall ist die Ausrichtung in der Anzeigedomäne die gebogene Form.
42 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Struktur von 41 zeigt. In diesem Fall ist die Ausrichtung der Anzeigedomäne die Sprühform. Durch die Änderung der Konfiguration von 41 auf die Konfiguration von 42 kann die gebogene Ausrichtung auf die Sprühausrichtung geändert werden.
43 ist eine Draufsicht, welche die Ausrichtungssteuerstrukturen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 44 ist eine Schnittansicht, die durch die Ausrichtungssteuerstrukturen von 43 hindurchgeht. Die Grundkonfiguration dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist ähnlich jener der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dem in 1 bis 5 gezeigten Beispiel. Spezifisch enthält die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 10 Erhebungen 30 und 32 als Ausrichtungssteuerstrukturen (linear angeordnete Ausrichtungssteuerstrukturen) zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls zwischen den Erhebungen 30 und 32 (Anzeigedomäne). Die Erhebungen 30 und 32 sind in der Richtung parallel zueinander angeordnet und voneinander verschoben, gesehen normal zum Substrat. 44 ist eine Schnittansicht, die durch die Erhebung 32 des unteren Substrats 14 hindurchgeht, und die Erhebung 30 des oberen Substrats 12 ist in 44 nicht gezeigt.
In dieser Ausführungsform enthalten das obere Substrat 12 und das untere Substrat 14 Mittel 62 bzw. 64 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle (singuläre Punkte im Direktorfeld) an festgelegten Positionen auf dem gegenüberliegenden Substrat beim Anlegen einer Spannung an diese. In 44 enthält das obere Substrat 12 Mittel 62 mit einer Bildpunkt-Erhebung 62a in demselben Schnitt wie die Erhebung 32 des unteren Substrats 14. Auf ähnliche Weise, wie in 43 gezeigt, enthält das untere Substrat 14 Mittel 64 mit einer Bildpunkt-Erhebung 64a in demselben Schnitt wie die Erhebung 30 des oberen Substrats 12.
45 ist eine Ansicht, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls in der Nachbarschaft der linear angeordneten Struktur von 44 zeigt. 46 ist eine Ansicht, welche die Ausrichtung des Flüssigkristalls in der Nachbarschaft der linear angeordneten Struktur gemäß dem ersten Beispiel zeigt.
In dem ersten Beispiel sind die Erhebungen 30 und 32 jeweils aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S und 32S gebildet. Die Mittel 62 und 64 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position gemäß dieser Ausführungsform haben dieselbe Funktion wie die Erhebungen 30 und 32, die aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S und 32S in dem ersten Beispiel gebildet sind. Wie aus dem Vergleich zwischen 45 und 46 hervorgeht, sind die Positionen, wo die Mittel 62 und 64 entlang den Erhebungen 30 und 32 der Mittel 62 und 64 gebildet sind, gleich wie die abgeschnittenen Abschnitte oder die Begrenzungen einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S und 32S in dem ersten Beispiel.
Die Mittel 62, wie in 44 und 45 gezeigt, sollen bewirken, dass die Flüssigkristallmoleküle auf der Erhebung 32 zur Bildpunkt-Erhebung 62a der Mittel 62 fallen. Auf ähnliche Weise sind die Mittel 64 eingerichtet zu bewirken, dass die Flüssigkristallmoleküle auf der Erhebung 30 zur Erhebung 64a der Mittel 64 hin liegen. So ist ersichtlich, dass die Mittel 62 und 64 dieselben Bedeutung haben wie die Erhebungen 30 und 32, die aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30S und 32S gebildet sind, wodurch die Flüssigkristallmoleküle dazu tendieren, zu den abgeschnittenen Abschnitten oder den Begrenzungen 32T hin zu liegen.
In der Konfiguration von 46 sind die auf der Seite der Erhebung 32 lokalisierten Flüssigkristallmoleküle zweckmäßig rechtwinklig zur Erhebung 32 ausgerichtet. Die Flüssigkristallmoleküle auf der Seite der abgeschnittenen Abschnitte oder der Begrenzungen 32T, wo die Erhebung 32 diskontinuierlich ist, werden jedoch nicht unbedingt rechtwinklig zur Erhebung 32 gedreht. In der Konfiguration von 44 und 45 ist die Erhebung 32 nicht diskontinuierlich, und daher sind die auf der Seite der Erhebung 32 lokalisierten Flüssigkristallmoleküle alle rechtwinklig zur Erhebung 32 positioniert. So kann die Ausrichtung des Flüssigkristalls sowohl in dem Anzeigebereich als auch dem Bereich auf der Erhebung ohne Reduktion der Helligkeit gesteuert werden.
Die Bildpunkt-Erhebungen 62a und 64a bestehen aus dem lichtempfindlichen Acrylmaterial PC-335 (hergestellt von JSR). Die Bildpunkt-Erhebungen 62a und 64a haben eine Breite von 5 µm und eine Höhe von 1,5 µm. Die Breite der linearen Erhebungen 30 und 32 beträgt 10 µm, und die Höhe davon beträgt 1,5 µm.
47A bis 47C sind Ansichten, die eine Modifikation der linear angeordneten Struktur und der Steuermittel für die Begrenzungsausrichtung zeigen. 47A ist eine Schnittansicht, 47B eine veranschaulichende perspekti vische Ansicht, und 47C ist eine Draufsicht. In dieser Ausführungsform ist das Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position eine Bildpunkt-Schlitzstruktur 62b auf dem gegenüberliegenden Substrat. Das Mittel 62 wird durch das Bilden eines Schlitzes in der Elektrode 18 und Bilden der vertikalen Ausrichtungsschicht 20 auf der Elektrode 18 angeordnet. Die Größe des Schlitzes ist 14 × 4 µm oder 10 × 4 µm, wo die Anzeigehelligkeit verbessert wird. Die Schlitzbreite kann weiter reduziert werden.
48 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Steuermittel für die Ausrichtung in den Begrenzungen und der linear angeordneten Strukturen zeigt. In dieser Ausführungsform ist das Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position die Bildpunkt-Erhebung 62a. Die Bildpunkt-Erhebung 62a wird so erzeugt, dass ein Schlitz oder ein Loch in der Elektrode 18 gebildet wird, eine Erhebung 66 auf dem Substrat in dem Schlitz oder Loch gebildet wird, und dann die vertikale Ausrichtungsschicht 20 auf der Elektrode 18 gebildet wird. Die Breite der Bildpunkt-Erhebung 62a ist 3 µm, die Länge 8 µm, und die Höhe 1,5 µm. Die Erhebung 66 ist aus einem Acrylharz gebildet. Als Erhebungsbildungsmittel kann das Material der Busleitung oder der dielektrischen Schicht selektiv für das TFT-Substrat verwendet werden. Für das CF-Substrat kann hingegen das Material einer Farbfilterschicht, einer schwarzen Maskenschicht oder einer Überzugsschicht selektiv verwendet werden.
Anstelle des Vorsehens der Erhebung 66 kann auch ein Schlitz oder ein Loch als Vertiefung in dem Substrat gebildet werden, so dass das Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position eine Schlitzstruktur sein kann. Für das TFT-Substrat kann hingegen ein Kontaktloch selektiv als Vertiefung gebildet werden. In dem Fall des CF-Substrats kann andererseits eine Vertiefung selektiv in der Farbfilterschicht, der schwarzen Maskenschicht oder der Überzugsschicht gebildet werden.
49 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Steuermittel für die Ausrichtungsbegrenzung und der linear angeordneten Strukturen zeigt. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position eine Bildpunkt-Erhebung 62a. Das Mittel 62 ist so, dass eine Erhebung 68 auf dem Substrat 12 gebildet wird, eine Elektrode 18 gebildet wird, und dann eine vertikale Ausrichtungsschicht 20 gebildet wird. Das Mittel 62 kann auch aus einer Schlitzstruktur gebildet werden, indem eine Vertiefung in dem Substrat 12 gebildet wird.
50 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Steuermittel für die Ausrichtungsbegrenzung und der linear angeordneten Strukturen zeigt. In 43 bis 49 sind die linear angeordneten Strukturen aus den Erhebungen 30 und 32 konfiguriert. Als Alternative können die linear angeordneten Strukturen aus den Schlitzstrukturen 44 und 46 (7 und 8) gebildet sein. In dieser Ausführungsform sind die linear angeordneten Strukturen aus den Schlitzstruktur 46 gebildet, und das Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position ist aus der Bildpunkt-Erhebung 62a konfiguriert. Das Mittel 62 ist so, das die Erhebung 68 auf dem Substrat 12 gebildet wird, die Elektrode 18 gebildet wird, und dann die vertikale Ausrichtungsschicht 20 gebildet wird.
51 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Steuermittel für die Ausrichtungsbegrenzung und der linear angeordneten Strukturen zeigt. 52 und 53 sind Schnitt ansichten. In diesem Fall sind die Erhebungen 30 und 32 in einer gebogenen Form als linear angeordnete Strukturen vorgesehen. Es ist notwendig, wie oben beschrieben, den Effekt des schiefen elektrischen Felds vom Rand der Pixelelektrode 22 des TFT-Substrats auf die gegenüberliegende Elektrode 18 zu berücksichtigen. In diesem Fall hat unter den keilförmigen Deklinationen, die auf der Erhebung 32 des TFT-Substrats gebildet sind, die Disklination, die dem Rand der Pixelelektrode am nächsten liegt, die Intensität s = –1, was der Begrenzung des zweiten Typs (II) in 28 entspricht. Unter den keilartigen Deklinationen, die auf der Erhebung des CF-Substrats gebildet sind, hat die Deklination, die dem Rand der Pixelelektrode am nächsten liegt, hingegen die Intensität s = +1, was der Begrenzung des ersten Typs (I) von 28 entspricht. Bei einer Anwendung auf ein tatsächliches Flüssigkristallfeld wird die Ausrichtungsrichtung auf den Erhebungen 30 und 32 in Übereinstimmung mit der Bildung der Disklination durch den Rand der Pixelelektrode 22 bestimmt, wodurch es möglich wird, alle Domänen in dem Pixel auf stabile Weise zu steuern.
In dieser Ausführungsform steht die Elektrode, die an dem Abschnitt in gegenüberliegender Beziehung zur Erhebung 30 des CF-Substrats lokalisiert ist, selektiv ab, um das Mittel 64 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position darzustellen. Der Abschnitt in gegenüberliegender Beziehung zur Erhebung 32 des TFT-Substrats ist auch selektiv mit einer Erhebung ausgebildet, wodurch er das Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position bildet. Ferner ist in dem Fall, wo eine Vielzahl keilförmiger Deklinationen auf einer Erhebung in dem Pixel angeordnet ist, das Ausrichtungssteuermittel vorgesehen, um die Disklinationen von s = –1 und s = +1 abwechselnd anzuordnen. Gemäß dieser Ausführungsform, wie in 53 gezeigt, sind die Mittel 62 mit der Elektrode 22 abstehend über der Erhebung 68 und die Mittel 62 mit der Erhebung 69 abstehend über der Elektrode 22 abwechselnd miteinander angeordnet.
54 und 55 sind Ansichten, die eine Modifikation der Steuermittel für die Ausrichtungsbegrenzung und der linear angeordneten Strukturen zeigen. In dieser Ausführungsform ist das Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position als Schlitz 71 in der Erhebung 70 gebildet, die entlang dem oberen Substrat 12 in gegenüberliegender Beziehung zur Erhebung 32 des unteren Substrats verläuft. Die Erhebung 70 ist auf der Elektrode 18 angeordnet und schmäler als die Erhebung 32.
56 und 57 sind Ansichten, die eine Modifikation der Steuermittel für die Orientierung der Ausrichtungsbegrenzung und der linear angeordneten Strukturen zeigen. In dieser Ausführungsform ist das Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position als Schlitz 71 in der Erhebung 70, die entlang dem oberen Substrat 12 in gegenüberliegender Beziehung zur Erhebung 32 des unteren Substrats verläuft, und als Schlitz 72 der Elektrode 18 gebildet. Die Erhebung 70 ist auf der Elektrode 18 angeordnet und schmäler als die Erhebung 32.
135A bis 157D sind Ansichten, die Beispiele von Hilfsstrukturen zur Bildung der Disklinationen von s = +1 und s = –1 zeigen, wobei eines der Substrate die Ausrichtungssteuerstrukturen aufweist, und das andere Substrat die Hilfsstrukturen an Positionen gegenüber den Ausrichtungssteuerstrukturen aufweist. Die Ausrichtungssteuerstrukturen des Substrats können Erhebungen oder Schlitze sein.
Beispiele von Mitteln zum Realisieren von s = –1 sind in 135A bis 147B gezeigt und werden wie folgt zusammengefasst: Bildpunkt-Erhebung (135A und 135B); Bildpunkt ausgeschnitten in Elektrode (136A und 136B); Bildpunkt-Vertiefung in Elektrode (137A und 137B); schmale lineare Erhebung und Teilausschnitt in Elektrode unter der schmalen Erhebung (138A bis 138E); schmale lineare Erhebung und teilweise vergrößerter Abschnitt auf der schmalen Erhebung (139A und 139B); schmale lineare Erhebung und teilweise höherer Abschnitt auf der schmalen Erhebung (140A und 140B); schmale lineare Elektrodenerhebung und teilweise tieferer Abschnitt auf der schmalen Elektrodenerhebung (141A bis 141D); schmale lineare Elektrodenerhebung und Teilausschnitt in der Elektrode (142A bis 142D); schmale lineare Elektrodenerhebung und teilweise schmaler Abschnitt (143A bis 143D); schmale lineare Elektrodenerhebung und teilweise tieferer Abschnitt (144A und 144B); schmale lineare Elektrodenvertiefung und teilweise tieferer Abschnitt (145A und 145B); und schmale lineare Elektrodenvertiefung und teilweise vergrößerter Abschnitt (146A bis 146D).
Beispiele von Mitteln zum Realisieren von s = +1 sind wie folgt, wie in 147A bis 157D gezeigt. Bildpunkt-Erhebung von Elektrode (147A und 147B); schmale lineare Erhebung und teilweise Trennung (148A und 148B); schmale lineare Erhebung und teilweise schmaler Abschnitt (149A und 149B); schmale lineare Erhebung und teilweise tieferer Abschnitt (150A und 150B); schmaler linearer Schlitz und Teilverbindung (151A und 151B); schmaler linearer Schlitz und teilweise schmaler Abschnitt (152A bis 152D); schmaler linearer Schlitz und teilweise tieferer Abschnitt (153A bis 153D); schmale lineare Elektrodenerhebung und teilweise vergrößerter Abschnitt (154A bis 154D); schmale lineare Elektrodenerhebung und teilweise höherer Abschnitt (155A und 155B); schmale lineare Elektrodenvertiefung und teilweise höherer Abschnitt (156A und 156B); und schmale lineare Elektrodenvertiefung und teilweise schmaler Abschnitt (157A bis 157D).
