DE69721413T2

DE69721413T2 - Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix

Info

Publication number: DE69721413T2
Application number: DE69721413T
Authority: DE
Inventors: Ohta Mobara-shi Masuyuki; Kondo Hitachinaka-shi Katsumi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-09-02
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2017-08-13
Also published as: DE69721413D1; EP0827009A3; EP0827009B8; CN1169016C; EP0827009B1; SG55366A1; US6111625A; TW374855B; CN1177746A; KR100489314B1; EP0827009A2; JPH1073823A; KR19980024274A

Description

[Genaue Beschreibung der Erfindung]
[Technisches Gebiet der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, genauer auf eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die Dünnfilmtransistoren verwendet.
[Stand der Technik]
Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, die aktive Vorrichtungen verwenden, die durch Dünnfilmtransistoren (TFTs) repräsentiert werden, finden dank ihrer Merkmale einer geringen Dicke, eines geringen Gewichts und einer hohen Anzeigequalität im Vergleich einer CRT zunehmend weite Verbreitung als Anzeigegeräte für Büroautomatisierungs-Vorrichtungen. Die Anzeigeverfahren der Flüssigkristallanzeigevorrichtung können grob in zwei Kategorien unterteilt werden. In einem Verfahren wird ein Flüssigkristall zwischen zwei Substraten gehalten, die transparente Elektroden aufweisen, wobei der Flüssigkristall durch eine Spannung aktiviert wird, die an die transparenten Elektroden angelegt wird, um das Licht zu modulieren, das die transparenten Elektroden durchlaufen hat und in den Flüssigkristall eingetreten ist, um ein Bild anzuzeigen. Ein Großteil der Flüssigkristallanzeigeprodukte, die derzeit in Gebrauch sind, verwenden dieses Verfahren. In einem weiteren Verfahren wird der Flüssigkristall durch ein elektrisches Feld aktiviert, das praktisch parallel zu einer Substratoberfläche zwischen zwei Elektroden ist, die auf dem Substrat ausgebildet sind, um das von einem Spalt zwischen den zwei Elektroden in den Flüssigkristall eintretende Licht zu modulieren (im folgenden als Lateralfeldverfahren bezeichnet). Dies hat den Vorteil eines deutlich breiteren Betrachtungswinkels und ist in Verbindung mit der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine vielversprechende Technik. Die Merkmale des letzteren Verfahrens sind hauptsächlich beschrieben in der veröffentlichten japanischen Übersetzung der PCT-Patentanmeldung eines weiteren Staates Nr. 505247/1993 ( DE 4000451 A1 ), der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 21907/1998 ( US 4345249 ) und dem offengelegten japanischen Patent Nr. 160878/1994 ( EP 588 568 ).
[Von der Erfindung zu lösende Probleme]
Die in der obigen Patentanmeldung beschriebene Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung in Verbindung mit dem Lateralfeldverfahren (auch als In-Ebene-Schaltverfahren bezeichnet) weist jedoch eine Antwortgeschwindigkeit von schnellstens 100 ms auf, was weit entfernt von der Anforderung von weniger als 40–20 ms für die Anzeige dynamischer Bilder ist. Dieser Typ von Flüssigkristallanzeigevorrichtung hat den Nachteil, daß dann, wenn ein dynamisches Bild angezeigt wird, ein Restbild erzeugt wird, das das dynamische Bild wie einen Kometen mit einem Schweif aussehen läßt.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu schaffen, die einen weiten Betrachtungswinkel im Vergleich zu demjenigen einer CRT und eine Antwortgeschwindigkeit, die schnell genug zum Anzeigen eines dynamischen Bildes ist, aufweist.
Das bekannte Lateralfeldverfahren weist die folgenden zwei Typen von Konfigurationen auf.
Die Antwortzeit ist definiert als die Summe einer Anstiegszeit bei Spannungsbeaufschlagung und einer Abstiegszeit bei Spannungsabschaltung und wird im folgenden genauer erläutert.
Die erste Konfiguration weist die Flüssigkristallmoleküle in einer Flüssigkristallschicht, die anfänglich in der gleichen Richtung wie die Beaufschlagungsrichtung des elektrischen Feldes orientiert sind, an der Grenzfläche der Flüssigkristallschicht auf der oberen Substratseite, und an der Grenzfläche auf der unteren Substratseite ausgehend von der Beaufschlagungsrichtung des elektrischen Feldes um 90° gedreht auf, so daß die Flüssigkristallmoleküle um 90° verdreht sind, wenn die Spannung ausgeschaltet ist.
Die Flüssigkristallmoleküle in diesem Zustand sind etwa um 90° in Beaufschlagungsrichtung des elektrischen Feldes an der Grenzfläche auf der unteren Substratseite durch das elektrische Feld verdreht, das nahezu parallel zu der Substratoberfläche ist und von zwei Elektroden erzeugt wird (als Lateralfeld bezeichnet), um ihre optische Rotationsleistung zu eliminieren und somit ihre Durchlässigkeit zu ändern, um ein Bild anzuzeigen.
Diese Konfiguration erfordert jedoch, die Flüssigkristallmoleküle nahe der Grenzfläche zum unteren Substrat um immerhin 90° zu drehen, weshalb die Ansteuerspannung leicht sehr hoch werden kann, höher als 10 V. Obwohl bezüglich der Antwortgeschwindigkeit dieser Konfiguration die Anstiegszeit bis zu einem gewissen Maß beschleunigt werden kann, erfordert die Abstiegszeit wenigstens 40 ms, da sich die Flüssigkristallmoleküle um 90° zurückdrehen müssen. Diese Antwort ist nicht schnell genug für die Anzeige eines dynamischen Bildes.
In der zweiten Konfiguration sind die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht an den Grenzflächen zu den oberen und unteren Substraten anfänglich nahezu in der gleichen Richtung orientiert, so daß sie ohne irgendeine Verdrehung homogen ausgerichtet sind, wenn die Spannung ausgeschaltet ist. Die Flüssigkristallmoleküle in diesem Zustand werden vollständig um 45° in Richtung des elektrischen Feldes durch das laterale Feld gedreht (Wenn die Moleküle eine positive dielektrische Anisotropie aufweisen. Wenn sie eine negative dielektrische Anisotropie aufweisen, werden sie in einer Richtung senkrecht zum elektrischen Feld gedreht), um den Doppelbrechungsindex der Flüssigkristallschicht zu diesem Zeitpunkt und somit die Durchlässigkeit zu ändern, um ein Bild anzuzeigen.
Die zweite Konfiguration kann die Ansteuerspannung auf etwa 5 V reduzieren, was niedriger ist als diejenige der ersten Konfiguration, was in einem praktischen Bereich liegt, mit Ausnahme von schnell veränderlichen, spezifischen dynamischen Bildern.
In der zweiten Konfiguration hängt die Antwortgeschwindigkeit stark von der Dicke der Flüssigkristallschicht zwischen den oberen und unteren Substraten ab und ist schneller, wenn die Flüssigkristallschichtdicke kleiner wird. Wenn der Spalt zwischen den Substraten zu schmal gemacht wird, wird es schwierig, die Spaltgleichmäßigkeit aufrechtzuerhalten, wobei die erhöhte Gefahr von Anzeigeschwankungen auftritt. Ein weiteres Problem besteht darin, daß der Prozeß des Injizierens des Flüssigkristalls langsam ist und eine zu lange Zeitspanne erfordert. Unter Berücksichtigung dieser Faktoren hat die Flüssigkristallschicht eine praktikable Dickengrenze von etwa 4 μm. Die Antwortgeschwindigkeit war daher im schnellsten Fall etwa gleich 60 ms.
Beispiele der ersten Konfiguration sind beschrieben in G. Baur u. a., JAPAN DISPLAY 1992, S. 547–550, oder in R. A. Soref, Journal of Applied Physics, Bd. 45, Nr. 12, Dezember 1974, S. 5466–5468, oder in R. A. Soref, Proceedings of the IEEE, Dezember 1974, S. 1710–1711.
Ein Beispiel der zweiten Konfiguration ist zu finden in ASIA DISPLAY 1995, S. 577–580 von M. Ohe u. a.
[Mittel zum Lösen der Probleme]
Eine typische Konfiguration dieser Erfindung ist diejenige, bei der die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht anfangs etwa 45° ausgehend von der Spannungsbeaufschlagungsrichtung an der Grenzfläche zum oberen Substrat ausgerichtet sind und an der Grenzfläche zum unteren Substrat etwa –45° ausgehend von der Spannungsbeaufschlagungsrichtung ausgerichtet sind, so daß die Flüssigkristallmoleküle um etwa 90° verdreht sind, wenn die Spannung abgeschaltet ist.
Für ein einfacheres Verständnis ist der anfängliche Ausrichtungswinkel für eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn bezüglich der In-Ebene-Richtung des lateralen Feldes positiv definiert und reicht von –90° bis 90°.