58 ist eine Draufsicht, welche die linear angeordneten Strukturen gemäß dem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 59 ist eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, entlang der Linie 59-59 in 58. Die Grundkonfiguration dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 10 ist ähnlich der Grundkonfiguration der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 10, die in 1 bis 5 gezeigt ist. In diesem Beispiel sind die Erhebungen (Ausrichtungssteuerstrukturen) 30 und 32 jeweils aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten 30a bzw. 32a gebildet. Gesehen aus der Richtung normal zu einem Substrat, sind die Bestandteileinheiten der linear angeordneten Struktur des einen Substrats und die Bestandteileinheiten der linear angeordneten Struktur des anderen Substrats abwechselnd auf einer Linie angeordnet.
Wenn die Bestandteileinheiten der Erhebung auf der oberen Linie (Linie 59-59) in 58 als Beispiele herangezogen werden, sind die Bestandteileinheiten 30a der Erhebung 30 auf dem oberen Substrat 12 und die Bestandteileinheiten 32a der Erhebung 32 des unteren Substrats 14 abwechselnd auf der bestimmten Linie angeordnet. 59 zeigt die Bestandteileinheiten 30a und 32a. Die auf dieser Linie lokalisierten Flüssigkristallmoleküle fallen kontinuierlich in die Richtung parallel zu dieser Linie, wie in 59 gezeigt. Wie mit Bezugnahme auf 11 erläutert, kann daher das Problem gelöst werden, dass die Flüssigkristallmoleküle auf der Erhebung in zufällige Richtungen fallen.
Bei Beachtung des linken halben Abschnitts in 58 sind die relativen Positionen der Bestandteileinheiten 32a der Erhebung 32 des unteren Substrats 14 auf der oberen Linie, die Bestandteileinheiten 30a der Erhebung 30 des oberen Substrats 12 auf der dazwischenliegenden Linie, und die Bestandteileinheiten 32a der Erhebung 32 des unteren Substrats 14 auf der unteren Linie, gleich wie die Anordnung von 3 und 4. Die relativen Positionen sind gleich wie in dem Fall, wo diese Erhebungen in gegenüberliegender Beziehung in einer Ebene unter einem Winkel zur Substratfläche stehen, wie in 2 gezeigt. Dies ist auch der Fall bei 58. So ist der Betrieb dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung grundsätzlich gleich wie der Betrieb des ersten Beispiels. Insbesondere mit dieser Konfiguration kann die Ansprechgeschwindigkeit für einen Halbton verbessert werden. Darüber hinaus ist die Konfiguration von 58 ähnlich jener von 20.
60 und 61 sind Diagrammansichten einer Modifikation der linear angeordneten Strukturen. In diesem Fall wird die Erhebung 30 als linear angeordnete Struktur des oberen Substrats 12 verwendet, wohingegen die Schlitzstruktur 46 als linear angeordnete Struktur des unteren Substrats 14 verwendet wird. Die Schlitzstruktur 46 kann in die Bestandteileinheiten 46a geteilt werden, wie in 61 gezeigt. In diesem Fall kann die elektrische Verbindung der einzelnen Pixelelektroden, die durch die Schlitze getrennt sind, mit einer größeren Breite realisiert werden, was zu dem Vorteil eines breiteren Ausbildungsspielraums führt. Ein weiterer Vorteil ist, dass keine Wahrscheinlichkeit einer Unterbrechung oder Widerstandserhöhung in dem Verbinder zwischen den Schlitzen der Pixelelektrode 22 besteht.
In diesem Beispiel hat jede linear angeordnete Struktur eine Vielzahl von Bestandteileinheiten in einem Pixel, und eine lineare Wandstruktur ist im Wesentlichen symmetrisch in einem Pixel angeordnet. Ein ähnliches Merkmal wird auch bei der Anwendung auf die gebogenen linear angeordneten Strukturen erhalten, die in 21 gezeigt sind.
62 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Struktur zeigt. In diesem Fall sind die Bestandteileinheiten 30a und 32a der Erhebungen 30, 32 abwechselnd angeordnet, wie in dem in 58 gezeigten Fall, und gleichzeitig ist ein Mittel 74 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung so vorgesehen, dass zumindest eine der Bestandteileinheiten 30a und 32a der Erhebungen 30 und 32 die Flüssigkristallmoleküle rund um einen Punkt auf diesen Punkt gerichtet aufweist. Das Mittel 74 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung ist beispielsweise analog zu dem Mittel 56 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des ersten Typs (I), das in 28 gezeigt ist. Die Ausrichtung des ersten Typs (I) bildet einen Singularitätspunkt des Ausrichtungsvektors, der s = 1 entspricht. In diesem Fall kann der Ausrichtungsvektor der geringfügigen Domänen auf der Erhebung gesteuert werden, mit dem Ergebnis, dass die stabile Steuerung der Anzeigedomänen für eine verbesserte Ansprechgeschwindigkeit für einen Halbton realisiert wird.
Das Mittel 74 kann dem entsprechenden der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich sein.
63 zeigt ein spezifisches Beispiel des Mittels 74 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung. In 63 dient das Mittel 74 zum Vergrößern der Breite der Bestandteileinheiten 30a und 32a der Erhebungen 30 und 32.
Das Mittel 74 kann auch erzielt werden, indem die Höhe der Bestandteileinheiten 30a und 32a der Erhebungen 30 und 32 erhöht wird, wie auch in 64 gezeigt.
An einem Punkt, wo die Breite der Bestandteileinheiten 30a und 32a der Erhebung teilweise erhöht ist, oder die Höhe erhöht ist, verbreitert sich der Flüssigkristalldirektor von dem bestimmten Teil als Zentrum, und daher stellt der bestimmte Punkt einen Singularitätspunkt von s = 1 dar. In dem Fall, wo das gemeinsame Substrat auf dieser Seite angeordnet ist, erhöht sich der Flüssigkristalldirektor zum Zentrum des Pixels vom Rand der Pixelelektrode auch zum Zentrum auf allen Erhebungen aufgrund des schiefen elektrischen Felds der Pixelelektrode. So ist es möglich, eine geringfügige Domäne zu bilden, die kontinuierlich in der Erhebungsbegrenzung ungestört verbunden ist.
65 zeigt ein spezifisches Beispiel des Mittels 74 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung. In 65 sind die linear angeordneten Strukturen eine Kombination der Erhebungen 32 und der Schlitzstrukturen 44. Das Mittel 74 kann erzielt werden, indem die Breite oder Höhe der Bestandteileinheiten 32a der Erhebungen 32 erhöht wird, und indem die Breite oder Tiefe der Schlitzstruktur 44 erhöht wird.
Die Ansprechgeschwindigkeit, verglichen mit der entsprechenden Geschwindigkeit in den Strukturen des ersten Beispiels, ist in Tabelle 2 gezeigt (Schlitzbreite 10 µm, Erhebungsbreite 10 µm, und Distanz zwischen Erhebungen 20 µm).
Tabelle 2
Auf diese Weise kann die Ansprechgeschwindigkeit durch die ungestörte Bewegung der geringfügigen Domänen auf den Erhebungen verbessert werden. So kann die Verbesserung des Ansprechens für einen Halbton mit einer stabilen Orientierung sichergestellt werden. Es kann auch die Breite des elektrischen Verbinders der Schlitze erhöht werden, was zu dem Vorteil führt, dass keine Gefahr einer Unterbrechung be steht.
Diese Ausführungsform wurde mit Bezugnahme auf zwei Teilungen als Beispiel erläutert. Das Gleiche kann auf die linear angeordneten Strukturen des gebogenen Typs angewendet werden. Es können auch einige Ausführungsformen kombiniert werden.
66 ist eine Draufsicht, welche die linear angeordneten Strukturen gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Grundkonfiguration dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 10 ist ähnlich jener der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 10 gemäß den Beispielen von 1, 2 und 5. In dem Beispiel von 5 verlaufen die Erhebungen (linear angeordneten Strukturen) 30 und 32 parallel zueinander und sind gebogen. Mit dieser Konfiguration enthält ein Pixel vier Bereiche der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle 16C, 16D, 16E und 16F, die in vier Ausrichtungsrichtungen orientiert sind, wodurch die Ausrichtungsteilung mit einer überlegenen Sichtwinkelcharakteristik möglich wird.
Die beiden Liniensegmente, die den gebogenen Abschnitt der Erhebungen 30 und 32 bilden, stehen unter einem Winkel von 90 Grad. Die Polarisatoren 26 und 28 sind so angeordnet, dass die Polarisationsachsen einen Winkel von 45 Grad zu den Liniensegmenten des gebogenen Abschnitts der Erhebungen 30 und 32 bilden, wie mit 48 bezeichnet. Obwohl nur ein Teil der Flüssigkristallmoleküle in 66 gezeigt ist, gibt es vier Bereiche einer Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle 16C, 16D, 16E und 16F (5) in einem Pixel.
In dieser Ausführungsform sind zusätzliche Erhebungen 76 und 78, die zusätzliche lineare Wandstrukturen darstellen, auf der Seite des stumpfen Winkels der gebogenen Abschnitte der Substrate mit den Erhebungen 30 und 32 angeordnet. Spezifisch ist die zusätzliche Erhebung 76 kontinuier lich von der Erhebung 30 auf der Seite des stumpfen Winkels der Erhebung 30 des oberen Substrats angeordnet. Die zusätzliche Erhebung 76 verläuft entlang der Winkelhalbierenden des erhabenen Winkels auf der Seite des stumpfen Winkels der Erhebung 30 des oberen Substrats 12. Die zusätzliche Erhebung 78 ist hingegen kontinuierlich von der Erhebung 32 auf der Seite des stumpfen Winkels der Erhebung 32 des unteren Substrats 14 angeordnet. Die zusätzliche Erhebung 78 verläuft entlang der Winkelhalbierenden des erhabenen Winkels auf der Seite des bestimmten stumpfen Winkels der Erhebung 32 des unteren Substrats 14. Als Ergebnis wird die Helligkeit für ein höheres Ansprechen verbessert.
67 zeigt Erhebungen 30 und 32 ähnlich den entsprechenden in 5. 67 zeigt detaillierter die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in Bezug auf die Erhebungen 30 und 32. Ein Pixel enthält vier Bereiche einer Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle 16C, 16D, 16E und 16F. Ferner gibt es einen Bereich von Flüssigkristallmolekülen 16G auf der Seite des stumpfen Winkels des gebogenen Abschnitts der Erhebung 30, und Flüssigkristallmolekülen 16H auf der Seite des stumpfen Winkels des gebogenen Abschnitts der Erhebung 32. Zur Zeit des Anlegens einer Spannung sollten die Flüssigkristallmoleküle in der Richtung rechtwinklig zu den Erhebungen 30 bzw. 32 liegen. An den gebogenen Abschnitten der Erhebungen 30 und 32 sind die Flüssigkristallmoleküle jedoch so ausgerichtet, dass die Flüssigkristallmoleküle 16G und 16H parallel entlang der Winkelhalbierenden des stumpfen Winkels der gebogenen Abschnitte der Erhebungen 30 und 32 ausgerichtet sind, da die Flüssigkristallmoleküle 16D-16F und 16C-16E, welche auf den beiden Liniensegmenten lokalisiert sind, die die gebogenen Abschnitte bilden, kontinuierlich ausgerichtet sind. Die Richtung der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle 16G und 16H ist parallel oder recht winklig zu den Polarisationsachsen, die mit 48 angezeigt sind, und in dem Fall, wo eine weiße Anzeige durch das Anlegen einer Spannung gebildet wird, werden die Bereiche der Flüssigkristallmoleküle 16G und 16H dunkel.
68 zeigt einen Bildschirm, wenn eine weiße Anzeige auf der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den linear angeordneten Strukturen von 67 gesehen wird. Die Bereiche G und H der Flüssigkristallmoleküle 16G und 16H werden tatsächlich dunkel. Auch die Bereiche I an den Rändern der Pixelelektroden 22 werden dunkel. Dies wird im Nachstehenden erläutert.
In 66 sind die zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 auf der Seite des stumpfen Winkels der gebogenen Abschnitte der Substrate mit den Erhebungen 30 und 32 gebildet, und daher wird die Ausrichtung der fraglichen Flüssigkristallmoleküle 16G und 16H korrigiert, um nahezu dieselbe Ausrichtung wie die Flüssigkristallmoleküle 16D-16F und 16C-16E zu realisieren, die an beiden Seiten davon lokalisiert sind. Als Ergebnis sind die in 68 gezeigten Bereiche G und H nicht verdunkelt, und die Helligkeit wird verbessert.
Die Breite der zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 kann gleich sein wie die Breite der ursprünglichen Erhebungen 30 und 32. Dennoch ist die Breite der zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 zweckmäßig kleiner als die Breite der ursprünglichen Erhebungen 30 und 32. Der Grund dafür ist die Tatsache, dass, wenn die zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 einen starken Einfluss auf die Steuerung der Ausrichtung ausüben, es dazu kommt, dass die benachbarten Flüssigkristallmoleküle rechtwinklig zu den zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 ausgerichtet sind. Wenn die zusätzlichen Erhebungen nur einen geringen Einfluss auf die Steuerung der Ausrichtung ausüben, werden die benachbarten Flüssigkristallmoleküle hingegen nicht rechtwinklig zu den zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 ausgerichtet, sondern nehmen nahezu dieselbe Ausrichtung an wie die Flüssigkristallmoleküle 16D-16F und 16C-16E, die an beiden Seiten davon lokalisiert sind. In dem Fall, wo die Breite der ursprünglichen Erhebungen 30 und 32 beispielsweise 10 µm ist, kann die zweckmäßige Breite der zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 etwa 5 µm betragen.
Durch die Bildung der zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 auf den Erhebungen 30 und 32, wie oben beschrieben, kann die Weise, in der die Flüssigkristallmoleküle am gebogenen Abschnitt fallen, definitiv bestimmt werden, und daher können sowohl die Helligkeit als auch das Ansprechen verbessert werden.
In dieser Ausführungsform bestehen die Glassubstrate 12 und 14 aus NA-35 in einer Dicke von 0,7 mm. Die Pixelelektroden 22 und die gemeinsame Elektrode 18 bestehen aus ITO. TFTs zum Treiben des Flüssigkristalls und Busleitungen sind auf dem Substrat mit den Pixelelektroden 22 angeordnet, während ein Farbfilter auf dem gegenüberliegenden Substrat mit der gemeinsamen Elektrode 18 angeordnet ist. Das lichtempfindliche Acrylmaterial PC-335 (hergestellt von JSR) wird für die Erhebungen verwendet. Für beide Substrate ist die Erhebungsbreite 10 µm, und das Erhebungsintervall (die Distanz vom Erhebungsende eines Substrats zum Erhebungsende des anderen Substrats, nachdem die beiden Substrate aneinander angebracht werden) beträgt 30 µm. Die Erhebungshöhe ist 1,5 µm. Die vertikalen Ausrichtungsschichten 20, 24 bestehen aus JALS-204 (hergestellt von JSR). Das Flüssigkristallmaterial MJ95785 (hergestellt von Merck) wird verwendet. Der Abstandshalter ist Microbar mit einem Durchmesser von 3,5 µm (hergestellt von Sekisui Fine Chemical).
69 zeigt eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen. In diesem Beispiel sind zusätzliche Erhebungen 76x und 78x auf der Seite des spitzen Winkels der gebogenen Abschnitte der Erhebungen 30 und 32 angeordnet. In diesem Fall ist die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle, die von den Erhebungen 30, 32 gesteuert wird, nicht problemlos mit der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle, die von den zusätzlichen Erhebungen 76x und 78x gesteuert wird, verbunden. So sind die Flüssigkristallmoleküle in der Nachbarschaft der gebogenen Abschnitte der Erhebungen 30 und 32 in der Richtung unter rechten Winkeln oder rechtwinklig zur Richtung der Polarisationsachsen ausgerichtet, was zu einer unzureichenden Verbesserung führt. Es wurde daher gefunden, dass die zusätzlichen Erhebungen 76x und 78x vorzugsweise auf der Seite des stumpfen Winkels der gebogenen Abschnitte der Erhebungen 30 und 32 angeordnet sind, wie in 66 gezeigt.
Die zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 wurden bisher gesehen von demselben Substrat wie jenem mit den Erhebungen 30 und 32 erklärt. Gesehen von dem Substrat, das dem mit den Erhebungen 30 und 32 ausgebildeten gegenüberliegt, nehmen die zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 die folgende Form an. In 66 ist die zusätzliche Erhebung 76 beispielsweise auf der Seite des spitzen Winkels des gebogenen Abschnitts der Erhebung 32 des Substrats 14 in gegenüberliegender Beziehung zum Substrat 12 mit den Erhebungen 30 gebildet. Auf ähnliche Weise ist die zusätzliche Erhebung 78 auf der Seite des spitzen Winkels des gebogenen Abschnitts der Erhebung 30 des Substrats 12 in gegenüberliegender Beziehung zum Substrat 14 mit den Erhebungen 32 gebildet.
70 zeigt eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen. In diesem Beispiel, wie in dem Beispiel von 66, sind die zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 auf der Seite des stumpfen Winkels der gebogenen Abschnitte der Erhebungen 30 und 32 gebildet. Die Erhebungen 76 und 78 verlaufen in diesem Beispiel weiter als die Erhebungen 76 und 78 von 66. Das vorwärts gerichtete Ende jeder der zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 verläuft zu einem Punkt, wo es mit den gebogenen Abschnitten der Erhebungen 32 und 30 in gegenüberliegender Beziehung dazu überlappt ist. Die zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 können auf diese Weise erweitert sein, sind jedoch zweckmäßig nicht über den Punkt hinaus erweitert, wo das vorwärts gerichtete Ende davon mit den gebogenen Abschnitten der Erhebungen 32 und 30 überlappt ist.
Ferner sind in diesem Beispiel das obere Substrat 12 und das untere Substrat, die mit den Erhebungen 32 und 30 und den zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 ausgebildet sind, aneinander angebracht, wobei die peripheren Abschnitte davon abgedichtet sind. So wird ein leeres Feld gebildet, in das der Flüssigkristall anschließend injiziert wird. In diesem Beispiel ist die Höhe der Erhebungen 1,75 µm, und die Erhebungen der Substrate stehen teilweise miteinander in Kontakt, so dass eine Zellendicke von 3,5 µm gesichert wird. Die Zellendicke kann durch einen Teilkontakt zwischen den Erhebungen der beiden Substrate ohne die Verwendung von Abstandshaltern aufrechterhalten werden. Wenn ein Abstandshalter eingesetzt wird, würde die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle auch an der Fläche des Abstandshalters beeinträchtigt werden. In dieser Anordnung gibt es keinen Abstandshalter, und jede abnormale Ausrichtung, die ansonsten von Abstandshaltern verursacht werden könnte, wird eliminiert.
Die linear angeordneten Strukturen zum Steuern der Ausrichtung sind aus den Erhebungen 30 und 32 oder den Schlitzstrukturen 44 und 46 konfiguriert, wie oben beschrieben. In dem Fall, wo die Schlitzstrukturen 44 und 46 als linear angeordnete Strukturen eingesetzt werden, sind zusätzliche Schlitzstrukturen ähnlich den Schlitzstrukturen 44 und 46 anstelle der zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 vorgesehen.
Die linear angeordneten Strukturen zum Steuern der Ausrichtung können auch aus Erhebungen auf Schlitzen konfiguriert sein, die in der Elektrode gebildet sind.
71 zeigt eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen. Als linear angeordnete Strukturen zum Steuern der Ausrichtung sind die Erhebungen 30 des oberen Substrats 12 und die Schlitzstrukturen 46 des unteren Substrats 14 vorgesehen. Die Schlitzstrukturen 46 sind durch die Bildung von Schlitzen in den Pixelelektroden 22 des unteren Substrats 14 konfiguriert, wie oben beschrieben. Die zusätzliche Erhebung 76 ist auf ähnliche Weise wie die zusätzliche Erhebung 76 von 66 vorgesehen, und die zusätzliche Schlitzstruktur 78y ist auf der Seite des stumpfen Winkels des gebogenen Abschnitts der Schlitzstruktur 46 anstelle der zusätzlichen Erhebung 78 von 66 vorgesehen. Die zusätzliche Schlitzstruktur 78y ist nicht mit dem gebogenen Abschnitt der Schlitzstruktur 46 aufgrund der Tatsache verbunden, dass der Schlitz einen diskontinuierlichen Abschnitt hat, da die Schlitzstruktur 46 als Schlitz in der Pixelelektrode 22 konfiguriert ist. Darüber hinaus kann angegeben werden, dass die zusätzliche Schlitzstruktur 78y auf der Seite des spitzen Winkels der Erhebung 30 des gegenüberliegenden Substrats vorgesehen ist.
72 zeigt eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen. In diesem Beispiel, wie in dem Fall von 66, sind die zusätzlichen Erhebungen 76 und 78 vorgesehen. Ferner sind die Randerhebungen 80 an Punkten vorgesehen, wo sie mit zumindest einem Teil des Rands der Pixelelektrode 22 überlappt sind. In einem solchen Fall sind die Erhebungen 30 und 32 weder parallel noch rechtwinklig zum Rand der Pixelelektrode 22 angeordnet. Die Randerhebungen 80 sind an Positionen angeordnet, die den Bereichen I von 68 entsprechen. Die Flüssigkristallmoleküle sind so ausgerichtet, dass sie zum Zentrum des Pixels unter dem Effekt des schiefen elektrischen Felds am Rand der Pixelelektrode 22 fallen, wie in 67 gezeigt. An den Positionen, die den Bereichen I von 68 entsprechen, bilden die Erhebung 30 auf dem oberen Substrat (gegenüberliegenden Substrat) 12 und der Rand der Pixelelektrode 22 einen stumpfen Winkel, oder die Erhebung 32 auf der Pixelelektrode 22 und der Rand der Pixelelektrode 22 nehmen einen spitzen Winkel an.
In diesen Bereichen unterscheidet sich die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle von der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle, die einwärts von dem Rand lokalisiert sind (67), erheblich, und daher wird die Anzeige wie in 68 gezeigt dunkel. Das Vorsehen der Randerhebungen 80, wie in 72 gezeigt, bewirkt jedoch, dass die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle am Rand der Pixelelektrode 22 der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle, die einwärts von dem bestimmten Rand lokalisiert sind, ähnlich wird, wodurch verhindert wird, dass die Anzeige dunkel wird. In 72 sind auch Eckerhebungen 82 vorgesehen.
73 zeigt eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen. Diese Modifikation ist der Modifikation von 72 ähnlich, außer dass die Eckerhebungen 82 in dieser Modifikation nicht enthalten sind. Auch in den Fällen von 72 und 73 ist eine neue gebildete Erhebung zur Erhebung auf der Pixelelektrode erweitert. Die Höhe der Erhebung ist 1,75 µm, und es ist kein Abstandshalter aufgesprüht. Die Zellendicke von 3,5 µm wird durch einen Teilkontakt zwischen den Erhebungen der beiden Substrate sichergestellt.
74 zeigt eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen. In dieser Modifikation hat die Erhebung 30 eine zusätzliche Erhebung 76. Gleichzeitig sind die Erhebung 30 und die Schlitzstruktur 46 aus einer Vielzahl von Bestandteileinheiten (30S und 46S) wie in dem Fall von 21 kon figuriert. In diesem Fall werden daher der Effekt des Konfigurierens der linear angeordneten Strukturen einer Vielzahl von Bestandteileinheiten und der Effekt des Vorsehens einer zusätzlichen linearen Wandstruktur beide erhalten.
75 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen den linear angeordneten Strukturen und Polarisatoren einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dem dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 76 ist eine Ansicht, welche die Anzeigehelligkeit in der Konfiguration von 75 zeigt.
Die in 75 gezeigte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung enthält eine Konfiguration, die grundsätzlich jener der in 1 bis 10 gezeigten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen ähnlich ist. Spezifisch umfasst die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ein Paar von Substraten 12 und 14, einen Flüssigkristall 16 mit einer negativen Anisotropie seiner Dielektrizitätskonstante und, eingesetzt zwischen dem Paar der Substrate 12 und 14, linear angeordnete Strukturen (beispielsweise Erhebungen 30 und 32, Schlitze 44 und 46), die auf jedem des Paars von Substraten 12 und 14 zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls 16 vorgesehen sind, und Polarisatoren 26 und 28, die an der Außenseite des Paars von Substraten 12 bzw. 14 angeordnet sind. Das Paar von Substraten 12 und 14 enthält jeweils die Elektroden 18 und 22 und die vertikalen Ausrichtungsschichten 20 und 24.
Die lineare Wandstruktur zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls in 75 ist aus Erhebungen ähnlich den in 4 gezeigten Erhebungen 30 und 32 konfiguriert. Die Anordnung der Polarisatoren 26 und 28 ist durch die Bezugszahl 48 gezeigt. Die Polarisatoren 26 und 28 haben Absorptionsachsen 26a bzw. 28a. Diese Absorptionsachsen 26a und 28a kreuzen sich unter rechten Winkeln zueinander. Die Absorptionsachse 26a eines Polarisators 26 (daher auch die Absorptionsachse 28a des anderen Polarisators 28) ist unter einem vorherbestimmten Winkel (a) angeordnet, der von der Orientierung verschoben ist, die um 45 Grad von der Orientierung gedreht ist, in der die Erhebungen 30 und 32 verlaufen. Um es leichter verständlich auszudrücken, ist in 75 die Absorptionsachse 26a des Polarisators 26 unter einem Winkel (45° ± a) zur geraden Linie (angezeigt durch die gestrichelte Linie) angeordnet, die unter rechten Winkeln zu den Erhebungen 30 und 32 kreuzt, und daher unter einem Winkel (45° ± a) zu der Orientierung, in der die Erhebungen 30 und 32 verlaufen.
75 zeigt das Verhalten der Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen (Erhebungen 30 und 32) zum Steuern der Orientierung des Flüssigkristalls. In einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den linear angeordneten Strukturen (Erhebungen 30 und 32, Schlitze 44 und 46) zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls, wie oben mit Bezugnahme auf 11 und 13 erläutert, tritt eine Überschwingung unmittelbar nach dem Anlegen einer Spannung auf. Eine der Ursachen der Überschwingung ist, dass in dem Fall, wo die Polarisatoren 26 und 28 unter 45° zu den linear angeordneten Strukturen angeordnet sind, die Flüssigkristallmoleküle nicht in einer Position genau rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen nach dem Anlegen einer Spannung angeordnet sind, und daher wird die Helligkeit einer weißen Anzeige reduziert. Dieses Beispiel soll ein solches Problem lösen.
In 75 fallen, beim Anlegen einer Spannung an diese, die Flüssigkristallmoleküle, die zwischen den Erhebungen 30 und 32 lokalisiert sind, in eine Position rechtwinklig zu den Erhebungen 30 und 32. Die Flüssigkristallmoleküle auf den Erhebungen 30 und 32 fallen nach rechts oder nach links parallel zu den Erhebungen 30 und 32. Als Ergebnis nehmen die zwischen den Erhebungen 30 und 32 lokalisierten Flüssigkristallmoleküle keine Position genau rechtwinklig zu den Erhebungen 30 und 32 ein, sondern eine Position etwas schief zu den Erhebungen 30 und 32. Als Erklärung sind der linke Bereich L und der rechte Bereich R in 75 deutlich gezeigt. Die in dem linken Bereich L lokalisierten Flüssigkristallmoleküle werden unter einem Winkel a zu der Linie rechtwinklig zu den Erhebungen 30 und 32 im Uhrzeigersinn gedreht (der Direktor des Flüssigkristalls für den linken Bereich L ist der Winkel a), wohingegen die in dem rechten Bereich R lokalisierten Flüssigkristallmoleküle im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden.
In diesem Beispiel sind die Polarisatoren 26 und 28 in Übereinstimmung mit der Ausrichtung der in dem linken Bereich L lokalisierten Flüssigkristallmoleküle angeordnet. Die Absorptionsachse 26a des Polarisators 26 ist unter einem Winkel von 45° zum Direktor des Flüssigkristalls angeordnet, der in dem linken Bereich L angeordnet ist. So kann, wie in 76A gezeigt, die hellste Anzeige zur Zeit der weißen Anzeige in dem linken Bereich L realisiert werden.
In dem rechten Bereich R kann hingegen nicht dieselbe Bedingung realisiert werden, die in dem linken Bereich L realisiert wird. Stattdessen, wie in 76B gezeigt, kann die hellste Anzeige zur Zeit der weißen Anzeige nicht realisiert werden. Wie in 76C gezeigt, kann jedoch über die gesamte Anzeige (L + R), die den hellen linken Bereich L und den rechten Bereich R kombiniert, der dunkel wird, nachdem er einmal erhellt wird, eine helle Anzeige zur Zeit der weißen Anzeige realisiert werden, wodurch es möglich wird, die Überschwingung erheblich zu verbessern.
77 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen dem Direktorwinkel a des Flüssigkristalls und der Frequenz davon für jeden geringfügigen Bereich in einer Flüssigkri stall-Anzeigevorrichtung mit linear angeordneten Strukturen (beispielsweise Erhebungen 30 und 32) zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls zeigt. Dies zeigt an, dass der Direktor des Flüssigkristalls schief wird, im Allgemeinen im Bereich von nicht mehr als 20°. Daher ist der vorherbestimmte Winkel a, um den die Absorptionsachse 26a des Polarisators 26 von der Orientierung verschoben ist, die um 45 Grad von der Orientierung verschoben ist, in der die Erhebungen 30 und 32 verlaufen, nicht mehr als 20°.
In diesem Fall ist der Kreuzungswinkel b, von dem angenommen wird, dass er der Winkel ist, unter dem die Richtung der Absorptionsachse 26a des Polarisators 26 die linear angeordneten Strukturen (beispielsweise Erhebungen 30 und 32) kreuzt, im Bereich von 25° < b < 45° oder 45° < b < 65°. Zwischen den Polarisatoren 26 und 28 und den Substraten 12 und 14 besteht jedoch ein Fehler von etwa 2°, der von den relativen Positionen zur Zeit der Herstellung stammt. Unter Berücksichtigung dessen sollte der Kreuzungswinkel b im Bereich von 25° < b < 43° oder 47° < b < 58° liegen.
Spezifischer ist in 77 die Frequenz des Direktors des Flüssigkristalls in dem Bereich von 2° bis 13° hoch. Daher liegt der vorherbestimmte Winkel a zweckmäßig in dem Bereich zwischen 2° und 13°. In diesem Fall sollte der Kreuzungswinkel b in dem Bereich von 32° < b < 43° oder 47° < b < 58° liegen.