Um ein Bild anzuzeigen, werden die Flüssigkristallmoleküle in diesem Zustand an der Grenzfläche zum oberen Substrat durch das laterale Feld etwa –45° in Richtung des elektrischen Feldes gedreht und an der Grenzfläche zum unteren Substrat etwa 45° in Richtung des elektrischen Feldes gedreht, um deren Doppelbrechung zu eliminieren und somit ihre Durchlässigkeit zu ändern, wodurch ein Bild ausgebildet wird.
In dieser Konfiguration müssen die Flüssigkristallmoleküle nahe den Grenzflächen zu den oberen und unteren Substraten jeweils in entgegengesetzten Richtungen nur um etwa 45° gedreht werden, was durch eine geringere Spannung verwirklicht werden kann als bei der ersten Konfiguration. Da ferner diese Konfiguration die zwei gestapelten Flüssigkristallschichten umfaßt, die jeweils um 45° um die Mitte der Flüssigkristallschicht in entgegengesetzten Richtungen verdreht sind, ist diese Konfiguration identisch zu derjenigen, in der der Spalt zwischen den Substraten auf die Hälfte reduziert ist. Das heißt, die Flüssigkristallmoleküle in zwei gestapelten Schichten sind hinsichtlich der Aktivierung der Moleküle, da deren Aktivierungskraft der elastischen Beziehung zwischen den Flüssigkristallmolekülen in jeder Schicht zugeordnet wird, identisch mit einer Schicht, die praktisch die Hälfte der Flüssigkristallschichtdicke aufweist.
Im Fall der ersten Konfiguration, ähnlich der zweiten Konfiguration, wird die Antwortgeschwindigkeit schneller, wenn die Flüssigkristallschichtdicke abnimmt, d. h. die Antwortgeschwindigkeit ist näherungsweise umgekehrt proportional zum Quadrat der Flüssigkristallschichtdicke. Da ferner die Flüssigkristallschicht dieser Ausführungsform nur 45° dreht, im Vergleich zu 90° in der ersten Konfiguration, ist die Antwort etwa doppelt so schnell wie diejenige der ersten Konfiguration. Theoretisch kann die Konfiguration dieser Erfindung eine Antwortgeschwindigkeit bis zum etwa achtfachen derjenigen der ersten Ausführungsform erreichen.
Unter der Annahme, daß die Abstiegszeit in der ersten Ausführungsform etwa 45 ms beträgt, kann die Konfiguration dieser Erfindung theoretisch eine Abstiegszeit von etwa 6 ms verwirklichen. Messungen zeigen, daß diese Konfiguration eine Antwortgeschwindigkeit von etwa 20 ms erreicht.
In dieser Konfiguration ergab sich keine Reduktion der Antwortgeschwindigkeit, die in herkömmlichen Konfigurationen während einer Halbtonanzeige beobachtet wurde, wobei eine nahezu konstante, schnelle Antwortgeschwindigkeit bei einer beliebigen angelegten Spannung erhalten wurde.
[Ausführungsformen der Erfindung]
Diese Erfindung und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
[Ausführungsform 1]
« Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung »
Im folgenden wird eine Ausführungsform einer Aktivmatrix-Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, auf die diese Erfindung angewendet wird. In den Zeichnungen sind Teile, die identische Funktionen aufweisen, mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren Beschreibungen nicht wiederholt werden.
« Planare Konfiguration eines Matrixabschnitts (Pixelabschnitt) »
1 ist eine Draufsicht, die ein Pixel und dessen Randabschnitt in einer Aktivmatrix-Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, ist jedes Pixel innerhalb eines Schnittbereiches (ein durch vier Signalleitungen umschlossener Bereich) angeordnet, der von einer Signalleitung (Gate-Elektrodenleitung oder horizontale Signalleitung) GL, einer Gegenspannungsleitung (Gegenelektrodenverdrahtung) CL, zwei benachbarten Videosignalleitungen (Drain-Signalleitungen oder vertikale Signalleitungen) DL umschlossen ist. Jedes Pixel enthält einen Dünnfilmtransistor TFT, einen Speicherkondensator Cstg, eine Pixelelektrode PX und eine Gegenelektrode CT. Zwei oder mehr Sätze der Abtastsignalleitung GL und der Gegenspannungsleitung CL, die sich in Lateralrichtung erstrecken, sind in der Figur in vertikaler Richtung angeordnet. Mehrere Videosignalleitungen DL, die sich in vertikaler Richtung erstrecken, sind in Lateralrichtung angeordnet. Die Pixelelektrode PX ist mit dem Dünnfilmtransistor TFT verbunden, während die Gegenelektrode CT integral mit der Gegenspannungsleitung CL ausgebildet ist.
Zwei Pixel, die vertikal längs der Videosignalleitungen DL nebeneinander liegen, überlappen einander in ihren planaren Konfigurationen, wenn sie längs der Linie A der 1 gefaltet werden. Dies dient dazu, der Gegenspannungsleitung CL zu ermöglichen, von den zwei vertikal benachbarten Pixeln längs der Videosignalleitungen DL gemeinsam genutzt zu werden, und erhöht somit die Breite der Gegenspannungsleitung CL, um ihren Widerstand zu reduzieren, was ermöglicht, daß jeder Gegenelektrode CT der lateral angeordneten Pixel von einer externen Schaltung eine ausreichende Gegenspannung zugeführt wird.
Die Pixelelektrode PX und die Gegenelektrode CT liegen einander gegenüber, um zwischen diesen ein elektrisches Feld auszubilden, um einen optischen Zustand des Flüssigkristalls LC und somit eine Bildanzeige zu steuern. Die Pixelelektrode PX und die Gegenelektrode CT sind wie Kammzähne ausgebildet, die jeweils eine schmale Elektrode bilden, die sich vertikal zum Papier erstreckt.
In jedem Pixel weisen die Anzahl der Gegenelektroden CT (die Anzahl der Kammzähne) O und die Anzahl der Pixelelektroden PX (die Anzahl der Kammzähne) P die Beziehung O = P + 1 auf (in dieser Ausführungsform 0 = 3, P = 2). Diese Beziehung wird gehalten, um die Gegenelektroden CT und die Pixelelektroden PX alternierend anzuordnen, und um sicherzustellen, daß die Gegenelektroden CT nahe den Videosignalleitungen DL liegen. Diese Anordnung dient zum Abschirmen der Videosignalleitungen DL vor elektrischen Feldlinien mittels der Gegenelektroden CT, um zu verhindern, daß das elektrische Feld zwischen der Gegenelektrode CT und der Pixelelektrode PX durch das elektrische Feld von den Videosignalleitungen DL beeinflußt wird. Die Gegenelektrode CT weist ein stabiles Potential auf, da sie ständig von der externen Schaltung über die Gegenspannungsleitung CL, wie später beschrieben wird, versorgt wird. Somit weist das Potential der Gegenelektrode CT nahezu keine Veränderung auf, selbst wenn sie nahe an den Videosignalleitungen DL liegt. Diese Anordnung setzt die Pixelelektrode PX geometrisch entfernt von den Videosignalleitungen DL, was zu einer deutlichen Reduktion der parasitären Kapazität zwischen der Pixelelektrode PX und den Videosignalleitungen DL und zu einer Unterdrückung von Schwankungen des Pixelelektrodenpotentials VS, die durch die Videosignalspannung hervorgerufen werden, führt. Es ist somit möglich, ein Übersprechen (Bildqualitätsverschlechterungen, die vertikales Schmieren genannt werden) zu minimieren, das in vertikaler Richtung auftritt.
Die Breiten der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT sind jeweils auf 6 μm gesetzt. Dieser Wert wird gewählt, da diese Breiten größer gesetzt werden müssen als die Dicke der später beschriebenen Flüssigkristallschicht von 5,0 μm, um zu ermöglichen, daß ein ausreichendes elektrisches Feld an die gesamte Flüssigkristallschicht in Richtung ihrer Dicke angelegt wird, und muß ferner so schmal wie möglich gesetzt werden, um das Aperturverhältnis zu erhöhen. Um eine Leitungstrennung zu verhindern, ist die Breite der Videosignalleitungen DL auf 8 μm gesetzt, was etwas breiter ist als die Pixelelektrode PX und die Gegenelektrode CT. Hierbei ist die Breite der Videosignalleitungen DL kleiner als das zweifache der Breite der benachbarten Gegenelektrode CT gesetzt. Alternativ, wenn die Breite der Videosignalleitungen DL bereits anhand der Produktivität oder der Ausbeute bestimmt worden ist, wird die Breite der Gegenelektrode CT, die zu den Videosignalleitungen DL benachbart ist, auf mehr als die Hälfte der Breite der Videosignalleitungen DL gesetzt. Dies dient dazu, die elektrischen Feldlinien, die von den Videosignalleitungen DL erzeugt werden, durch die Gegenelektroden CT auf beiden Seiten absorbieren zu lassen. Um elektrische Feldlinien, die von einer Elektrode mit einer gewissen Breite erzeugt worden sind, zu absorbieren, ist eine weitere Elektrode mit einer gleichen oder größeren Breite erforderlich. Da die elektrischen Feldlinien, die von einem Teil einer Hälfte der Breite der Videosignalleitung DL (jeweils 4 μm) erzeugt werden, von der Gegenelektrode CT auf einer Seite absorbiert werden müssen, ist die Breite der Gegenelektroden CT, die neben den Videosignalleitungen DL liegen, auf mehr als die Hälfte der Breite der Videosignalleitungen DL gesetzt. Dies verhindert ein Überspre chen, insbesondere vertikales Übersprechen, das durch die Effekte der Signalelektrode hervorgerufen wird.
Die Breite der Abtastsignalleitung GL ist so bestimmt, daß sie den Widerstandswert erfüllt, bei dem eine ausreichende Abtastspannung an eine Gate-Elektrode GT eines Pixels auf der Anschlußseite (auf der gegenüberliegenden Seite eines Abtastsignalanschlusses GTM, wie später beschrieben wird) angelegt wird. Die Breite der Gegenspannungsleitung CL ist ebenfalls so gesetzt, daß sie den Widerstandswert erfüllt, bei dem eine ausreichende Gegenspannung an die Gegenelektrode CT eines Pixels auf der Anschlußseite (auf der gegenüberliegenden Seite einer Massebusleitung CB, wie später beschrieben wird) angelegt wird.
Der Abstand zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT wird entsprechend dem Flüssigkristallmaterial aus den im folgenden beschriebenen Gründen geändert. Da die elektrische Feldstärke, die die maximale Durchlässigkeit verwirklicht, zwischen Flüssigkristallmaterialien verschieden ist, wird der Elektrode-zu-Elektrode-Abstand entsprechend dem Flüssigkristallmaterial gesetzt, so daß die maximale Durchlässigkeit innerhalb eines Bereiches der maximalen Amplitude der Elektrodenspannung erhalten werden kann, die durch die Spannungsfestigkeit der Signalelektrodenansteuerschaltung (ein Treiber auf der Elektrodenseite) bestimmt wird. Bei Verwendung eines später beschriebenen Flüssigkristallmaterials ist das Elektrodenintervall gleich 16 μm.
Während diese Ausführungsform alle Elektroden auf der TFT-Substratseite anordnet, können bestimmte Elektroden, insbesondere die Gegenelektrode CT und die Gegenspannungsleitung CL, auf der Gegensubstratseite platziert sein. Diese Anordnung fällt ebenfalls in den Umfang dieser Erfindung.
Es gibt keine bestimmte Beschränkung für die Richtung der Gegenelektrode CT. Während in dieser Ausführungsform die Gegenelektrode CT in der gleichen Richtung wie die Gate-Signalleitung GL angeordnet ist, kann sie in der gleichen Richtung wie die Drain-Signalleitung DL verlegt sein oder in Form einer Matrix angeordnet sein. Alle diese Anordnungen fallen in den Umfang dieser Erfindung.
« Querschnittskonfiguration des Matrixabschnitts (Pixelabschnitt) »
2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie 3-3 der 1. 3 zeigt einen Querschnitt eines Dünnfilmtransistors TFT längs der Linie 4-4 der 1. 4 zeigt einen Querschnitt eines Speicherkondensators Cstg längs der Linie 5-5 der 1. Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, sind ein unteres transparentes Glassubstrat SUB1 und ein oberes transparentes Glassubstrat SUB2 mit dazwischen eingesetzter Flüssigkristallschicht LC vorhanden. Auf dem unteren transparenten Glassubstrat SUB1 sind ein Dünnfilmtransistor TFT, ein Speicherkondensator Cstg und andere Elektroden ausgebildet. Auf dem oberen transparenten Glassubstrat SUB2 sind ein Farbfilter FIL und ein schwarzes Matrixmuster BM für die Lichtabschirmung ausgebildet.
Auf der Innenseite (Seite des Flüssigkristalls LC) jedes der transparenten Glassubstrate SUB1, SUB2, sind Ausrichtungs- oder Orientierungsfilme ORI1, ORI2 ausgebildet, die die anfängliche Orientierung des Flüssigkristalls steuern. Auf der Außenseite jedes der transparenten Glassubstrate SUB1, SUB2 sind Polarisatoren platziert, deren Polarisationsachsen senkrecht gekreuzt sind (gekreuzte Nicols-Anordnung).
« TFT-Substrat »
Zuerst wird die Konfiguration des unteren transparenten Glassubstrats SUB1 (TFT-Substrat) genauer beschrieben.
« Dünnfilmtransistor TFT »
Der Dünnfilmtransistor TFT arbeitet so, daß sein Kanalwiderstand zwischen der Source und der Drain abnimmt, wenn eine positive Vorspannung an die Gate-Elektrode GT angelegt wird, und ansteigt, wenn die Vorspannung auf 0 gesetzt wird.
Wie in 3 gezeigt ist, weist der Dünnfilmtransistor TFT eine I-Typ-Halbleiterschicht AS auf (inhärent, was bedeutet, daß keine den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Dotierstoffe eingebracht sind), die eine Gate-Elektrode GT, einen Gate-Isolierfilm GI und amorphes I-Typ-Silicium (Si), ein Paar Source-Elektroden SD1 und ein Paar Drain-Elektroden SD2 umfaßt. Die Source und die Drain werden im wesentlichen durch die Vorspannungspolarität zwischen diesen bestimmt, wobei in der Schaltung dieser Flüssigkristallanzeigevorrichtung die Vorspannungspolarität während des Betriebes umgekehrt wird, weshalb klar ist, daß die Source und die Drain während des Betriebes einander abwechseln. In der folgenden Beschreibung wird jedoch der Bequemlichkeit halber eine von diesen fest als Source und die andere als Drain bezeichnet.
« Gate-Elektrode GT »
Die Gate-Elektrode GT wird kontinuierlich mit der Abtastsignalleitung GL ausgebildet, so daß ein Teil der Abtastsignalleitung GL die Gate-Elektrode GT bildet. Die Gate-Elektrode GT ist ein Teil, der sich über einen aktiven Bereich des Dünnfilmtransistors TFT hinaus erstreckt, und wird etwas größer ausgebildet als die I-Typ-Halbleiterschicht AS, so daß sie diese vollständig abdeckt (von unten betrachtet) . Zusätzlich zu der Funktion einer Gate-Elektrode dient die Gate-Elektrode GT zum Schützen der I-Typ-Halbleiterschicht AS vor externem Licht und Hintergrundlicht. In diesem Beispiel wird die Gate-Elektrode GT aus einer einzigen Schicht eines leitenden Films g1 gebildet. Der leitende Film g1 kann ein mittels Sputtern ausgebildeter Aluminiumfilm (Al) sein. Über dem leitenden Film g1 wird ein anodischer Oxidfilm AOF aus Aluminium ausgebildet.
« Abtastsignalleitung GL »
Die Abtastsignalleitung GL wird aus dem leitenden Film g1 gebildet. Der leitende Film g1 dieser Abtastsignalleitung GL wird mit dem gleichen Herstellungsprozeß wie der leitende Film g1 der Gate-Elektrode GT hergestellt und integral mit diesem ausgebildet. Durch die Abtastsignalleitung GL wird eine Gate-Spannung Vg von einer externen Schaltung der Gate-Elektrode GT zugeführt. Der anodische Oxidfilm AOF aus Aluminium wird ebenfalls über der Abtastsignalleitung GL ausgebildet. Der Teil der Abtastsignalleitung GL, der die Videosignalleitungen DL kreuzt, ist schmal ausgebildet, um die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses mit den Videosignalleitungen zu reduzieren, und ist gegabelt, um somit mittels Laserabstimmung durchtrennt zu werden, wenn ein Kurzschluß auftritt.
» Gegenelektrode CT »
Die Gegenelektrode CT ist auf einem leitenden Film g1 ausgebildet, der sich in der gleichen Schicht wie die Gate-Elektrode GT und die Abtastsignalleitung GL befindet. Der anodische Aluminiumoxidfilm AOF ist auch über der Gegenelektrode CT ausgebildet. Die Gegenelektrode CT wird mit einer Gegenspannung Vcom beaufschlagt. In dieser Ausführungsform ist die Gegenspannung Vcom auf ein Potential gesetzt, das um die Felddurchgangsspannung ∆Vs niedriger ist als ein Zwischengleichstrompotential zwischen einer Minimalpegelansteuerspannung Vdmin und einer Maximalpegelansteuerspannung Vdmax, die an die Videosignalleitungen DL angelegt wird, wobei die Felddurchgangsspannung ∆Vs erzeugt wird, wenn der Dünnfilmtransistor TFT ausgeschaltet ist. Wenn es erforderlich ist, die Stromversorgungsspannung der integrierten Schaltung, die in der Signalelektrodenansteuerschaltung verwendet wird, um die Hälfte zu reduzieren, muß eine Wechselstromspannung angelegt werden.