78 und 79 zeigen eine Modifikation des Beispiels von 75. 78 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen den linear angeordneten Strukturen und den Polarisatoren einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt, und 79 ist eine Schnittansicht der in 78 gezeigten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. Das obere Substrat 12 hat Erhebungen 30, und das untere Substrat 14 hat Erhebungen 32. Die Erhebungen 30 und 32 haben quadratische gebogene Ab schnitte. In diesem Fall ist die Absorptionsachse 26a des Polarisators 26 unter einem Winkel von 55° zu den Linienschnitten der Erhebungen 30 angeordnet. Die Absorptionsachsen 26a und 28a der beiden Polarisatoren 26 und 28 kreuzen einander unter rechten Winkel zueinander.
80 und 81 sind Ansichten, die eine Modifikation des Beispiels von 75 zeigen. 80 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen den linear angeordneten Strukturen und den Polarisatoren der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt, und 81 ist eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 80. Das obere Substrat 12 hat Erhebungen 30, und das untere Substrat 14 hat Schlitze 46. Die Erhebungen 30 und die Schlitze 46 haben quadratische gebogene Abschnitte. In diesem Fall ist die Absorptionsachse 26a des Polarisators 26 unter einem Winkel von 55° zu den Linienschnitten der Erhebung 30 (oder des Schlitzes 46) angeordnet. Die Absorptionsachsen 26a und 28a der beiden Polarisatoren 26 und 28 kreuzen einander unter rechten Winkeln zueinander.
82 ist eine Ansicht, welche die linear angeordneten Strukturen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt. 83 ist eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 82.
Die in 82 und 83 gezeigte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung umfasst ein Paar von Substraten 12 und 14, einen Flüssigkristall mit einer negativen Anisotropie seiner Dielektrizitätskonstante und, eingesetzt zwischen dem Paar der Substrate 12 und 14, linear angeordnete Strukturen (beispielsweise Erhebungen 30 und 32 oder Schlitze 44 und 46), die auf jedem des Paars von Substraten 12 und 14 angeordnet sind, zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls 16, und Polarisatoren 26 und 28, die jeweils an der Außenseite des Paars von Substraten 12 und 14 angeordnet sind.
Das untere Substrat 14 ist ein TFT-Substrat, und die Elektrode 22 ist eine Pixelelektrode. Das untere Substrat 14 hat TFTs 40, die mit der Pixelelektrode 22 verbunden sind. Das TFT 40 ist mit einer Gate-Busleitung und einer Drain-Busleitung (3) verbunden. Ein Abschirmbereich 84 bedeckt den TFT 40 und die Nachbarschaft davon. Der Abschirmbereich 84 ist vorgesehen, um zu verhindern, dass der TFT 40 direktem Licht ausgesetzt wird. Der TFT 40 ist mit der Pixelelektrode in Kontakt, und daher ist der Abschirmbereich 84 mit der Pixelelektrode 22 teilweise überlappt.
Die Pixelelektrode 22 definiert eine Pixelapertur. Der Bereich, der von der Pixelelektrode 22 eingenommen wird, aber nicht mit dem Abschirmbereich 84 überlappt ist, ist jedoch keine Pixelapertur. So stellt jener Abschnitt des Bereichs, der von der Pixelelektrode 22 eingenommen wird, aber nicht mit dem Abschirmbereich 84 überlappt ist, einen Nicht-Abschirmbereich (Pixelapertur) dar.
In diesem Beispiel sind die linear angeordneten Strukturen, die auf dem oberen Substrat 12 angeordnet sind, die Erhebungen 30, und die linear angeordneten Strukturen, die auf dem unteren Substrat 14 angeordnet sind, sind die auf der Elektrode 22 gebildeten Schlitze 46. Die Erhebungen 30 und die Schlitze 46 sind ausgebildet, um gebogene Abschnitte aufzuweisen. Beispiele der Kombination der Erhebungen 30 und der Schlitze 46 sind in 71 und 74 gezeigt.
Der Abschirmbereich 84 und die linear angeordneten Strukturen 30 und 46 sind so angeordnet, dass der Abschirmbereich 84 und ein Teil der linear angeordneten Struktur 30 teilweise überlappt sind, um den Bereich der linear angeordneten Struktur 30 und 46, der im Nicht-Abschirmbereich angeordnet ist, zu reduzieren.
Die Erhebung 30 ist, wie oben beschrieben, aus einem transparenten dielektrischen Material gebildet, und der Schlitz 46 ist in einer transparenten Pixelelektrode 22 gebildet. Daher können die linear angeordnete Strukturen 30 und 46 als transparente Glieder angesehen werden. Dennoch, angesichts der Tatsache, dass die auf den linear angeordneten Strukturen 30 und 46 lokalisierten Flüssigkristallmoleküle anders ausgerichtet sind als die in dem Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 46 lokalisierten Flüssigkristallmoleküle beim Anlegen einer Spannung an diese, werden die Lichttransmissionsrate und die Öffnungsrate auf den linear angeordneten Strukturen 30 und 46 in der Pixelapertur zur Zeit einer weißen Anzeige beim Anlegen einer Spannung an diese reduziert. So wird der Bereich der linear angeordneten Strukturen 30 und 46, der in dem Nicht-Abschirmbereich (der Pixelapertur) angeordnet ist, zweckmäßig reduziert. Ein vorherbestimmter Bereich ist jedoch für die linear angeordneten Strukturen 30 und 46 erforderlich, um die Ausrichtung des Flüssigkristalls zu steuern. Angesichts dessen, unter der Annahme, dass der Bereich der linear angeordneten Strukturen 30 und 46 konstant ist, wird ein Teil der linear angeordneten Strukturen 30 und 46 neu zu einer Position lokalisiert, die mit dem Abschirmbereich 84 überlappt ist, um den Bereich der linear angeordneten Strukturen 30 und 46, der in dem Nicht-Abschirmbereich angeordnet ist, zu reduzieren. Auf diese Weise kann die tatsächliche Aperturrate erhöht werden. Aus diesem Grund sind in 82 der Abschirmbereich 84 und die linear angeordneten Strukturen 30 und 46 so ausgebildet, dass die Erhebung 30 teilweise mit dem Abschirmbereich 84 überlappt ist.
84 ist eine Ansicht, die ein spezifisches Beispiel der linear angeordneten Strukturen 30 und 46 von 82 zeigt. Das Merkmal der in 84 gezeigten Vorrichtung ist ähnlich jenem der mit Bezugnahme auf 82 erklärten Vorrichtung. Die Source-Elektrode des TFT-40 ist mit der Pixelelektrode 22 durch ein Kontaktloch 40h verbunden. Ferner sind, wie in 82 bis 84 gezeigt, in dem Fall, wo die linear angeordneten Strukturen des Substrats 14 mit den TFTs 40 Schlitze 46 sind, die Erhebungen 30 (oder die Schlitze 44) des gegenüberliegenden Substrats 12 zweckmäßig mit dem den TFT 40 bedeckenden Abschirmbereich 84 überlappt. Der mit dem Abschirmbereich 84 überlappte Schlitz 46 kann es unpraktisch machen, den Kontakt zwischen dem TFT 40 und der Pixelelektrode 22 herzustellen.
85 ist eine Ansicht, die ein Vergleichsbeispiel der linear angeordneten Strukturen von 82 zeigt. In diesem Beispiel ist in dem Fall, wo die linear angeordneten Strukturen des Substrats 14 mit den TFTs 40 die Schlitze 46 sind, das TFT-Substrat 14 oder der Schlitz 46 angeordnet, um mit dem den TFT 40 bedeckenden Abschirmbereich 84 überlappt zu sein. Sobald der Schlitz 46 mit dem Abschirmbereich 84 überlappt ist, wird es jedoch schwierig, den TFT 40 und die Pixelelektrode 22 zu verbinden. Mit anderen Worten, es kommt dazu, dass der Schlitz 46 die Position einnimmt, wo kein Kontaktloch (40h in 84) zu bilden ist.
86 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen von 28 zeigt, und 87 ist eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den linear angeordneten Strukturen von
86. 86 und 87 sind Ansichten zur Erläuterung eines Beispiels, in dem die Elektrode unter der dritten Erhebung in der linken Spalte der oben beschriebenen Tabelle 1 entfernt ist. Die Erhebung 32 wird auf der Elektrode 22 des Substrats 14 gebildet, aber die Elektrode 22 unter der Erhebung 32 ist mit einem rhombischen Hohlraum 22x ausgebildet. Die Erhebung 32 kann das Begrenzungsbildungsmittel 56 des ersten Typs (I) aufgrund des Hohlraums 22x der Elektrode 22 darstellen. Der Hohlraum 22x ist nicht notwendigerweise rhombisch, sondern kann andere Gestalten wie rechteckig annehmen.
88 ist eine Ansicht, welche die linear angeordneten Strukturen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt. 89 ist eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den linear angeordneten Strukturen von
88. Die Ausführungsform von 88 und 89 hat ein kombiniertes Merkmal der Ausführungsform von 28 und der Ausführungsform von 43. Spezifisch umfasst diese Ausführungsform erste Mittel zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des Flüssigkristalls in den linear angeordneten Strukturen eines Substrats, und zweite Mittel zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des Flüssigkristalls an denselben Positionen wie die ersten Mittel in dem anderen Substrat entlang der Erweiterung der linear angeordneten Strukturen.
Das obere Substrat 12 hat die linear angeordneten Strukturen 30, die aus Erhebungen gebildet sind, und das untere Substrat 14 hat die linear angeordneten Strukturen 32, die aus Erhebungen gebildet sind. 89 ist eine Schnittansicht, entlang einer Linie, die durch die aus den Erhebungen gebildeten linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats 14 hindurchgeht. Die Erhebung 32 hat Trennsektionen 32T, wodurch die Begrenzungsbildungsmittel 58 des zweiten Typs (II) auf der Erhebung 32 gebildet werden. Ferner ist das gegenüberliegende Substrat 12 mit Bildpunkt-Erhebungen 62a an Positionen ausgebildet, die den Trennsektionen 32T jeweils gegenüberliegen. Die Bildpunkt-Erhebungen 62a des gegenüberliegenden Substrats 12 sind, wie oben mit Bezugnahme auf 43 erläutert, Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position und haben dieselbe Funktion der Steuerung der Flüssigkristallausrichtung wie die Begren zungsbildungsmittel 58 des zweiten Typs (II). In diesem Fall sind daher die beiden Begrenzungsbildungsmittel 58 und 62 des zweiten Typs (II) an derselben Position angeordnet, um dadurch die Bildung der Begrenzung des zweiten Typs (II) besser zu sichern. So wird die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle weiter sichergestellt.
90 und 91 sind Ansichten, die ein Beispiel analog zu 88 und 89 zeigen. Diese Modifikation enthält auch die Begrenzungsbildungsmittel 58 des zweiten Typs (II), und das gegenüberliegende Substrat 12 enthält die Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position. In der Ausführungsform von 90 und 91 ist die Größenbeziehung zwischen den Trennsektionen 32T der Erhebung 32, die die Mittel 58 darstellen, und den Erhebungen 32, die die Mittel 62 darstellen, anders als die entsprechende Beziehung in 88 und 89.
92 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen von 88 zeigt. 93 ist eine Schnittansicht, welche die lineare Wandstruktur (Erhebung) 32 von 92 zeigt. Diese linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 32 enthalten die Begrenzungsbildungsmittel 56 des ersten Typs (I), die durch das Erhöhen der Höhe der Erhebungen 32 gebildet werden, und die Begrenzungsbildungsmittel 58 des zweiten Typs (II), die durch das Reduzieren der Höhe der Erhebungen 32 gebildet werden, wie in 32 gezeigt. Das gegenüberliegende Substrat 12 enthält die Begrenzungsbildungsmittel 62 an derselben Position wie die Mittel 56, 58.
94 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen von 93 zeigt. Diese linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 32, wie in 35 gezeigt, enthalten die Begrenzungsbildungsmittel 56 des ersten Typs (I), die durch das Verbreitern der Erhebungen 32 gebildet werden, und die Begrenzungsbildungsmittel 58 des zweiten Typs (II), die durch das Verschmälern der Breite der Erhebungen 32 gebildet werden. Das gegenüberliegende Substrat 12 kann die Begrenzungsbildungsmittel 62 an derselben Position enthalten wie die Mittel 56, 58.
95 und 96 sind Ansichten, die ein Beispiel ähnlich 88 und 89 zeigen. Auch in diesem Beispiel enthält die Erhebung 32 die Begrenzungsbildungsmittel 56 eines ersten Typs (I) und die Begrenzungsbildungsmittel 58 eines zweiten Typs (II), und das gegenüberliegende Substrat 12 enthält die Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an derselben vorherbestimmten Position wie die Mittel 56 und 58. Die Begrenzungsbildungsmittel 56 des ersten Typs (I) stellen eine Trennsektion der Erhebung 32 dar, und die Begrenzungsbildungsmittel 58 des zweiten Typs (II) stellen einen Abschnitt mit erhöhter Höhe auf der Erhebung 32 dar.
97 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen von 88 zeigt. In diesem Beispiel sind die linear angeordneten Strukturen des unteren Substrats 14 als Schlitze 46 gebildet. Die Schlitze 46 sind durch die Wände 58a getrennt und stellen die Begrenzungsbildungsmittel 58 des zweiten Typs (II) dar. Gleichzeitig stellt jede Wand 58a, um als abstehende Wand zusammenzuwirken, die Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position auf den linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 30 dar.
98 ist eine Ansicht, die linear angeordnete Strukturen analog zu 97 zeigt. In diesem Beispiel sind die linear angeordneten Strukturen des unteren Substrats 14 als Schlitze 46 gebildet, die durch Wände 58a getrennt sind. Die Wände 58a sind an den Trennsektionen und den dazwischenlie genden Abschnitten der Komponententeile der getrennten linearen Wandstrukturen (Erhebungen) lokalisiert, mit denen die Wände 58a zusammenwirken sollen, und stellen die Begrenzungsbildungsmittel 56 des ersten Typs (I) und die Begrenzungsbildungsmittel 58 des zweiten Typs (II) dar. Gleichzeitig stellt die Wand 58a, die als abstehende Wand zusammenwirken soll, die Mittel 62 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung der Flüssigkristallmoleküle an einer vorherbestimmten Position auf den linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 30 dar.
Die oben mit Bezugnahme auf 88 bis 98 beschriebenen Ausführungsformen können wie folgt zusammengefasst werden. (a) Als Begrenzungsbildungsmittel 56 des ersten Typs (I) haben die Erhebungen 30 und 32 eine größere Dicke oder Höhe, wohingegen als Begrenzungsbildungsmittel 60 und 62 für das gegenüberliegende Substrat eine Bildpunkt-Erhebung, eine teilweise geschnittene Erhebung, eine teilweise verdünnte Erhebung, eine teilweise abgesenkte Erhebung, eine teilweise verbundene Erhebung, ein teilweise verdünnter Schlitz oder ein teilweise abgesenkter Schlitz vorgesehen sind. (b) Als Begrenzungsbildungsmittel 58 des zweiten Typs (II) sind die Erhebungen 30, 32 geschnitten (in eine Vielzahl von Bestandteileinheiten), verdünnt oder in der Höhe reduziert, und die Schlitze 44, 46 sind geschnitten, verdünnt oder in der Höhe reduziert. Als Begrenzungsbildungsmittel 60, 62 für das gegenüberliegende Substrat ist hingegen eine Bildpunkt-Erhebung, eine teilweise verdickte Erhebung, eine Erhebung mit teilweise erhöhter Höhe, eine teilweise abstehende Erhebung, eine teilweise verdickte Erhebung oder eine Bildpunkt-Elektrodenvertiefung gebildet.