« Gegenspannungsleitung CL »
Die Gegenspannungsleitung CL wird aus einem leitenden Film g1 gebildet. Der leitende Film g1 der Gegenspannungsleitung CL wird im gleichen Herstellungsprozeß für den leitenden Film g1 der Gate-Elektrode GT, der Abtastsignalleitung GL und der Gegenelektrode CT abgeschieden und wird integral mit der Gegenelektrode CT ausgebildet. Über diese Gegenspannungsleitung CL wird die Gegenspannung Vcom von der externen Schaltung der Gegenelektrode CT zugeführt. Der anodische Aluminiumoxidfilm AOF wird auch über der Gegenspannungsleitung CL ausgebildet. Der Teil der Gegenspannungslei tung CL, der die Videosignalleitungen DL kreuzt, ist ähnlich der Abtastsignalleitung GL schmal ausgebildet, um die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses mit den Videosignalleitungen DL zu reduzieren, und ist gegabelt, um mittels Laserabstimmung durchtrennt zu werden, wenn ein Kurzschluß auftritt.
« Isolierfilm GI »
Im Dünnfilmtransistor TFT wird der Isolierfilm GI als Gate-Isolierfilm verwendet, um ein elektrisches Feld an die Halbleiterschicht AS sowie an die Gate-Elektrode GT anzulegen. Der Isolierfilm GI wird über der Gate-Elektrode GT und der Abtastsignalleitung GL ausgebildet. Der Isolierfilm GI kann ein Siliciumnitridfilm sein, der bis zu einer Dicke von 1.200–2.700 Angström (Å) (in dieser Ausführungsform etwa 2.400 Å) z. B. mittels chemischer Plasmagasphasenabscheidung abgeschieden wird. Der Gate-Isolierfilm GI wird so ausgebildet, daß er die gesamte Matrixfläche AR umschließt, wobei sein Randabschnitt entfernt wird, um die externen Verbindungsanschlüsse DTM, GTM freizulegen. Der Isolierfilm GI dient ferner als elektrische Isolation zwischen der Abtastsignalleitung GL oder der Gegenspannungsleitung CL und den Videosignalleitungen DL.
« I-Typ-Halbleiterschicht AS »
Die I-Typ-Halbleiterschicht AS wird aus amorphem Silicium gefertigt und bis zu einer Dicke von 200–2.200 Å (in dieser Ausführungsform etwa 2.000 Å) abgeschieden. Eine Schicht d0 ist eine amorphe N(+)-Siliciumhalbleiterschicht, die mit Phosphor (P) dotiert ist, für einen ohmschen Kontakt und wird nur dort zurückgelassen, wo eine I-Typ-Halbleiterschicht AS unterhalb und eine leitende Schicht d1 (d2) oberhalb vorhanden sind.
Die I-Typ-Halbleiterschicht AS ist ferner zwischen der Abtastsignalleitung GL oder der Gegenspannungsleitung CL und den Videosignalleitungen DL an deren Schnittpunkten (Kreuzungsabschnitten) vorgesehen. Die I-Typ-Halbleiterschicht AS an den Kreuzungsabschnitten reduziert die Wahrscheinlichkeit des Kurzschlusses zwischen der Abtastsignalleitung GL oder der Gegenspannungsleitung CL und den Videosignalleitungen DL.
« Source-Elektrode SD1, Drain-Elektrode SD2 »
Die Source-Elektrode SD1 und die Drain-Elektrode SD2 werden jeweils aus einem leitenden Film d1 in Kontakt mit der N(+)-Halbleiterschicht d0 und einem über dem ersten leitenden Film d1 ausgebildeten leitenden Film d2 ausgebildet.
Der leitende Film d1 wird aus Chrom (Cr) mittels Sputtern bis zu einer Dicke von 500–1.000 Å (in dieser Ausführungsform etwa 600 Å) hergestellt. Der Cr-Film weist eine erhöhte Spannung auf, wenn er bis zu einer größeren Dicke ausgebildet wird, weshalb seine Dicke auf höchstens etwa 2.000 Å begrenzt ist. Der Cr-Film wird (als eine sogenannte Barriereschicht) verwendet, um eine zufriedenstellende Haftung mit der N(+)-Halbleiterschicht d0 sicherzustellen und das Aluminium des leitenden Films d2 an einer Diffusion in die N(+)-Halbleiterschicht d0 zu hindern. Zusätzlich zu einem Cr-Film kann der leitende Film d1 ein hochschmelzender Metallfilm (Mo, Ti, Ta, W) oder ein hochschmelzender Silizidfilm (MoSi₂, TiSi₂, TaSi₂, WSi₂) sein.
Der leitende Film d2 wird mittels Sputtern von Aluminium bis zu einer Dicke von 3.000–5.000 Å (in dieser Ausführungsform etwa 4.000 Å) ausgebildet. Der Aluminiumfilm weist kleinere Spannungen auf als der Cr-Film und kann bis zu einer größeren Dicke ausgebildet werden, wodurch die Widerstände der Source-Elektroden SD1, der Drain-Elektroden SD2 und der Videosignalleitungen DL reduziert werden. Hierdurch wird die Stufenabdeckung verbessert, wobei die Ausdehnung über die Stufen sichergestellt wird, die aufgrund der Ausbildung der Gate-Elektrode GT und der I-Typ-Halbleiterschicht AS ausgebildet werden.
Der leitende Film d1 und der leitende Film d2 werden mit dem gleichen Maskenmuster gemustert, wobei unter Verwendung derselben Maske oder unter Verwendung des leitenden Films d1 und des leitenden Films d2 als Masken die N(+)-Halbleiterschicht d0 entfernt wird. Das heißt, die N(+)-Halbleiterschicht d0, die auf der I-Typ-Halbleiterschicht AS zurück bleibt, wird in einer selbstausrichtenden Weise in den anderen Abschnitten außer dem leitenden Film d1 und dem leitenden Film d2 entfernt. Da zu diesem Zeitpunkt die N(+)-Halbleiterschicht d0 bis zu ihrer vollen Dicke weggeätzt wird, wird die I-Typ-Halbleiterschicht AS an der Oberfläche ebenfalls leicht geätzt. Der Grad des Ätzens kann durch die Ätzzeit kontrolliert werden.
« Videosignalleitungen DL »
Die Videosignalleitungen DL werden aus einer Source-Elektrode SD1, einem zweiten leitenden Film in der gleichen Schicht wie die Source-Elektrode SD1 und einem dritten leitenden Film d3 gebildet. Die Videosignalleitungen DL werden integral mit der Drain-Elektrode SD2 ausgebildet.
« Pixelelektrode PX »
Die Pixelelektrode PX wird aus einer Source-Elektrode SD1, einem zweiten leitenden Film in der gleichen Schicht wie die Source-Elektrode SD1, und einem dritten leitenden Film d3 gebildet. Die Pixelelektrode PX wird integral mit der Source-Elektrode SD1 ausgebildet.
« Speicherkondensator Cstg »
An seinem Ende, das den mit dem Dünnfilmtransistor TFT verbundenen Ende gegenüberliegt, ist die Pixelelektrode PX so geformt, daß sie die Gegenspannungsleitung CL überlappt. Diese Überlappung bildet, wie aus 4 deutlich wird, einen Speicherkondensator (eine kapazitive Vorrichtung) Cstg mit der Pixelelektrode PX als eine Elektrode PL2 und der Gegenspannungsleitung CL als eine weitere Elektrode PL1. Der dielektrische Film des Speicherkondensators Cstg wird vom Isolierfilm GI, der als Gate-Isolierfilm des Dünnfilmtransistors TFT verwendet wird, und vom anodischen Oxidfilm AOF gebildet.
Wie in der Draufsicht der 1 gezeigt ist, wird der Speicherkondensator Cstg in einem Bereich ausgebildet, in dem die Breite des leitenden Films g1 der Gegenspannungsleitung CL vergrößert ist.
« Passivierungsschicht PSV1 »
Über dem Dünnfilmtransistor TFT wird eine Passivierungsschicht PSV1 ausgebildet, die die Hauptfunktion des Schützens des Dünnfilmtransistors TFT vor Feuchtigkeit hat und aus hochtransparentem und feuchtigkeitsfestem Material gefertigt wird. Die Passivierungs schickt PSV1 kann aus einer Siliciumoxidschicht oder einer Siliciumnitridschicht ausgebildet werden, die mittels einer Plasma-CVD-Vorrichtung bis zu einer Dicke von etwa 1 μm abgeschieden worden ist.
Die Passivierungsschicht PSV1 wird so ausgebildet, daß sie die gesamte Matrixfläche AR umschließt, wobei ihr Randabschnitt entfernt wird, um die externen Verbindungsanschlüsse DTM, GTM freizulegen. Bezüglich der Dicke der Passivierungsschicht PSV1 und des Gate-Isolierfilms GI ist der erstere für die Schutzwirkung dick ausgeführt und der letztere unter Berücksichtigung der Steilheit gm eines Transistors dünn ausgeführt. Somit wird die Passivierungsschicht PSV1 mit hoher Schutzfähigkeit größer ausgebildet als der Gate-Isolierfilm GI, um auch einen möglichst breiten Bereich am Randabschnitt zu schützen.
« Farbfiltersubstrat »
Im folgenden wird mit Bezug auf die 1 und 2 die Konfiguration des oberen transparenten Glassubstrats SUB2 (Farbfiltersubstrat) genauer beschrieben.
« Lichtabschirmungsfilm BM »
Auf dem oberen transparenten Glassubstrat SUB2 wird ein Lichtabschirmungsfilm BM (allgemein als schwarze Matrix bezeichnet) ausgebildet, der verhindert, daß durchgelassenes Licht, das durch unerwünschte Spalten (andere Spalten als diejenigen zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT) dringt, in Richtung zur Anzeigeoberfläche gelangt und den Kontrast beeinträchtigt. Der Lichtabschirmungsfilm BM dient ferner dazu, zu verhindern, daß externes Licht oder Hintergrundlicht in die I-Typ-Halbleiterschicht AS eintritt. Das heißt, die I-Typ-Halbleiterschicht AS des Dünnfilmtransistors TFT ist sandwich-artig von den oberen und unteren Lichtabschirmungsfilmen BM und der etwas größeren Gate-Elektrode GT aufgenommen, und ist somit gegen externes natürliches Licht und Hintergrundlicht geschützt.
Eine geschlossene Polygon-Umrißlinie des Lichtabschirmungsfilms BM, die in 1 gezeigt ist, stellt eine Apertur dar, innerhalb der der Lichtabschirmungsfilm BM nicht ausgebildet wird. Dieses Umrißlinienmuster ist nur ein Beispiel. Die Randlinie in der vertikalen Richtung der Figur wird entsprechend der Genauigkeit der Ausrichtung zwischen den oberen und unteren Substraten ermittelt. Wenn die Ausrichtungsgenauigkeit besser ist als die Breite der Gegenelektrode CT, die neben den Videosignalleitungen DL liegt, erlaubt das Setzen der Umrißlinie innerhalb der Breite der Gegenelektrode, die Apertur zu vergrößern.
Der Lichtabschirmungsfilm BM wird aus einem Film hergestellt, der eine Lichtabschirmungsfähigkeit und eine hohe Isolationsfähigkeit aufweist, um das elektrische Feld zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT nicht zu beeinflussen. In dieser Ausführungsform wird der Lichtabschirmungsfilm BM aus einem Resistmaterial hergestellt, das mit schwarzen Pigmenten gemischt ist, und wird bis zu einer Dicke von etwa 1,2 μm ausgebildet.
Der Lichtabschirmungsfilm BM wird als Gitter um jedes Pixel ausgebildet, um eine effektive Anzeigefläche jedes Pixels zu definieren. Somit wird der Umriß jedes Pixels durch den Lichtabschirmungsfilm BM klar definiert. Das heißt, der Lichtabschirmungsfilm BM hat zwei Funktionen, eine als schwarze Matrix und eine als Lichtabschirmungsmittel für die I-Typ-Halbleiterschicht AS.
Der Lichtabschirmungsfilm BM wird ferner am Umfangsabschnitt ähnlich einem Rahmen ausgebildet, wobei dessen Muster kontinuierlich mit dem Muster der Matrixfläche der 1 ist, die mehrere punktartige Öffnungen aufweist. Der Lichtabschirmungsfilm BM am Umfangsabschnitt erstreckt sich zur Außenseite des Dichtungsabschnitts SL, um zu verhindern, daß Licht, wie z. B. reflektiertes Licht, das in der mit der Flüssigkristallanzeigevorrichtung ausgestatteten Vorrichtung erzeugt wird, wie z. B. in einem Personalcomputer, in die Matrixfläche eintritt. Der Lichtabschirmungsfilm BM wird etwa 0,3-1,0 mm innerhalb ausgehend von der Kante des Substrats SUB2 gehalten, wobei der Schnittbereich des Substrats SUB2 gemieden wird.
« Farbfilter FIL »
Der Farbfilter FIL umfaßt alternierende rote, grüne und blaue Streifenfilter, die an Abschnitten ausgebildet sind, die den Pixeln zugewandt sind. Der Farbfilter FIL überlappt mit dem Kantenabschnitt des Lichtabschirmungsfilms BM.
Der Farbfilter FIL kann wie folgt ausgebildet werden. Zuerst wird auf der Oberfläche des oberen transparenten Glassubstrats SUB2 eine Färbungsbasis, die aus einem solchen Material wie z. B. Acrylharz gefertigt ist, ausgebildet und anschließend in den Bereichen außer dem Bereich, der den roten Filter bildet, mittels Photolithographie entfernt. Anschließend wird die Färbungsbasis mit einem roten Farbstoff eingefärbt und fixiert, um einen roten Filter R zu bilden. Diesem folgt ein ähnlicher Prozeß, um einen grünen Filter G undeinen blauen Filter B auszubilden.
« Deckfilm OC »
Der Deckfilm OC ist vorgesehen, um einen Austritt des Farbstoffes des Farbfilters FIL in den Flüssigkristall LC zu verhindern und die gestuften Abschnitte, die vom Farbfilter FIL und vom Lichtabschirmungsfilm BM gebildet werden, einzuebnen. Der Deckfilm OC kann ein transparentes Kunstharzmaterial wie z. B. Acrylharz oder Epoxidharz sein.
« Flüssigkristallschicht und Polarisator »
Im folgenden werden die Flüssigkristallschicht, der Orientierungsfilm und Polarisator, die Merkmale dieser Erfindung, beschrieben.
« Flüssigkristallschicht »
Das Flüssigkristallmaterial ist ein nematischer Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie ∆ε von 10,2 und einer Brechungsindex-Anisotropie ∆n von 0,084 (589 nm bei 20 °C). Die Flüssigkristallschicht weist eine Dicke von 5,0 μm und eine Verzögerung ∆n·d von 0,42 μm auf. Mit dieser Verzögerung ∆n·d ist es möglich, den maximalen Kontrast für den anfänglichen Orientierungswinkel und die Polarisatoranordnung zu erhalten, wie später beschrieben wird. Das heißt, in Ausführungsform 1 ist die Verzögerung ∆n·d so bestimmt, daß eine Anzeige des Doppelbrechungs(Erstes-Minimum)-Modus nullter Ordnung erzeugt wird.
Die Dicke der Flüssigkristallschicht wird durch Polymerperlen gesteuert.
Um den anfänglichen Orientierungszustand zu verwirklichen, in welchem der Flüssigkristall um etwa 90° verdreht ist, wird in dieser Ausführungsform etwa 0,1% eines chiralen Materials, das in Uhrzeigersinn verdreht ist, zum Flüssigkristall vom oberen Substrat SUB2 zum unteren Substrat SUB1 zugegeben.
Das Flüssigkristallmaterial LC ist nicht besonders beschränkt. Es ist jedoch zu beachten, daß mit größerer dielektrischer Anisotropie ∆ε und kleinerer elastischer Konstante K2, die der Verdrehung zugeordnet ist, die Ansteuerspannung kleiner sein kann.
Wenn die Flüssigkristallschicht dick ist, kann die Zeitspanne, die zum Injizieren des Flüssigkristalls erforderlich ist, reduziert werden und eine Schwankung des Spaltes zwischen den Substraten kann ebenfalls reduziert werden. Um die Antwortgeschwindigkeit zu verbessern, beträgt die Dicke 8 μm oder weniger; um eine Antwortgeschwindigkeit von etwa 30 ms zu erhalten, sollte die Flüssigkristallschichtdicke vorzugsweise gleich 5 μm oder weniger sein.
« Orientierungsfilm »
Der Orientierungsfilm wird aus Polyimid gefertigt. Der Orientierungsfilm ORI1 auf der unteren Substratseite wird in einer Reibrichtung RDR1 gerieben, wobei der Orientierungsfilm ORI2 auf der oberen Substratseite in einer Reibrichtung RDR2 gerieben wird.
Der anfängliche Orientierungswinkel ist so definiert, daß er für eine Drehung im Uhrzeigersinn bezüglich der In-Ebene-Richtung des lateralen elektrischen Feldes positiv ist und von –90° bis 90° reicht. Das heißt, entweder in Reibrichtung RDR oder in entgegengesetzter Richtung, die anfängliche Orientierungsrichtung liegt im Bereich von –90° bis 90° bezüglich der In-Ebene-Richtung des lateralen elektrischen Feldes.