99 ist eine Ansicht, welche die linear angeordneten Strukturen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung zeigt. In diesem Fall, wie in der vorhergehenden Ausführungsform, umfasst die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ein Paar von Substraten 12 und 14, einen Flüssigkristall 16 mit einer negativen Anisotropie seiner Dielektrizitätskonstante und, eingesetzt zwischen dem Paar der Substrate 12 und 14, linear angeordnete Strukturen (wie Erhebungen 30 und 32 oder Schlitze 44 und 46), die in jedem des Paars der Substrate 12 und 14 angeordnet sind, zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls 16, und Polarisatoren 26 und 28, die an der Außenseite des Paars der Substrate 12 und 14 angeordnet sind.
99 zeigt eine linear angeordnete Struktur (Erhebung) 30 des oberen Substrats 12 und eine linear angeordnete Struktur (Erhebung) 32 des unteren Substrats 14. Die linear angeordnete Struktur 30 des oberen Substrats 12 enthält die Mittel 86 ähnlich den Mitteln 56 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des ersten Typs, wobei die Flüssigkristallmoleküle rund um einen Punkt auf diesen Punkt gerichtet sind, wie oben mit Bezugnahme auf 28 beschrieben, und die linear angeordnete Struktur 32 des unteren Substrats enthält auch die Mittel 86 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des ersten Typs, wobei die Flüssigkristallmoleküle rund um einen Punkt auf diesen Punkt gerichtet sind.
Zur Zeit des Anlegens einer Spannung, wie vorstehend beschrieben, sind die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats und die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats in der Richtung parallel zu der linear angeordneten Struktur 30 bzw. 32 ausgerichtet. Die Flüssigkristallmoleküle, die in dem Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats und den linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats lokalisiert sind, sind jedoch rechtwinklig zu den linear an geordneten Strukturen 30 und 32 ausgerichtet.
Ferner sind, unter den Flüssigkristallmolekülen auf den linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats, jene Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der linken Seite der Begrenzungsbildungsmittel 86 lokalisiert sind, nach rechts ausgerichtet, wobei der Kopf davon zu den Begrenzungsbildungsmitteln 86 gerichtet ist, wie durch einen Pfeil angezeigt, wohingegen die Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der rechten Seite der Begrenzungsbildungsmittel 86 lokalisiert sind, nach links ausgerichtet sind, wobei der Kopf davon zu den Begrenzungsbildungsmitteln 86 gerichtet ist, wie durch einen Pfeil angezeigt. Auf ähnliche Weise sind, unter den Flüssigkristallmolekülen auf den linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats, jene Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der linken Seite der Begrenzungsbildungsmittel 86 lokalisiert sind, nach links ausgerichtet, wobei der Kopf davon von den Begrenzungsbildungsmitteln 86 weg gerichtet ist, wie durch einen Pfeil angezeigt, wohingegen die Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der rechten Seite der Begrenzungsbildungsmittel 86 lokalisiert sind, so orientiert sind, dass der Kopf davon nach rechts von den Begrenzungsbildungsmitteln 86 weg gerichtet ist, wie durch einen Pfeil angezeigt.
In Bezug auf die Flüssigkristallmoleküle, die auf einer Linie rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 lokalisiert sind (beispielsweise jene Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der linken Seite der Begrenzungsbildungsmittel 86 umgeben von einem gestrichelten Kreis lokalisiert sind), sind die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 30 nach rechts ausgerichtet (erste Richtung), und die Flüssigkristallmoleküle, die auf den linear angeordneten Strukturen 32 lokalisiert sind, sind nach links ausgerichtet (in die zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung). Mit anderen Worten, unter den Flüssigkristallmolekülen, die in dem Bereich auf der linken Seite der Begrenzungsbildungsmittel 86 lokalisiert sind, sind jene Flüssigkristallmoleküle, die in auf den linear angeordneten Strukturen 30 lokalisiert sind, in der Richtung entgegengesetzt zu den Flüssigkristallmolekülen ausgerichtet, die auf den linear angeordneten Strukturen 32 lokalisiert sind. Ähnlich sind, unter den Flüssigkristallmolekülen, die in dem Bereich auf der rechten Seite der Begrenzungsbildungsmittel 86 lokalisiert sind, die Flüssigkristallmoleküle, die auf den linear angeordneten Strukturen 30 lokalisiert sind, in der Richtung entgegengesetzt zu den Flüssigkristallmolekülen ausgerichtet, die auf den linear angeordneten Strukturen 32 lokalisiert sind.
100 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der linear angeordneten Strukturen von 99 zeigt. In diesem Fall enthalten die linear angeordneten Strukturen 30 und 32 beide Mittel 88 ähnlich den Mitteln 58 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des zweiten Typs, wobei ein Teil der Flüssigkristallmoleküle rund um einen Punkt auf diesen Punkt gerichtet ist, und die anderen Flüssigkristallmoleküle in der zu diesem Punkt entgegengesetzten Richtung ausgerichtet sind. In Bezug auf die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats sind daher jene Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der linken Seite der Begrenzungsbildungsmittel 88 lokalisiert sind, nach links ausgerichtet, wobei der Kopf davon von den Begrenzungsbildungsmittel 88 weg gerichtet ist. wie durch einen Pfeil angezeigt, wohingegen jene Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der rechten Seite der Begrenzungsbildungsmittel 88 lokalisiert sind, wie durch einen Pfeil angezeigt, nach rechts orientiert sind, wobei der Kopf davon von den Begrenzungsbildungsmitteln 88 weg gerichtet ist. Auf ähnliche Weise sind, unter den Flüssigkristallmolekülen auf den linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats, jene Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der linken Seite der Begrenzungsbildungsmittel 88 lokalisiert sind, wie durch einen Pfeil angezeigt, nach rechts ausgerichtet, wobei der Kopf davon auf die Begrenzungsbildungsmittel 88 gerichtet ist, wohingegen jene Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der rechten Seite der Begrenzungsbildungsmittel 88 lokalisiert sind, wie durch einen Pfeil angezeigt, nach links ausgerichtet sind, wobei der Kopf davon auf die Begrenzungsbildungsmittel 88 gerichtet ist.
Wenn die Flüssigkristallmoleküle, die auf einer Linie rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 lokalisiert sind, als Beispiel herangezogen werden, sind die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 30 in der ersten Richtung ausgerichtet, wohingegen die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 32 in der zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung ausgerichtet sind.
101 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Problems des Betriebs einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 mit einem Finger. 101 zeigt den Zustand, in dem ein Punkt D auf dem Bildanzeigeschirm mit einem Finger gedrückt wird. In dem Fall, wo mit einem Finger auf den Punkt D auf dem Bildanzeigeschirm gedrückt wird, kann die Spur des Fingers an dem Punkt D als Anzeigedefekt zurückbleiben. Die Fingerspur verschwindet, wenn das Anlegen der Spannung gestoppt wird. Auch wenn das Anlegen der Spannung fortgesetzt wird, kann die Fingerspur innerhalb einer kurzen Zeit des Anlegens der Spannung verschwinden, oder kann nach einem längeren Anlegen der Spannung zurückbleiben. Es besteht kein Problem in dem Fall, wo die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung als Vorrichtung verwendet wird, bei der keine externe Kraft wie durch einen Finger ausgeübt wird. Für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wie ein Berührungsfeld, bei dem eine externe Kraft durch einen Finger oder dgl. ausgeübt wird, stellt sich hingegen das Problem der Fingerspur, die auf dem Anzeigeschirm zurückbleibt.
102 ist eine Ansicht, die ein typisches Beispiel zeigt, bei dem eine Fingerspur wahrscheinlich auftritt. Die linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats enthalten Mittel 86 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des ersten Typs, und die linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats enthalten Mittel 88 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des zweiten Typs, wobei einige Flüssigkristallmoleküle rund um einen Punkt auf diesen Punkt gerichtet sind, während die anderen Flüssigkristallmoleküle in die zu demselben Punkt entgegengesetzte Richtung gerichtet sind. Die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats sind so in derselben Richtung ausgerichtet wie die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats. Unter den Flüssigkristallmolekülen auf den linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats sind beispielsweise die Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der linken Seite der Begrenzungsbildungsmittel 86 lokalisiert sind, nach links ausgerichtet, wohingegen, unter den Flüssigkristallmolekülen auf den linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats, die Flüssigkristallmoleküle, die in dem Bereich auf der linken Seite der Begrenzungsbildungsmittel 88 lokalisiert sind, nach links ausgerichtet sind.
In dem Fall, wo der Bildanzeigeschirm mit dem Finger gedrückt wird, bewegen sich die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 zu dem Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32, so dass ein Teil 16m der Flüssigkristallmoleküle in dem Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 in der Richtung parallel zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 ausgerichtet ist. Die Flüssigkristallmoleküle in dem Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 müssen ursprünglich rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 sein. An dem mit dem Finger gedrückten Abschnitt ist jedoch der Teil 16m der Flüssigkristallmoleküle in dem Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 parallel zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 ausgerichtet. So tritt eine Deklination auf, was dazu führt, dass eine Fingerspur zurückgelassen wird.
In dem Fall, wo die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 der beiden Substrate in derselben Richtung ausgerichtet sind, wie in 102 gezeigt, sind die Flüssigkristallmoleküle, die sich von den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 zu dem Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 bewegt haben, in derselben Richtung ausgerichtet wie die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 30 und 32. Diese Flüssigkristallmoleküle sind kontinuierlich von den linear angeordneten Strukturen 30 durch den Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 zu den anderen linear angeordneten Strukturen 32 ausgerichtet, so dass eine Fingerspur lange Zeit zurückbleibt.
In dem Fall, wo der Bildanzeigeschirm mit dem Finger in 99 und 100 gedrückt wird, wird hingegen, wie in dem Fall von 102, ein Teil 16m der Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 zu dem Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 in eine Position parallel zu den linear angeordneten Struk turen 30 und 32 hinausgedrückt. In diesem Fall sind jedoch die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 der beiden Substrate in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet. Daher sind die Flüssigkristallmoleküle 16m, die hinausgedrückt wurden, in derselben Richtung ausgerichtet wie die Flüssigkristallmoleküle auf den linear angeordneten Strukturen eines Substrats, aber in der Richtung entgegengesetzt zu den Flüssigkristallmolekülen auf den linear angeordneten Strukturen des anderen Substrats, und sie sind nicht kontinuierlich mit den Flüssigkristallmolekülen auf den anderen linear angeordneten Strukturen ausgerichtet. Benachbarte Flüssigkristallmoleküle müssen kontinuierlich ausgerichtet sein, und daher tendieren die hinausgedrückten Flüssigkristallmoleküle 16m dazu, sich in der Richtung rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 zu drehen, wie durch einen Pfeil angezeigt. Als Ergebnis verschwindet die Fingerspur innerhalb einer kurzen Zeit.
103 und 104 sind Ansichten, die ein Beispiel der Begrenzungsbildungsmittel 86 von 99 zeigen. Die linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats sind Erhebungen. Was die linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats 12 betrifft, enthält das Mittel 86 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des zweiten Typs (II) eine kleine Erhebung 86a, die auf dem unteren Substrat 14 angeordnet ist. Die linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats 14 sind Erhebungen. In Bezug auf die linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats 14 enthält das Mittel 86 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des zweiten Typs (II) eine kleine Erhebung 86b, die auf dem oberen Substrat 12 angeordnet ist. Die kleine Erhebung 86a und die kleine Erhebung 86b sind auf einer Linie rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 angeordnet.
105 und 106 sind Ansichten, die ein Beispiel der Begrenzungsbildungsmittel 88 von 100 zeigen. Die linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats sind Erhebungen. In Bezug auf die linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats 12 enthält das Mittel 88 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des ersten Typs (I) eine kleine Erhebung 88a, die auf dem oberen Substrat 12 angeordnet ist. Die linear angeordnete Struktur 32 des unteren Substrats 14 ist eine Erhebung, und in Bezug auf die linear angeordnete Struktur 32 des unteren Substrats 14 enthält das Mittel 88 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des ersten Typs (I) eine kleine Erhebung 88b, die auf dem unteren Substrat 14 angeordnet ist. Die kleine Erhebung 88a und die kleine Erhebung 88b sind auf einer Linie rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 angeordnet. In 103 bis 106 sind die kleinen Erhebungen 86a und 86b länger als die Breite der linear angeordneten Strukturen 30 und 32 und verlaufen in der Richtung unter rechten Winkeln zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32. Die Breite der linear angeordneten Strukturen 30 und 32 ist beispielsweise 10 µm, und die Höhe davon ist 1,5 µm. Die Breite der kleinen Erhebungen 86a und 86b ist 10 µm, die Höhe davon ist 1,5 µm, und die Länge davon ist 14 µm. Die kleinen Erhebungen 86a und 86b können aus einem dielektrischen Material gebildet sein.
107 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Begrenzungsbildungsmittel 86 von 99 zeigt. Die linear angeordnete Struktur 30 des oberen Substrats 12 ist eine Erhebung, und in Bezug auf die linear angeordnete Struktur 30 des oberen Substrats enthält das Mittel 86 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des ersten Typs einen kleinen Schlitz 86c, der in der Elektrode des unteren Substrats 14 gebildet ist. Die linear angeordnete Struktur 32 des unteren Substrats 14 ist eine Erhebung, und in Bezug auf die linear an geordnete Struktur 32 des unteren Substrats enthält das Mittel 86 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des zweiten Typs einen kleinen Schlitz 86d, der in der Elektrode des oberen Substrats 12 gebildet ist. Der kleine Schlitz 86c und der kleine Schlitz 86d sind auf einer Linie rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 angeordnet.
108 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Mittel 88 von 100 zeigt. Die linear angeordnete Struktur 30 des oberen Substrats ist eine Erhebung, und das Mittel 88 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des zweiten Typs auf der linear angeordneten Struktur des oberen Substrats 12 enthält einen kleinen Schlitz 88c, der in dem oberen Substrat 12 gebildet ist. Die linear angeordnete Struktur 32 des unteren Substrats 14 ist eine Erhebung, und das Mittel 88 zum Bilden der Ausrichtungsbegrenzung des zweiten Typs auf der linear angeordneten Struktur 32 des unteren Substrats 14 enthält einen kleinen Schlitz 88d, der in dem unteren Substrat 14 gebildet ist. Der kleine Schlitz 88c und der kleine Schlitz 88d sind auf einer Linie rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 angeordnet. In 107 und 108 sind die kleinen Schlitze 88c, 88d länger als die Breite der linearen Wandstruktur 30, 32 und verlaufen in der Richtung unter rechten Winkeln zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32.
In 99 bis 108 sind Erhebungen als linear angeordneten Strukturen 30 und 32 gezeigt. Als Alternative dazu können natürlich Schlitze als linear angeordneten Strukturen 30 und 32 verwendet werden. Auch in diesem Fall können kleine Erhebungen oder schmale Schlitze als Mittel 86 und 88 verwendet werden. Auch die beiden Mittel 86, die das obere Substrat und das untere Substrat enthalten, können eine Kombination einer kleinen Erhebung und eines schmalen Schlitzes sein, und die beiden Mittel 88, die das obere Substrat und das untere Substrat enthalten, können eine Kombination einer kleinen Erhebung und eines schmalen Schlitzes sein, Auf diese Weise wird gemäß dieser Ausführungsform eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer hohen Stoßfestigkeit erhalten.
109 ist eine Ansicht, welche die linear angeordneten Strukturen einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der siebenten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 110 ist eine Schnittansicht der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 109. Auch in diesem Fall, wie in der vorhergehenden Ausführungsform, umfasst die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ein Paar von Substraten 12 und 14, einen Flüssigkristall mit einer negativen Anisotropie seiner Dielektrizitätskonstante und, eingesetzt zwischen dem Paar der Substrate 12 und 14, linear angeordnete Strukturen (wie Erhebungen 30 und 32 oder Schlitze 44 und 46), die jeweils auf jedem des Paars der Substrate 12 bzw. 14 angeordnet sind, zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls 16, und Polarisatoren (nicht gezeigt), die jeweils an der Außenseite des Paars von Substraten 12 bzw. 14 angeordnet sind.
Gemäß dieser Ausführungsform sind die linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats 12 Erhebungen 30, und die linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats 14 sind Erhebungen 32. Hilfswandstrukturen 90 sind auf dem unteren Substrat 14 zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 des Paars der Substrate 12 und 14 angeordnet, gesehen in der Richtung normal zu dem Paar der Substrate 12 und 14. Die Hilfswandstrukturen 90 sind als rhombische Schlitze angeordnet. Die Hilfswandstrukturen 90 sind lang in der Richtung rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32, und in vorherbestimmten Abständen (5 bis 50 µm) entlang den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 angeordnet.
111 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 109 zeigt. In diesem Beispiel sind die linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats 12 Erhebungen 30, und die linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats 14 sind Erhebungen 32. Die Hilfswandstrukturen 90, die zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 des Paars der Substrate 12 und 14 positioniert sind, sind als rechtwinklige Schlitze angeordnet. Die Hilfswandstrukturen 90 sind lang in der Richtung rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32, und sind in vorherbestimmten Abständen entlang den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 angeordnet.
112 und 113 sind Ansichten, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 109 zeigen. In diesem Beispiel sind die linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats 12 Erhebungen 30, und die linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats 14 sind Erhebungen 32. Die Hilfswandstrukturen 90, die zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 eines Paars der Substrate 12 und 14 positioniert sind, sind als quadratische Erhebungen vorgesehen. Die Hilfswandstrukturen 90 sind in vorherbestimmten Abständen entlang den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 angeordnet.
114 und 115 sind Ansichten, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 109 zeigen. In diesem Beispiel sind die linear angeordneten Strukturen 30 des oberen Substrats 12 Erhebungen 30, und die linear angeordneten Strukturen 32 des unteren Substrats 14 sind Erhebungen 32. Jede Hilfswandstruktur 90, die zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 des Paars der Substrate 12 und 14 positioniert ist, ist als rechtwinkliger Schlitz angeordnet. Die Hilfswandstruktur 90 ist lang in der Richtung rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 und ist in vorherbestimmten Abständen entlang den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 angeordnet.
Der Betrieb der in 109 bis 115 gezeigten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird erläutert. In einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, welche die linear angeordneten Strukturen 30 und 32 auf dem Paar der Substrate 12 und 14 zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls umfasst, ist kein Reiben erforderlich, und die Sichtwinkelcharakteristik ist verbessert. Angesichts der Tatsache, dass die Distanz zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 in zusammenwirkender Beziehung groß ist, ist jedoch das Ansprechen des Flüssigkristalls beim Anlegen einer Spannung an diesen niedrig. Das Vorsehen der Hilfswandstrukturen 90 zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 erleichtert die Ausrichtung des Flüssigkristalls in dem Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 und verbessert so das Ansprechen des Flüssigkristalls verglichen damit, wenn die Hilfwandstrukturen 90 fehlen.
Spezifischer sind in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, welche die linear angeordneten Strukturen 30 und 32 auf dem Paar von Substraten umfasst, die Flüssigkristallmoleküle in der Richtung rechtwinklig zur Substratfläche ausgerichtet und fallen in eine vorherbestimmte Richtung beim Anlegen einer Spannung an diese. Die an einer Zwischenposition zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 in zusammenwirkender Beziehung lokalisierten Flüssigkristallmoleküle liegen unmittelbar nach dem Anlegen einer Spannung nicht in einer festgelegten Richtung, sondern tendieren dazu, in einer zufälligen Richtung zu liegen. Mit dem Verstreichen einer vorherbestimmten Zeit liegen die Moleküle jedoch in einer vorherbestimmten Richtung. Das Ergebnis ist ein geringeres Ansprechen. In Anwesenheit der Hilfs wandstruktur 90 liegen die Flüssigkristallmoleküle, die zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 in zusammenwirkender Beziehung lokalisiert sind, in einer vorherbestimmten Richtung unmittelbar nach dem Anlegen einer Spannung, wodurch die Ansprechempfindlichkeit verbessert wird.
109 bis 115 zeigen Beispiele, in denen beide der linear angeordneten Strukturen 30 und 32 als Erhebungen gebildet sind, für welche die Hilfswandstrukturen 90 mit Erhebungen oder Schlitzen vorgesehen sind. Die linear angeordneten Strukturen 30 und 32 sind beide als Schlitze gebildet. Als Alternative dazu sind die linear angeordneten Strukturen eines Substrats als Erhebungen gebildet, und die linear angeordneten Strukturen des anderen Substrats als Schlitze gebildet. Auch in diesem Fall können die Hilfswandstrukturen 90 aus Erhebungen oder Schlitzen konfiguriert sein. Die Erhebungen und die Schlitze haben im Wesentlichen dieselbe Funktion und im Wesentlichen denselben Effekt auf die Flüssigkristallausrichtung. Die Hilfswandstrukturen 90 können daher entweder Erhebungen oder Schlitze sein. Obwohl keine geometrische Einschränkung besteht, erzeugt der Rhombus ein gutes Ergebnis.
In dem Fall, wo Schlitze als Hilfswandstrukturen 90 gebildet sind, sollte der Schlitz so lang wie möglich sein und im Wesentlichen so lang wie der Spalt zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 in der Richtung rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32, um den Effekt der Schlitze zu verstärken. Die Schlitze, wenn sie in der Richtung parallel zu den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 verlängert sind, reduzieren den Bereich des Elektrodenabschnitts (in dem Fall, wo der Schlitz auf der Elektrode angeordnet ist), wohingegen es schwierig wird, wenn sie zu kurz sind, den Schlitz selbst zu bilden. Die zweckmäßige Länge beträgt daher etwa 5 bis 10 µm. Was die Distanz zwischen den Schlitzen betrifft, wird der Effekt der Schlitze reduziert, wenn die Distanz zu lang ist, wohingegen eine zu kurze Distanz die Orientierung des Flüssigkristalls unter dem gegenseitigen Effekt der Schlitze stört. Eine Distanz von 5 bis 30 µm wird empfohlen.
In dem Fall, wo Erhebungen als Hilfswandstrukturen 90 gebildet sind, sind die zu erfüllenden Bedingungen etwas anders als jene für die Schlitze. Zuerst sollte die Größe der Erhebungen nicht zu groß sein, ansonsten wird die Transmittanz der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung reduziert. Eine zu kurze Erhebung macht es hingegen schwierig, die Erhebung selbst zu bilden und reduziert gleichzeitig den Effekt. Die Länge von etwa 5 µm ist zweckmäßig in den Richtungen sowohl rechtwinklig als auch parallel zur linearen Wandstruktur 30, 32. Was die Distanz zwischen den Erhebungen betrifft, sind hingegen etwa 5 bis 30 µm einerseits aus demselben Grund zweckmäßig wie in dem Fall des Schlitzes, und um andererseits nicht die Transmittanz zu opfern.
Die Verwendung leitfähiger Erhebungen als Hilfswandstrukturen 90 ist zweckmäßiger, da dies die Distanz zwischen den Erhebungen verbreitern kann, ohne die Transmittanz zu opfern. Gleichzeitig kann die Distanz zwischen den Erhebungen auf etwa 50 µm erhöht werden. Zur Bildung leitfähiger Erhebungen wird ITO nach der Bildung der Erhebung auf dem Substrat ohne die ITO-Elektrode durch Sputtern aufgebracht.
In dem Fall, wo Schlitze oder Erhebungen als Hilfswandstrukturen 90 gebildet sind, sind die Hilfswandstrukturen 90 nicht notwendigerweise auf beiden Substraten 12 und 14 angeordnet, sondern nur auf einem von ihnen.
116A bis 116G sind Ansichten, die ein Verfahren zur Herstellung des Substrats 14 mit den linear angeordneten Strukturen 32 und den Hilfswandstrukturen 90 zeigen. Zuerst wird das mit einem ITO-Film ausgebildete Substrat 14 herge stellt, wie in 116A gezeigt. In dem Fall, wo das Substrat 14 ein TFT-Substrat ist, werden der TFT und eine aktive Matrix auf dem Substrat gebildet, gefolgt von der Bildung eines ITO-Films. Ein positives Resist (LC200, hergestellt von Shipley Far East) 91 wird auf dem Substrat 14 bei 1500 UpM während 30 Sekunden durch Spin-Überzug aufgebracht. Das Resist ist nicht notwendigerweise positiv, sondern kann negativ sein. Ferner kann ein lichtempfindliches Harz anstelle des Resists verwendet werden. Das durch Spin-Überzug gebildete Resist 91 wird 20 Minuten lang bei 90°C vorgebacken, wonach das Resist 91 einer Kontaktbelichtung durch eine Photomaske 92 zum ITO-Mustern ausgesetzt wird (Belichtungszeit 5 Sekunden).
Das Resist 91 wird mit dem Entwickler MF319 von Shipley Far East entwickelt (Entwicklungszeit 50 Sekunden), gefolgt von Nachback-Durchgängen bei 120°C während einer Stunde und bei 200°C während 40 Minuten, wie in 116B gezeigt. Das ITO des Substrats 14 wird unter Verwendung eines auf 45°C erhitzten ITO-Ätzmittels (Mischungslösung aus Eisenchlorid, Salzsäure und reinem Wasser) geätzt (Ätzzeit 3 Minuten), wie in 116C gezeigt. Das Resist 91 wird unter Verwendung von Aceton abgetrennt, wodurch ein Substrat 14 mit einer ITO-Elektrode mit darauf gemusterten Hilfswandstrukturen (Schlitzen) 90 erzeugt wird, wie in 116D gezeigt.
Das gemusterte ITO stellt die Pixelelektroden 22 dar. Daraus folgt daher, dass die Hilfswandstrukturen (Schlitze) 90 auf den Pixelelektroden 22 gebildet werden. Die so erzeugten Hilfswandstrukturen (Schlitze) 90 haben eine rechtwinklige Gestalt mit einer längeren Seite von 20 µm und einer kürzeren Seite von 5 µm, wobei die längere Seite zur linearen Wandstruktur 32 unter rechten Winkeln kreuzt. Die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Schlitzen) 90 beträgt auch 10 µm in der Richtung rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 32 und 20 µm in der Richtung parallel zur linear angeordneten Struktur 32.
Das Resist (LC200) 93 wird in einer Weise ähnlich dem vorhergehenden Fall auf dem so hergestellten mit der ITO-Elektrode gemusterten Substrat 14 durch Spin-Überzug aufgebracht, wie in 116E gezeigt, und nach der Belichtung durch eine Photomaske 94 für eine Erhebung werden die linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 32 gebildet. In dem Prozess werden die Hilfswandstrukturen (Schlitze) 90 der ITO-Elektrode zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 lokalisiert. 116F zeigt die so gebildeten linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 30 und 32. Die linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 32 haben eine Breite von 10 µm und eine Höhe von 1,5 µm, und, wenn das obere und das untere Substrat 12 und 14 aufeinander gelegt werden, ist das Intervall der linear angeordneten Strukturen 30 und 32 20 µm. Anstelle der Hilfswandstrukturen (Schlitze) 90 wie in dem vorliegenden Fall können die linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 32 zuerst gebildet werden.
Dann werden die vertikalen Ausrichtungsschichten JALS684 (hergestellt von JSR) bei 200 UpM während 30 Sekunden durch Spin-Überzug aufgebracht, gefolgt von Backen bei 180°C während einer Stunde. Ein Substrat wird mit einer Abdichtung (XN-21F, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemical) ausgebildet, und das andere Substrat wird mit einem 4,5 µm Abstandshalter (SP-20045, hergestellt von Sekisui Fine Chemical) besprüht. Die erhaltenen beiden Substrate 12, 14 werden aufeinander gelegt (116G). Im letzten Schritt wird ein leeres Feld durch 90 Minuten Backen bei 135°C erzeugt. Der Flüssigkristall MJ961213 (hergestellt von Merck) mit einer negativen Anisotropie der Dielektrizitätskonstante wird in das leere Feld in einer Vakuumumgebung injiziert. Dann wird die Injektionsöffnung mit einem Dichtungsmittel (30Y-228, hergestellt von Three Bond) abgedichtet, um dadurch ein Flüssigkristallfeld fertigzustellen (116G).
In diesem Fall ist die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Schlitzen) 90 20 µm in der Richtung parallel zu den linear angeordneten Strukturen 32. Durch ein ähnliches Herstellungsverfahren wird eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung hergestellt, welche die Hilfswandstrukturen (Schlitze) 90 mit einer Distanz von 20 µm in der Richtung parallel zu den linear angeordneten Strukturen 32 aufweist. 117A bis 117E sind Ansichten, die ein weiteres Beispiel des Verfahrens zur Herstellung eines Substrat mit linear angeordneten Strukturen und Hilfswandstrukturen zeigen. Ein positives Resist (LC200, hergestellt von Shipley Far East) 90a wird auf dem Substrat 14 mit der ITO-Elektrode (nicht gezeigt) bei 2000 UpM während 30 Sekunden durch Spin-Überzug aufgebracht, wie in 117A gezeigt. Das so durch Spin-Überzug aufgebrachte Resist 90a wird 20 Minuten lang bei 90°C vorgebacken, gefolgt von einer Kontaktbelichtung durch eine Photomaske 92a (Belichtungszeit 5 Sekunden).
Das Resist 90a wird mit dem Entwickler MF319 von Shipley Far East entwickelt (Entwicklungszeit 50 Sekunden), gefolgt von einer Stunde Nachbacken bei 120°C und erneut 40 Minuten bei 200°C, um dadurch die Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 zu bilden, wie in 117B gezeigt. Diese Hilfswandstrukturen haben eine Größe von 5 µm im Quadrat, eine Höhe von 1 µm und eine Distanz zwischen Erhebungen von 25 µm (117C).