In dieser Ausführungsform ist der anfängliche Orientierungswinkel β1 zwischen der Reibrichtung RDR1 und der Richtung des angelegten elektrischen Feldes EDR auf der Seite des Orientierungsfilms ORI1 auf –45° gesetzt. Der anfängliche Orientierungswinkel β2 zwischen der Reibrichtung RDR2 und der Richtung des angelegten elektrischen Feldes EDR auf der Seite des Orientierungsfilms ORI2 ist auf 45° gesetzt. Die anfänglichen Orientierungswinkel der oberen und unteren sind um θ = 90° verdreht. 16 zeigt diesen Zustand.
In dieser Ausführungsform ist es wichtig, β1 und β2 so zu setzen, daß sie in den Bereich von –90° bis –35° und in den Bereich von 35° bis 90°, oder vorzugsweise auf –45° bzw. 45°, fallen.
Es ist möglicht, die Vorzeichen von β1 und β2 zu vertauschen. In diesem Fall ist die Verdrehrichtung umgekehrt.
In den Reibrichtungen RDR1, RDR2, die in 16 gezeigt sind, ist die Orientierung des Neigungswinkels der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht an der oberen und der unteren Substratgrenzfläche im "Spreiz"-Zustand, so daß die Flüssigkristallmoleküle eine Wirkung zur Kompensation der optischen Eigenschaften erzeugen, um eine Eigenschaft mit weitem Betrachtungswinkel zu schaf fen.
Die Antwortgeschwindigkeit dieser Erfindung kann ebenfalls erhöht werden, indem die anfänglichen Orientierungswinkel β1, β2 so gesetzt werden, daß der Neigungswinkel der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht im "Parallelen"-Zustand liegen. In diesem Fall ist die Reibrichtung RDR1 z. B. –45° (β1 ist –45°) bezüglich der In-Ebene-Richtung des lateralen elektrischen Feldes, während die Reibrichtung RDR2 gleich –135° (β2 ist 45°) bezüglich der In-Ebene-Richtung des lateralen Feldes ist. Mit anderen Worten, es ist auch möglich, die Reibrichtung RDR2 in der entgegengesetzten Richtung zu setzen.
« Polarisator »
Ein Polarisator der Marke Nitto Denko G1220DU wird verwendet, wobei die Polarisationsachse MAX1 des Polarisators POL1 auf der unteren Substratseite auf die Richtung des elektrischen Feldes EDR ausgerichtet ist. Genauer wird der Winkel Φ1 zwischen der Polarisationsachse MAX1 des Polarisators POL1 und der Richtung des angelegten Feldes EDR auf 0° gesetzt. Die Polarisationsachse MAX2 des oberen Polarisators POL2 wird senkrecht zur Polarisationsachse MAX1 des unteren Polarisators POL1 gesetzt. Das heißt, der Winkel Φ2 zwischen der Polarisationsachse MAX2 des oberen Polarisators POL2 und der Richtung des angelegten elektrischen Feldes EDR wird auf 90° gesetzt.
Somit wird der Winkel zwischen der Polarisationsachse MAX1 und der Polarisationsachse MAX2 Φ = |Φ2 – Φ1| auf 90° gesetzt. 16 zeigt diese Beziehung. Mit dieser Anordnung werden dann, wenn die angelegte Spannung zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT erhöht wird, die optischen Achsen der Flüssigkristallmoleküle in Richtung zur Polarisationsachse MAX1 umorientiert, wobei allmählich die Doppelbrechung reduziert wird, bis die Durchlässigkeit progressiv bis schwarz abnimmt. Auf diese Weise wird eine normalerweise offene Charakteristik erzeugt.
Ferner können die Polarisationsachse MAX2 des oberen Polarisators POL2 und die Polarisationsachse MAX1 des unteren Polarisators POL1 vertauscht werden, um die identische Charakteristik zu erzeugen. Das heißt, die folgende Einstellung kann Φ1 = 90° und Φ2 = 0° sein.
« Konfiguration des Randes der Matrix »
5 ist eine Draufsicht, die einen wesentlichen Randabschnitt um die Matrix (AR) der Anzeigetafel PNL, die die oberen und unteren Glassubstrate SUB1, SUB2 enthält, zeigt. 6 zeigt auf der linken Seite einen Querschnitt eines Bereiches des externen Verbindungsanschlusses GTM, an den die Abtastschaltung angeschlossen wird, und auf der rechten Seite einen Querschnitt eines Dichtungsabschnitts ohne externe Verbindungsanschlüsse.
Wenn bei der Herstellung dieser Tafel die Tafelgröße klein ist, werden mehrere Vorrichtungen gleichzeitig aus einem einzelnen Glassubstrat gefertigt und anschließend in individuelle Tafeln aufgeteilt, um einen verbesserten Durchsatz zu erreichen. Wenn die Tafelgröße groß ist, wird gewöhnlich ein Standardgrößen-Glassubstrat verwendet, um eine beliebige Art von Vorrichtung zu fertigen, um die Fertigungseinrichtung gemeinsam zu nutzen, woraufhin jede Art von Vorrichtung auf eine geeignete Größe geschnitten wird. In jedem Fall wird das Glassubstrat geschnitten, nachdem es einer vorgegebenen Sequenz von Prozessen unterworfen worden ist. Die 5 und 6 zeigen den letzteren Fall. Diese beiden Figuren zeigen den Zustand der oberen und unteren Substrate SUB1, SUB2 nach dem Schneiden, wobei LN die Kante der Substrate vor dem Schneiden bezeichnet. In jedem Fall, in dem externe Verbindungsanschlußgruppen Tg, Td und Anschlüsse COT (Index weggelassen) (obere und linke Seiten in der Figur) vorhanden sind, wird die Größe des oberen Substrats SUB2 in einem fertigen Zustand auf das Innere des unteren Substrats SUB1 begrenzt, um diese Anschlüsse freizulegen. Die Anschlußgruppen Tg, Td, die die Abtastschaltungsverbindungsanschlüsse GTM, die Signalelektrodenschaltungs-Verbindungsanschlüsse DTM und deren herausgeführten Verdrahtungsabschnitt enthalten, sind in Gruppen von Anschlüssen bezeichnet, die für jedes Bandträgergehäuse TCP (13, 14) gruppiert sind, das mit einem integrierten Schaltungschip CHI montiert wird. Die herausgeführte Verdrahtung vom Matrixabschnitt jeder Anschlußgruppe zum externen Verbindungsanschlußabschnitt ist geneigt, wenn sie die Enden erreicht. Dies dient zum Anpassen der Anschlüsse DTM, GTM der Anzeigetafel PNL an die Anordnungsteilung der Gehäuse TCP und der Verbindungsanschlußteilung in jedem Gehäuse TCP. Der Gegenelektrodenanschluß COT ist ein Anschluß zum Anlegen der Gegenspannung von der externen Spannung an die Gegenelektrode CT. Die Gegenspannungsleitungen CL des Matrixabschnitts sind zur gegenüberliegenden Seite der Abtastschaltungsanschlüsse GTM (zur rechten Seite in der Figur) herausgeführt und mit einer Massebusleitung CB gruppiert und mit dem Gegenelektrodenanschluß COT verbunden.
Zwischen den transparenten Glassubstraten SUB1, SUB2 ist ein Dichtungsmuster SL längs deren Kanten ausgebildet, mit Ausnahme einer Flüssigkristalleinspritzöffnung INJ, so daß der Flüssigkristall LC gekapselt werden kann. Das Dichtungsmaterial kann aus Epoxidharz gefertigt sein.
Die Orientierungsfilme ORI1, ORI2 werden innerhalb des Dichtungsmusters SL ausgebildet. Die Polarisatoren POL1, POL2 werden auf den äußeren Oberflächen des unteren transparenten Glassubstrats SUB1 bzw. des oberen transparenten Glassubstrats SUB2 ausgebildet. Der Flüssigkristall LC wird in einem Raum gekapselt, der vom unteren Orientierungsfilm ORI1 unc. vom oberen Orientierungsfilm ORI2 umschlossen ist, die beide die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle einstellen, und vom Dichtungsmuster SL. Der untere Orientierungsfilm ORI1 wird über der Passivierungsschicht PSV1 auf der Seite des unteren transparenten Glassubstrats SUB1 ausgebildet.
Diese Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird zusammengefügt durch separates Stapeln einer Vielfalt von Schichten auf dem unteren transparenten Glassubstrat SUB1 und auf dem oberen transparenten Glassubstrat SUB2; Ausbilden des Dichtungsmusters SL auf der Seite des oberen transparenten Glassubstrats SUB2; Stapeln des unteren transparenten Glassubstrats SUB1 und des oberen transparenten Glassubstrats SUB2; Injizieren des Flüssigkristalls LC über die Einspritzöffnung INJ des Dichtungsmaterials SL; Abdichten der Einspritzöffnung INJ mit Epoxidharz oder dergleichen; und Schneiden der oberen und unteren Substrate.
« Gate-Anschlußabschnitt »
7 zeigt die Verbindungsstruktur der Abtastsignalleitung GL der Anzeigematrix zu ihrem externen Verbindungsanschluß GTM. 7(A) ist eine Draufsicht, während 7(B) eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B von (a) ist. Die Figur entspricht dem unteren Abschnitt der Verbindungsstruktur, wobei die geneigte Verdrahtung der Bequemlichkeit halber durch gerade Linien gezeigt ist.
AO bezeichnet eine Randlinie einer Photoresist-Direktzeichnung, d. h. ein Photoresistmuster für die selektive anodische Oxidation. Dieser Photoresist wird nach der anodischen Oxidation entfernt, so daß das in 7 gezeigte Muster AO im fertigen Produkt nicht zurückbleibt. Da jedoch der Oxidfilm AOF selektiv über der Gate-Leitung GL ausgebildet wird, wie im Querschnitt gezeigt ist, bleibt dessen Spur zurück. In der Draufsicht ist die linke Seite der Photoresist-Randlinie AO ein Bereich, der mit einem Resist bedeckt wird und keiner anodischen Oxidation unterworfen wird, während die rechte Seite für eine anodische Oxidation vom Resist freigelegt wird. Auf der anodisch oxidierten Aluminiumschicht g1 wird ein Oxid, der Al₂O₃-Film AOF, ausgebildet, der das Volumen des darunterliegenden leitenden Abschnitts reduziert. Die anodische Oxidation wird selbstverständlich unter geeignet gesteuerten Bedingungen, einschließlich der Zeit und der Spannung, durchgeführt, so daß der darunterliegende leitende Abschnitt verbleiben kann.
In der Figur ist die Aluminiumschicht g1 zur leichteren Erkennung durch einen straffierten Abschnitt gezeigt, wo der Bereich, der keiner anodischen Oxidation unterworfen wird, aus dem folgenden Grund in Form von Kammzähnen gemustert wird. Wenn die Breite der Alumi niumschicht breit ist, werden auf der Oberfläche Barthaare ausgebildet. Somit wird die Aluminiumschicht in mehrere parallele schmale Leitungen unterteilt, um die Ausbildung von Barthaaren zu verhindern, während gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit einer Leitungsunterbrechung und der Reduktion der Leitungsfähigkeit minimiert wird.
Der Gate-Anschluß GTM umfaßt die Aluminiumschicht g1 und eine transparente leitende Schicht g2, die die Oberfläche von g1 schützt und die Zuverlässigkeit der Verbindung mit den Bandträgergehäusen verbessert. Die transparente leitende Schicht g2 ist ein transparenter leitender Indium-Zinn-Oxid-Film (ITO: NESA-Film), der durch Sputtern bis zu einer Dicke von 100–2.000 Å (in dieser Ausführungsform etwa 1.400 Å) ausgebildet wird. Die leitenden Schichten d1, d2 werden über der Aluminiumschicht g1 und deren Seite ausgebildet. Die leitende Schicht d1 ist eine Cr-Schicht, die eine gute Verbindbarkeit sowohl mit der Aluminiumschicht als auch der transparenten leitenden Schicht g2 aufweist, um den Verbindungswiderstand zu reduzieren und somit eine defekte Verbindung zwischen der Aluminiumschicht und der transparenten leitenden Schicht g2 zu kompensieren. Die leitende Schicht d2 bleibt zurück, da sie mit der gleichen Maske ausgebildet wird, die für die leitende Schicht d1 verwendet wird.
In der Draufsicht wird die Gate-Isolierschicht GI auf der rechten Seite ihrer Randlinie ausgebildet, wobei die Passivierungsschicht PSV1 ebenfalls auf der rechten Seite ihrer Randlinie ausgebildet wird. Somit wird der Anschlußabschnitt GTM, der am linken Ende angeordnet ist, für einen elektrischen Kontakt mit externen Schaltungen freigelegt. Obwohl die Figur nur ein Paar einer Gate-Leitung GL und eines Gate-Anschlusses zeigt, weist die wirkliche Vorrichtung meh rere solche Paare auf, die parallel in einer vertikalen Richtung angeordnet sind, um Anschlußgruppen Tg (5) zu bilden. Das linke Ende des Gate-Anschlusses erstreckt sich über die Schnittfläche des Substrats hinaus und wird während des Fertigungsprozesses durch eine Verdrahtung SHg (nicht gezeigt) kurzgeschlossen. Eine solche Kurzschlußleitung SHg wird verwendet, um während der anodischen Oxidation Strom zuzuführen und um einen elektrostatischen Durchbruch während des Reibens des Orientierungsfilms 0RI1 im Fertigungsprozeß zu verhindern.
« Drain-Anschluß DTM »
8 zeigt die Verbindungsstruktur von der Videosignalleitung DL zu ihrem externen Verbindungsanschluß DTM. 8(A) ist eine Draufsicht, während 8(B) ein Querschnitt längs der Linie B-B der 8(A) ist. 8 entspricht dem oberen rechten Bereich der 5, obwohl die Richtung der Figur der Bequemlichkeit halber geändert ist. Der rechte Endbereich der 8 entspricht dem oberen Endabschnitt des Substrats SUB1.
TSTd bezeichnet eine Testanschlußfläche, die breiter als ihr Leitungsabschnitt ausgebildet ist, so daß eine Prüfspitze oder dergleichen mit dieser in Kontakt gebracht werden kann, obwohl sie nicht mit externen Schaltungen verbunden wird. In ähnlicher Weise ist auch der Drain-Anschluß DTM breiter ausgebildet als sein Leitungsabschnitt für die Verbindung mit den externen Schaltungen. Die externen Verbindungs-Drain-Anschlüsse DTM sind in vertikaler Richtung angeordnet und bilden die Anschlußgruppen Td (Index weggelassen), wie in 5 gezeigt ist, und erstrecken sich über die Schnittlinie des Substrats SUB1 hinaus. Die Drain-Anschlüsse DTM werden alle durch die (nicht gezeigte) Verdrahtung SHd kurzgeschlossen, um während des Fertigungsprozesses einen elektrostatischen Durchbruch zu verhindern. Die Testanschlußfläche TSTd wird bei jeder zweiten Videosignalleitung DL ausgebildet, wie in 8 gezeigt ist.
Der Drain-Verbindungsanschluß DTM wird aus einer einzigen transparenten leitenden Schicht g2 gebildet und wird mit den Videosignalleitungen DL an Abschnitten verbunden, an denen der Gate-Isolierfilm GI entfernt ist. die Halbleiterschicht AS, die über dem Ende des Gate-Isolierfilms GI ausgebildet ist, dient zum Ätzen der Kante des Gate-Isolierfilms GI in einer abgeschrägten Form. Die Passivierungsschicht PSV1 wird selbstverständlich für die Verbindung mit externen Schaltungen vom Anschluß DTM entfernt.
Der vom Matrixabschnitt zum Drain-Anschlußabschnitt DTM herausgeführte Draht weist Schichten d1, d2 auf, die sich in der gleichen Ebene wie die Videosignalleitungen DL befinden, und erstreckt sich zu einem Zwischenabschnitt der Passivierungsschicht PSV1 und ist mit der transparenten leitenden Schicht g2 innerhalb der Passivierungsschicht PSV1 verbunden. Diese Anordnung soll die Aluminiumschicht d2, die für eine galvanische Korrosion anfällig ist, mit der Passivierungsschicht PSV1 und dem Dichtungsmuster SL schützen.
« Gegenelektrodenanschluß CTM »
9 zeigt die Verbindungsstruktur von der Gegenspannungsleitung CL zu ihrem externen Verbindungsanschluß CTM. 9(A) ist eine Draufsicht, während 9(B) ein Querschnitt längs der Linie B-B von (A) ist. Die Figur entspricht dem oberen linken Bereich der 5.
Die Gegenspannungsleitungen CL werden mit der Massebusleitung CB gruppiert und zum Gegenelektrodenanschluß CTM herausgeführt. Die Massebusleitung CB umfaßt eine leitende Schicht g1, während die anderen leitenden Schichten d1, d2 auf der ersten Schicht g1 gestapelt sind. Die Anordnung dient dazu, den Widerstand der Massebusleitung CB zu reduzieren und somit eine ausreichende Gegenspannung von der externen Schaltung zu jeder Gegenspannungsleitung CL zuzuführen. Diese Struktur ist gekennzeichnet durch die Fähigkeit, den Widerstand der Massebusleitung zu reduzieren, ohne der leitenden Schicht irgendwelche zusätzlichen Belastungen aufzuerlegen. Die leitende Schicht g1 der Massebusleitung CB wird keiner anodischen Umsetzung unterworfen, so daß sie mit den leitenden Schichten d1, d2 elektrisch verbunden ist. Ferner wird sie vom Gate-Isolierfilm GI freigelegt.