Das Resist (LC200) 93 wird auf ähnliche Weise auf dem so hergestellten Substrat 14 durch Spin-Überzug aufgebracht, und durch Belichtung mit der Photomaske 94 zur Bildung einer Erhebung werden die Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 angeordnet, wie in 117D gezeigt. Auf ähnliche Weise wird das andere Substrat 12 gebildet, und das obere und das untere Substrat werden aufeinander gelegt (117E). Die linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 32 haben eine Breite von 10 µm, eine Höhe von 1,5 µm und ein Intervall von 20 µm zwischen den linearen Wandstrukturen 30, 32, wenn das obere und das untere Substrat 12, 14 aufeinander gelegt werden.
Gemäß noch einem weiteren Beispiel sind die Hilfswandstrukturen 90 aus leitfähigen Erhebungen gebildet. Ein Verfahren zu deren Herstellung wird erläutert. Die Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 werden, wie im vorhergehenden Fall, unter Verwendung eines positiven Resists (LC200, hergestellt von Shipley Far East) auf einem Paar der Substrate ohne die ITO-Elektrode gebildet. Diese Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 haben eine Größe von 5 µm im Quadrat, eine Höhe von 1 µm und eine Distanz zwischen den Erhebungen von 25 µm in der Richtung rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen 32 und 50 µm in der Richtung parallel zu diesen. Dann wird das ITO auf dem Substrat 14 mit den Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 durch Sputtern aufgebracht, wobei die Pixelelektroden 22 durch Ätzen gebildet werden. Die Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 sind von dem ITO bedeckt und als leitfähige Erhebungen gebildet. Dann werden die linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 32 gebildet, und die beiden Substrate 12 und 14 werden aufeinander gelegt. Die linear angeordneten Strukturen (Erhebungen) 32 können natürlich zuerst gebildet werden.
118 ist eine Ansicht, die das Ansprechen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 111 zeigt, wobei die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Schlitzen) 90 auf 10, 20, 30, 50 µm geändert wird, während eine konstante Breite (5 µm) der Hilfswandstrukturen (Schlitze) 90 aufrechterhalten wird. Die Messung wird bei 25°C vorgenommen.
Das Vergleichsbeispiel sind die linear angeordneten Strukturen 30 und 32, und es wird auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ohne Hilfswandstrukturen (Schlitze) 90 Bezug genommen. Die Messung zeigt, dass, wenn die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Schlitzen) 90 10, 20, 30 µm ist, die Ansprechgeschwindigkeit kleiner ist als die Ansprechgeschwindigkeit des Vergleichsbeispiels, wohingegen in dem Fall, wo die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Schlitzen) 90 50 µm ist, die Ansprechgeschwindigkeit größer ist als die Geschwindigkeit des Vergleichsbeispiels. So beträgt die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Schlitzen) 90 zweckmäßig nicht mehr als 40 µm, oder genauer nicht mehr als 30 µm. Die Transmittanz ist auch erheblich reduziert für die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Schlitzen) 90 von 10 µm oder weniger. So beträgt die untere Grenze der Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Schlitzen) 90 etwa 5 µm, wobei die Auflösung des Resists berücksichtigt wird. Darüber hinaus ist die Transmittanz für jeweilige Distanzen zwischen den Hilfsstrukturen (Schlitzen) wie folgt:
119 ist eine Ansicht, die das Ansprechen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 111 zeigt, wobei die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Schlitzen) 90 konstant (20 µm) gehalten wird, während die Breite der Hilfswandstrukturen (Schlitze) 90 auf 5, 10 und 20 µm geändert wird. Diese Messung zeigt, dass in dem Fall, wo die Breite der Hilfswandstrukturen 5, 10 und 20 µm beträgt, die Ansprechgeschwindigkeit kleiner ist als die Ansprechgeschwindigkeit des Vergleichsbeispiels. Für eine Breite von nicht weniger als 20 µm der Hilfswandstrukturen (Schlitze) 90 ist die Transmittanz reduziert. So beträgt die Breite der Hilfs wandstrukturen (Schlitze) 90 zweckmäßig etwa 5 bis 10 µm. Darüber hinaus ist die Transmittanz für die jeweilige Breite der Hilfswandstrukturen (Schlitze) 90 wie folgt:
120 ist eine Ansicht, die das Ansprechen, wenn die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 auf 10, 20, 50 und 70 µm geändert wird, bei einer festgelegten Größe (5 µm im Quadrat) der Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 112 zeigt. Diese Messung zeigt, dass in dem Fall, wo die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 70 µm beträgt, die Ansprechgeschwindigkeit größer ist als die Ansprechgeschwindigkeit des Vergleichsbeispiels. So beträgt die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 zweckmäßig nicht mehr als 50 µm. Wenn die Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 auf unter 10 µm reduziert wird, wird jedoch die Transmittanz reduziert. Daher beträgt die untere Grenze der Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 etwa 5 µm, wobei die Auflösung des Resists berücksichtigt wird. Die Transmittanz für jedes Intervall der Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 ist wie folgt:
121 ist eine Ansicht, die das Ansprechen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 112, wobei die Größe der Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 auf 5 oder 10 µm im Quadrat geändert wird, bei einer festgelegten Distanz zwischen den Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 von 20 µm zeigt. Die Messung zeigt, dass die Ansprechgeschwindigkeit für eine Größe der Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 von 5 µm im Wesentlichen gleich ist wie jene für eine Größe der Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 von 10 µm. Wenn die Größe der Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 5 µm beträgt, wird jedoch die Transmittanz reduziert. Daher beträgt die Größe der Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 etwa 5 µm. Die Transmittanz für jede Größe der Hilfswandstrukturen (Erhebungen) 90 ist wie folgt:
122 ist eine Ansicht, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In diesem Fall, wie in der vorhergehenden Ausführungsform, umfasst die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ein Paar von Substraten 12 und 14, einen Flüssigkristall 16 mit einer negativen Anisotropie seiner Dielektrizitätskonstante und, eingesetzt zwischen dem Paar von Substraten 12 und 14, linear angeordnete Strukturen (beispielsweise Erhebungen 30 und 32 oder die Schlitze 44 und 46), die auf jedem des Paars der Substrate 12 und 14 vorgesehen sind, zum Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls 16, und Polarisatoren 26 und 28, die an der Außenseite des Paars der Substrate 12 bzw. 14 angeordnet sind.
122 zeigt eine linear angeordnete Struktur (Erhebung) 30 des oberen Substrats 12, und eine linear angeordnete Struktur (Erhebung) 32 des unteren Substrats 14. Ferner ist eine Hilfswandstruktur 96 zwischen den linear angeordneten Strukturen 30 und 32 des Substratpaars angeordnet, zumindest entlang der Normalen zum Substratpaar gesehen. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Hilfswandstruktur 96 auf dem unteren Substrat 14 als im Wesentlichen flache bandförmige Erhebung 96A gebildet, die breiter ist als die linear angeordnete Struktur 32 in der Richtung parallel zur linear angeordneten Struktur 32. Die linear angeordnete Struktur 32 ist als zweistufige Erhebung auf der Hilfswandstruktur 96 gebildet. Der Parameter, der sich in einer Richtung ändert, ist die Höhe der bandförmigen Erhebung 96A.
Mit dieser Konfiguration ist der Flüssigkristall schief am Seitenrand der Hilfswandstruktur 96 ausgerichtet. Ferner bewirkt in dem Fall, wo die Dielektrizitätskonstante der Hilfswandstruktur 96 kleiner ist als die Dielektrizitätskonstante des Flüssigkristalls, das Anlegen eines elektrischen Felds, dass das elektrische Feld (elektrische Kraftlinien EL) geneigt ist, wodurch bewirkt wird, dass sich der Flüssigkristall aufgrund der Differenz der Dielektrizitätskonstante der Hilfswandstruktur 96 und der Dielektrizitätskonstante des Flüssigkristalls schief ausrichtet. Die Neigung des Flüssigkristalls wird durch die Hilfswandstruktur 96 sowie durch die linear angeordneten Strukturen 32 eingeschränkt, so dass sich die Neigung des Flüssigkristalls sofort durch alle Pixel unmittelbar nach dem Anlegen der Spannung ausbreitet, wodurch die Ansprechzeit verkürzt wird.
123 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigt. Diese Modifikation enthält leitfähige Erhebungen 96B, die auf dem Substrat 12 in einer gegenüberliegenden Beziehung zu den linear angeordneten Strukturen 32 angeordnet sind. Der Parameter, der sich in einer Richtung ändert, ist die Höhe der leitfähigen Erhebung 96B, die in dem gegenüberliegenden Substrat 12 gebildet ist. Der Flüssigkristall ist schief am Seitenrand der leitfähigen Erhebungen 96B ausgerichtet. Ferner bewirkt angesichts der Gestalt der leitfähigen Erhebungen 96B das Anlegen einer Spannung, dass das elektrische Feld geneigt ist, und der Flüssigkristall schief ausgerichtet ist. Die Ausrichtung wird durch die Hilfswandstrukturen 96 sowie durch die linear angeordneten Strukturen 32 eingeschränkt, und die Flüssigkristallneigung breitet sich auf die gesamten Pixel unmittelbar nach dem Anlegen der Spannung aus, wodurch die Ansprechzeit verkürzt wird.
124A bis 124E sind Ansichten, die ein Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 122 zeigen. ITO 22 wird auf dem Glassubstrat 14 gebildet, wie in 124A gezeigt, wodurch ein Film 96a gebildet wird, um bandförmige Erhebungen 96A der Hilfswandstrukturen 96 darzustellen. Der Film 96a für die Erhebung wird Ultraviolettstrahlen UV unter Verwendung einer Maske M ausgesetzt, wie in 124B gezeigt, und wird entwickelt, um eine bandförmige Erhebung 96A der Hilfswandstruktur 96 zu bilden (124C). Ein Film 32m, der die linear angeordneten Strukturen 32 darstellen soll, wird gebildet, wie in 124D gezeigt, und unter Verwendung der Maske M wird der Film 32m der linear angeordneten Strukturen 32 den Ultraviolettstrahlen UV ausgesetzt und entwickelt, um die linear angeordneten Strukturen 32 zu bilden (124E).
125A bis 125E sind Ansichten, die ein Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von 123 zeigen. Das Glassubstrat 12 wird mit einem Film 96b versehen, wie in 125A gezeigt, um die bandförmige Erhebung 96B der Hilfswandstrukturen darzustellen. Unter Verwendung der Maske M wird der Film 96b für die Erhebung den Ultraviolettstrahlen UV ausgesetzt und entwickelt, wie in 125B gezeigt, um die bandförmige Erhebung 96B der Hilfswandstrukturen zu bilden (125C). Der Film aus ITO zur Bildung der Pixelelektroden 22 wird durch Dampfabscheidung gebildet, wie in 125D gezeigt, und dann wird ein Film gebildet, um die linear angeordneten Strukturen 30 zu bilden, wie in 125E gezeigt.
126 zeigt ein Beispiel, bei dem die linear angeordneten Strukturen des unteren Substrats 14 Schlitze 46 sind. Die Hilfswandstrukturen 96 enthalten leitfähige Erhebungen 96C, die auf der gegenüberliegenden Seite der linear angeordneten Strukturen 46 gebildet sind. Die linear angeordneten Strukturen 46 mit den Schlitzen 46 entwickeln elektrische Kraftlinien, die zu demselben Schlitz expandieren. Die elektrischen Kraftlinien entwickeln sich in der Richtung, die zum Schlitz 46 expandiert.
127 zeigt ein Beispiel, bei dem die lineare Wandstruktur des unteren Substrats 14 der Schlitz 46 ist. Die Hilfswandstrukturen 96, wie in dem Fall von 122, enthalten eine bandförmige Erhebung 96, die unter den linear angeordneten Strukturen 46 gebildet ist. Die linear angeordneten Strukturen 46 mit den Schlitzen 46 entwickeln elektrische Kraftlinien in der Richtung, die zum Schlitz expandiert. Die elektrischen Kraftlinien werden in der Richtung generiert, die zum Schlitz 46 expandiert.
128 zeigt ein Beispiel, bei dem die Hilfswandstruktur 96 bandförmige Erhebungen 96D, 96E enthält, die in zwei Stufen auf dem unteren Substrat 14 gebildet sind. Die bandförmige Erhebung 96D der unteren Stufe ist breiter als die bandförmige Erhebung 96E der oberen Stufe, und die die Erhebungen 32 darstellenden linear angeordneten Strukturen 32 sind auf den bandförmigen Erhebungen 96E der oberen Stufe gebildet. In diesem Fall kann die geneigte Ausrichtung des Flüssigkristalls durch die beiden Seitenränder der bandförmigen Erhebungen 96D, 96E eingeschränkt werden, die in zwei Stufen gebildet sind. In dieser Konfiguration beträgt die Ausbreitungsdistanz der Ausrichtungsneigung des Flüssigkristalls ein Drittel anstatt der Hälfte, und daher wird die Ansprechzeit erheblich verbessert.
In 129 enthält die Hilfswandstruktur 96 eine bandförmige Erhebung 96F, die eine große Dicke unter der linearen Wandstruktur 32 des unteren Substrats 14 aufweist und sich nach außen neigt, wobei sie progressiv an Dicke verliert, weg von den linear angeordneten Strukturen 32. Da die bandförmige Erhebung 96F mit einem breiten Bereich geneigt ist, kann die Richtung der geneigten Ausrichtung des Flüssigkristalls durch die Differenz der Gestalt und der spezifischen Dielektrizitätskonstante über einen breiten Bereich eingeschränkt werden. Ferner kann die Lichtstreuung reduziert werden, das durch die Gestalt des Rands verursacht wird, wenn keine Spannung angelegt wird. Die geneigte Struktur kann durch den Rückfluss eines lichtempfindlichen Materials gebildet werden.
130 zeigt ein Beispiel, bei dem eine gewellte Erhebung 98 auf dem unteren Substrat 14 gebildet ist, und bewirkt wird, dass diese Erhebung 98 als linear angeordnete Strukturen 32 und Hilfswandstruktur 96 wirkt. Die Periode der Wellung wird geändert, und der Parameter, der sich in einer Richtung ändert, ist die Periode der Wellung. Wenn die Periode der Wellung lang ist, wird die mittlere Kraft der Einschränkung der geneigten Ausrichtung des Flüssigkristalls abgeschwächt. Ferner ist die mittlere elektrische Feldverteilung geneigt. So kann der Flüssigkristall durch die Neigung ausgerichtet werden. Auf diese Weise kann die geneigte Ausrichtung des Flüssigkristalls in einem breiten Bereich eingeschränkt werden.
131 zeigt ein Beispiel, bei dem eine Erhebung 97 mit geänderter Dielektrizitätskonstante auf dem unteren Substrat 14 gebildet ist, und bewirkt wird, dass diese Erhebung 97 als linear angeordnete Strukturen 32 und Hilfswandstruktur 96 wirkt. Die Erhebung 97 enthält einen Abschnitt, wo die spezifische Dielektrizitätskonstante von ε1 auf ε2 auf ε3 in Schritten gesenkt wird. Da die elektrische Feldneigung in dem Bereich auftritt, wo sich die spezifische Dielektrizitätskonstante ändert, kann die geneigte Ausrichtung des Flüssigkristalls eingeschränkt werden. Die relative Dielektrizitätskonstante der Erhebung 97 kann kontinuerlich geändert werden.
132 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Pixelelektrode 22 aus einem Leiter 99A mit niedrigem spezifischen Widerstand und einem Leiter 99B mit hohem spezifischen Widerstand konfiguriert ist. Der Leiter 99A mit niedrigem spezifischen Widerstand ist schmäler als der Leiter 99B mit hohem spezifischen Widerstand. Der Leiter 99A mit niedrigem spezifischen Widerstand ist von dem Leiter 99B mit hohem spezifischen Widerstand bedeckt und am Zentrum des Leiters 99B mit hohem spezifischen Widerstand lokalisiert. Als Ergebnis wird eine elektrische Feldneigung entwickelt, während sich die Ladung von dem Leiter 99B mit der Zeit ausbreitet, aufgrund der Zeitkonstante, die durch die elektrostatische Kapazität der Elektrode 18 auf dem gegenüberliegenden Substrat und den Leiter 99B mit hohem spezifischen Widerstand bestimmt wird. So kann die geneigte Ausrichtung des Flüssigkristalls eingeschränkt werden.
133A bis 133C sind Ansichten, die eine Ausführungsform zeigen, bei der eine Unebenheit am Ende der Erhebung als Hilfswandstruktur 96 gebildet wird. In 133A wird das Erhebungsende in einer dreieckigen Welle 96H als Hilfswandstruktur 96 gebildet. In 133B werden die Erhebungsenden als Kurve 96I als Hilfswandstruktur 96 gebildet. In 133C werden die Erhebungsenden als rechteckige Welle 96J als Hilfswandstruktur 96 gebildet. Durch die Bildung einer Unebenheit am Ende der Erhebung kann die Orientierung des Flüssigkristalls stabilisiert werden. Wenn der Flüssigkristall schief ausgerichtet ist, tendiert die Ausrichtung dazu, parallel zur Erhebung zu sein. In der Hilfswandstruktur 96 muss der Flüssigkristall in der Richtung rechtwinklig zur Erhebung ausgerichtet sein. In dem Fall, wo die Erhebungsenden uneben sind, heben die Kräfte einander auf, die dazu tendieren, die Erhebungen in einer Position parallel zur Erhebung auszurichten, mit dem Ergebnis, dass der Flüssigkristall in der Richtung rechtwinklig zur Erhebung orientiert ist.
134A bis 134C sind Ansichten, die eine Ausführungsform zeigen, bei der ein Schnitt der Erhebung als Hilfswandstruktur 96 definiert ist. In 134A hat der Schnitt der Erhebung als Hilfswandstruktur 96 die Gestalt eines Trapezes 96K. In 134B hat der Schnitt der Erhebung als Hilfswandstruktur 96 eine bogenförmige Gestalt 96L. In 134C hat der Schnitt der Erhebung als Hilfswandstruktur 96 die Gestalt einer Kurve 96M. Dadurch kann der Bereich zum Definieren der geneigten Orientierung des Flüssigkristalls verbreitert werden. Ferner stört ein steiler Schnitt geometrisch die Flüssigkristallorientierung, wenn keine Spannung an diesen angelegt wird. Eine glatte Schnittgestalt kann die Lichtstreuung reduzieren, die durch den Orientierungsdefekt des Rands verursacht wird.
Eine weitere Ausführungsform kann aus den mit Bezugnahme auf 122 bis 134 erläuterten Ausführungsformen konfiguriert sein. In den oben angegebenen Ausführungsformen ist beispielsweise die Struktur zum Einschränken der geneigten Orientierung des Flüssigkristalls nur auf einem Substrat gebildet. Stattdessen kann die Struktur zum Einschränken der geneigten Ausrichtung des Flüssigkristalls auf beiden Substraten gebildet werden. Dann kann eine vergleichsweise gleichmäßige Zellendicke in der Pixelelektrode gesichert werden, wodurch eine gleichmäßige optische Charakteristik vorgesehen wird. Ferner wird die Kraft zum Einschränken der geneigten Orientierung des Flüssigkristalls erhöht.
Wenn der Flüssigkristall durch den TFT getrieben wird, kann auch das Verfahren zur Herstellung der Erhebungen vereinfacht werden, indem die Erhebung aus einem Gate-Isolierfilm oder dem letzten Schutzfilm aus Siliciumnitrid oder dgl. gebildet wird. Der Zusatz eines chiralen Materials zum Flüssigkristall kann die Ansprechzeit des Flüssigkristalls für ein kleines elektrisches Feld verkürzen. Die Verdrillungsenergie des Flüssigkristalls kann die Flüssigkristallausrichtung rascher wiederherstellen.
Die Mittel (Hilfswandstrukturen) zum Einschränken der geneigten Ausrichtung eines zweiten Flüssigkristalls, der den Parameter in einer Richtung von den linear angeordneten Strukturen erhöht oder reduziert, werden zwischen den linear angeordneten Strukturen gebildet, wie oben beschrieben. So kann die Richtung eingeschränkt werden, in der die Flüssigkristallorientierung geneigt ist. Als Ergebnis erhöht sich die Ausbreitungsrate der Neigungsrichtung der Flüssigkristallausrichtung während des Übergangs von einer schwarzen zu einer weißen Anzeige, und daher kann die Ansprechzeit verkürzt werden, was erheblich zur Anzeigeleistung der involvierten Anzeigevorrichtung beiträgt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung hergestellt werden, die eine bessere Helligkeit und höhere Ansprechgeschwindigkeit aufweist. Die Orientierungsrichtung aller auf der linearen Wandstruktur gebildeten Domänen kann bestimmt werden, und die altersbasierende Variation der Domänen kann unterdrückt werden, wodurch die Überschwingung verbessert wird. Wenn nichts anderes angegeben ist, ist davon auszugehen, dass ein beliebiges Merkmal irgendeiner der gezeigten Ausführungsformen mit einem beliebigen Merkmal irgendeiner anderen Ausführungsform kombiniert oder zu diesem hinzugefügt werden kann.

Claims

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, welche umfasst ein Paar von Substraten (12, 14) mit Elektroden und vertikalen Ausrichtungsschichten (20, 24); einen Flüssigkristall (16) mit einer negativen Anisotropie der Dielektrizitätskonstante, der zwischen dem Paar von Substraten eingesetzt ist; und linear angeordnete Ausrichtungssteuerstrukturen (30, 32; 44, 46), die in oder auf zumindest einem der Substrate angeordnet sind, zum Steuern der Ausrichtung von Flüssigkristall-Domänen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Substrate (12, 14) Mittel (56, 58; 62, 64) an einer festgelegten Position auf den Ausrichtungssteuerstrukturen zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung von Flüssigkristall-Domänen aufweist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Ausrichtungssteuerstrukturen jeweils eine Vielzahl von Bestandteileinheiten (30S, 32S; 46S) aufweisen.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Bestandteileinheiten der linear angeordneten Strukturen eine im Wesentlichen gleichmäßige Gestalt aufweisen und durch eine Änderung der Gestalt oder Schneiden voneinander geteilt sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher die Bestandteileinheiten (30S) der linear angeordneten Strukturen eines der Substrate (12) und die Bestandteileinheiten (32S) der linear angeordneten Strukturen des anderen Substrats (14) parallel zueinander ver laufen.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Bestandteileinheiten der linear angeordneten Strukturen der jeweiligen Substrate voneinander verschoben sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei welcher die Bestandteileinheiten (30S, 32S, 18) der linear angeordneten Strukturen jedes Substrats verschiedene Längen aufweisen.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei welcher die Bestandteileinheiten der linear angeordneten Strukturen jedes Substrats in einer beabstandeten Beziehung zueinander angeordnet sind, und die Bestandteileinheiten der linear angeordneten Strukturen eines Substrats an Positionen zwischen den Bestandteileinheiten der linear angeordneten Strukturen des anderen Substrats lokalisiert sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Ausrichtungssteuerstrukturen zumindest eines der Substrate ein Mittel (56) zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung eines ersten Typs, wobei Flüssigkristall-Moleküle rund um einen Punkt auf diesen Punkt gerichtet sind, und ein Mittel (58) zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung eines zweiten Typs aufweisen, wobei ein Teil der Flüssigkristall-Moleküle rund um einen Punkt auf diesen Punkt gerichtet ist, und der andere Teil der Flüssigkristall-Moleküle rund um diesen Punkt von diesem weg gerichtet ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2 und 8, bei welcher das Mittel (56) zum Bilden einer Ausrichtungsbegrenzung des ersten Typs innerhalb einer Bestandteileinheit angeordnet ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher das Mittel (58) zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung des zweiten Typs in der Begrenzung (30T) zwischen den Bestandteileinheiten angeordnet ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher, in jeder der linear angeordneten Strukturen, das Mittel zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung des ersten Typs und das Mittel zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung des zweiten Typs abwechselnd angeordnet sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Ausrichtungssteuerstrukturen eines Substrats (12) von den Ausrichtungssteuerstrukturen des anderen Substrats (14), gesehen in der Richtung normal zu den Substraten, verschoben sind, und jedes Substrat Mittel (62, 64, 43) zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung der Flüssigkristall-Moleküle an festgelegten Positionen in Bezug auf die Ausrichtungssteuerstrukturen des gegenüberliegenden Substrats aufweist, beim Anlegen einer Spannung.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Ausrichtungssteuerstrukturen (30, 32) linear angeordnete Strukturen umfassen, und die Mittel zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung von Flüssigkristall-Molekülen an konstanten Positionen mit zumindest einem Teil der linear angeordneten Strukturen gegenüber den Mitteln, gesehen in der Richtung normal zu den Substraten, überlappen.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7 und 9 bis 11, bei welcher die Bestandteileinheiten der Ausrichtungssteuerstrukturen (30a) eines Substrats und die Bestandteileinheiten der Ausrichtungssteuerstrukturen (32a) des anderen Substrats abwechselnd auf einer Linie, gesehen in der Richtung normal zu einem Substrat, angeordnet sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher die Ausrichtungssteuerstrukturen linear angeordnete Wandstrukturen umfassen, und die Bestandteileinheiten der linear angeordneten Wandstrukturen eines Substrats und die Bestandteileinheiten der linearen Wandstrukturen des anderen Substrats abwechselnd mit einem Pixel angeordnet sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher die Ausrichtungssteuerstrukturen linear angeordnete Strukturen umfassen, und jede linear angeordnete Struktur eine Vielzahl von Bestandteileinheiten in einem Pixel aufweist, und die linear angeordneten Strukturen im Wesentlichen symmetrisch in einem Pixel angeordnet sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei welcher die Mittel zum Bilden der Begrenzung der Ausrichtung eine teilweise in Querrichtung verlaufende Erweiterung (74, 63) der Ausrichtungssteuerstrukturen umfassen.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher jede Ausrichtungssteuerstruktur einen gebogenen Abschnitt aufweist; und eine zusätzliche Ausrichtungssteuerstruktur (76, 78, 66) auf der Seite des stumpfen (erhabenen) Winkels des gebogenen Abschnitts der Ausrichtungssteuerstruktur des Substrats mit den Ausrichtungssteuerstrukturen angeordnet ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei welcher jede Ausrichtungssteuerstruktur einen gebogenen Abschnitt aufweist; und eine zusätzliche Ausrichtungssteuerstruktur (76x, 78x, 69) auf der Seite des spitzen Winkels des gebogenen Abschnitts der Ausrichtungssteuerstruktur des Substrats gegenüber dem Substrat mit den Ausrichtungssteuerstrukturen angeordnet ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, bei welcher die Ausrichtungssteuerstrukturen linear angeordnete Strukturen umfassen, und, in dem Fall, wo diese linear angeordneten Strukturen weder parallel noch rechtwinklig zu einem Rand einer Pixelelektrode angeordnet sind, eine zusätzliche linear angeordnete Struktur (80), die mit zumindest einem Teil des Rands der Pixelelektrode überlappt, auf der gegenüberliegenden Elektrode angeordnet ist, in einem Bereich, wo die linear angeordnete Struktur auf dem gegenüberliegenden Substrat (12) und der Rand der Pixelelektrode unter einem stumpfen Winkel gebildet sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche umfasst: ein erstes Mittel (58), das in den linear angeordneten Strukturen eines Substrats (14) angeordnet ist, zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung des Flüssigkristalls; und ein zweites Mittel (62), das auf dem anderen Substrat (12) an derselben Position wie das erste Mittel, in der Richtung, in der die linear angeordnete Struktur verläuft, angeordnet ist, zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung des Flüssigkristalls.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die linear angeordneten Strukturen eines Substrats so gebildet sind, dass die Flüssigkristall-Moleküle, die zumindest an einer ersten Position auf den linear angeordneten Strukturen lokalisiert sind, in der ersten Richtung, parallel zu den linear angeordneten Strukturen, zur Zeit des Anlegens einer Spannung ausgerichtet sind; die Ausrichtungssteuerstrukturen des anderen Substrats so gebildet sind, dass die Flüssigkristall-Moleküle, die zumindest an einer zweiten Position auf den linear angeordneten Strukturen lokalisiert sind, in der zweiten Richtung, parallel zu den linear angeordneten Strukturen und entgegengesetzt zur ersten Richtung, zur Zeit des Anlegens einer Spannung ausgerichtet sind; und die erste und die zweite Position auf einer Linie lokalisiert sind, die rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen verläuft.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 22, bei welcher die linear angeordneten Strukturen des einen Substrats ein Mittel zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung eines ersten Typs aufweisen, wobei die Flüssigkristall-Moleküle rund um einen Punkt zu diesem Punkt ausgerichtet sind, die linear angeordneten Strukturen des anderen Substrats ein Mittel zum Bilden einer Begrenzung der Aus richtung des ersten Typs aufweisen, wobei die Flüssigkristall-Moleküle rund um einen Punkt zu diesem Punkt ausgerichtet sind; und das Mittel der linear angeordneten Strukturen des einen Substrats zum Bilden der Begrenzung der Ausrichtung des ersten Typs und das Mittel der linear angeordneten Strukturen des anderen Substrats zum Bilden der Begrenzung der Ausrichtung des ersten Typs im Wesentlichen auf einer Linie lokalisiert sind, die rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen verläuft.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 22, bei welcher die linear angeordneten Strukturen des einen Substrats ein Mittel zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung eines zweiten Typs aufweisen, wobei ein Teil der Flüssigkristall-Moleküle rund um einen Punkt zu diesem Punkt ausgerichtet ist, und der andere Teil der Flüssigkristall-Moleküle in der diesem Punkt entgegengesetzten Richtung ausgerichtet ist; die linear angeordneten Strukturen des anderen Substrats ein Mittel zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung des zweiten Typs aufweisen, wobei ein Teil der Flüssigkristall-Moleküle rund um einen Punkt zu diesem Punkt ausgerichtet ist, und der andere Teil der Flüssigkristall-Moleküle in der diesem Punkt entgegengesetzten Richtung ausgerichtet ist; und das Mittel der linear angeordneten Strukturen des einen Substrats zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung des zweiten Typs und das Mittel der linear angeordneten Strukturen des anderen Substrats zum Bilden einer Begrenzung der Ausrichtung des zweiten Typs auf einer Linie lokalisiert sind, die im Wesentlichen rechtwinklig zu den linear angeordneten Strukturen verläuft.