Der Gegenelektrodenanschluß CTM weist die über der leitenden Schicht g1 gestapelte transparente leitende Schicht g2 auf. Die leitende Schicht g1 ist mit der transparenten leitenden Schicht g2 abgedeckt, welche eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, um die Oberfläche der leitenden Schicht g1 gegen galvanische Korrosion zu schützen.
« Äquivalentschaltung der gesamten Anzeigevorrichtung »
Eine Äquivalenzschaltug des Anzeigematrixabschnitts und ihrer Peripherieschaltung ist in 10 gezeigt. Obwohl die Figur ein Schaltungsdiagramm ist, ist sie in Übereinstimmung mit der wirklichen geometrischen Anordnung gezeichnet. AR repräsentiert eine Matrixanordnung, in der mehrere Pixel in einer zweidimensionalen Anordnung angeordnet sind.
In der Figur repräsentiert X die Videosignalleitungen DL, wobei die Indizes G, B und R jeweils grüne, blaue und rote Pixel repräsentieren. Y bezeichnet die Abtastsignalleitungen GL, wobei die Indizes 1, 2, 3, ..., end die Reihenfolge des Abtastzeitablaufs anzeigen.
Die Abtastsignalleitungen Y (die Indizes sind weggelassen) sind mit einer Abtastschaltung V verbunden, während die Videosignalleitungen X (die Indizes sind weggelassen) mit einer Videosignalansteuerschaltung H verbunden sind.
Eine Schaltung SUP enthält eine Stromversorgungsschaltung, um herabgesetzte Stromversorgungsspannungen von einer Stromquelle zu erzeugen, und eine Schaltung zum Umsetzen von Informationen für eine CRT von einem Host-Computer (Computer höherer Ordnung) in Informationen für eine TFT-Flüssigkristallanzeige.
« Ansteuerverfahren »
11 zeigt Ansteuersignalformen für die Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieser Endung. Die Gegenspannung wird in alternierende Rechteckwellen mit binären Werten Vch und Vcl transformiert, wobei synchron mit den alternierenden Wellen eine Nichtauswahl-Spannung für die Abtastsignale Vg(i-1), Vg(i) zwischen zwei Werten Vh1h und Vg1l in jeder Abtastperiode wechselt. Die Amplitude der Gegenspannung und die Amplitude der Nichtauswahl-Spannung sind gleich gesetzt. Die Videosignalspannung wird erhalten durch Subtrahieren der Hälfte der Gegenspannung von der an die Flüssigkristallschicht anzulegenden Spannung.
Die Gegenspannung kann eine Gleichspannung sein, jedoch wird es durch Transformieren derselben in die Wechselspannung möglich, die maximale Amplitude der Videosignalspannung zu reduzieren, was die Verwendung einer Videosignalansteuerschaltung (Signalseitentreiber) mit einer geringeren dielektrischen Festigkeit erlaubt.
« Funktion des Speicherkondensators Cstg »
Der Speicherkondensator Cstg ist vorgesehen, um die in ein Pixel geschriebenen Videoinformationen für eine lange Periode (nachdem der Dünnfilmtransistor TFT abgeschaltet worden ist) zu halten. Im System dieser Erfindung, in der ein elektrisches Feld in einer Richtung parallel zur Substratoberfläche angelegt wird, im Gegensatz zu dem System, bei dem das elektrische Feld senkrecht zur Substratoberfläche angelegt wird, kann der Speicherkondensator Cstg die Videoinformationen im Pixel nicht halten, da nahezu keine Kapazität (allgemein als Flüssigkapazität bezeichnet) vorhanden ist, die von der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugt wird. In dem System, in dem das elektrische Feld parallel zur Substratoberfläche angelegt wird, ist daher der Speicherkondensator Cstg ein notwendiges Bauelement.
Der Speicherkondensator Cstg dient dann, wenn der Dünnfilmtransistor TFT geschaltet wird, auch zum Reduzieren der Wirkung der Gate-Potentialänderung ∆Vg auf das Pixelelektrodenpotential Vs. Dies wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt ∆Vs = {Cgs/ (Cgs + Cstg + Cpix)} × ∆Vg
Hierbei ist Cgs eine parasitäre Kapazität, die zwischen der Gate- Elektrode GT und der Source-Elektrode SD1 des Dünnfilmtransistors TFT erzeugt wird, während Cpix eine Kapazität ist, die zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT erzeugt wird, und ∆Vs eine Spannung ist, die allgemein als Durchführungsspannung bezeichnet wird, eine Änderung im Pixelelektrodenpotential, die durch ∆Vg hervorgerufen wird. Diese Änderung ∆Vs ist eine Ursache für eine Gleichstromkomponente, die an den Flüssigkristall LC angelegt wird, und kann durch Erhöhen des Speicherkondensators Cstg reduziert werden. Reduzierte Gleichstromkomponenten, die am Flüssigkristall LC anliegen, verbessern die Lebensdauer des Flüssigkristalls LC und lindern die sogenannte Bildbeharrlichkeit, eine Erscheinung, bei der ein vorheriges Bild erhalten bleibt, wenn der Flüssigkristallbildschirm auf ein weiteres Bild umgeschaltet wird.
Da wie oben beschrieben die Gate-Elektrode GT so groß ausgebildet ist, daß sie die gesamte I-Typ-Halbleiterschicht AS abdeckt, nimmt dementsprechend der Überlappungsbereich mit der Source-Elektrode SD1 und der Drain-Elektrode SD2 zu, was wiederum die parasitäre Kapazität Cgs erhöht, was das Pixelelektrodenpotential Vs anfälliger für die Einflüsse des Gate-(Abtast)-Signals Vg macht. Das Vorsehen des Speicherkondensators Cstg kann diesen Mangel jedoch beheben.
Das Verfahren der Ansteuerung ist nicht auf das obige beschränkt, wobei andere Aktivmatrix-Ansteuerverfahren verwendet werden können. Diese Verfahren fallen alle in den Umfang dieser Erfindung.
« Anzeigetafel PNL und Ansteuerschaltungssubstrat PCB1 »
12 ist eine Draufsicht, die die Anzeigetafel PNL der 5 zeigt, die mit der Videosignal-Ansteuerungsschaltung H und der Abtast schaltung V verbunden ist.
CHI repräsentiert Ansteuerungs-IC-Chips zum Ansteuern der Anzeigetafel PNL (die fünf, die unten gezeigt sind, sind Ansteuer-IC-Chips auf der Abtastschaltungsseite, die zehn, die links gezeigt sind, sind Ansteuerungs-Chips auf der Videosignalansteuerschaltungs-Seite). TCP bezeichnet Bandträgergehäuse, die mit den Ansteuerungs-IC-Chips CHI mittels Band-Automatik-Bonding (TAB) montiert werden, wie später mit Bezug auf die 13 und 14 beschrieben wird. Eine gedruckte Leiterplatte PCB1 wird mit den TCPs und Kondensatoren bestückt und wird in zwei Teile unterteilt, einen für die Videosignalansteuerungsschaltung und den anderen für die Abtastsignalansteuerungsschaltung. FGP bezeichnet eine Rahmenmasseanschlußfläche, mit der federartige Stücke verlötet sind, die durch Schneiden eines Abschirmungsgehäuses SHB gebildet werden. Ein flaches Kabel FC verbindet die gedruckte Leiterplatte PCB1 der unteren Seite und die linke gedruckte Leiterplatte PCB1. Das flache Kabel FC kann, wie gezeigt ist, ausgebildet werden durch sandwich-artiges Anordnen mehrerer Leiterdrähte (aus Phosphor-Bronze, die mit Sn plattiert ist) zwischen einer gestreiften Polyethylenschicht und einer Polyphenylalkoholschicht.
« Verbindungsstruktur vom TCP »
13 zeigt eine Querschnittsstruktur des Bandträgergehäuses TCP, bei der die IC-Chips CHI, die die Abtastsignalansteuerschaltung V und die Videosignalansteuerungsschaltung H umfassen, auf den flexiblen gedruckten Leiterplatten montiert werden. 14 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der mit dem Abtastsignalanschluß GTM verbundenen Flüssigkristallanzeigetafel zeigt.
In der Figur bezeichnet TTB einen Eingangs-Anschluß/Verdrahtungs-Abschnitt der IC-Schaltung CHI. TTM repräsentiert einen Ausgangs-Anschluß/Verdrahtungs-Abschnitt der IC-Schaltung CHI. Diese sind z. B. aus Cu gefertigt, wobei deren innere Enden (im allgemeinen als innere Leiter bezeichnet) mit Bond-A nschlußflächen PAD der IC-Schaltung CHI mittels Abwärts-Bonding verbunden sind. Die äußeren Enden (im allgemeinen als äußere Leiter bezeichnet) der Anschlüsse TTB, TTM entsprechen jeweils dem Eingang und dem Ausgang des Halbleiter-IC-Schaltungschips CHI und sind mit der CRT/TFT-Umsetzungsschaltung/ Stromversorgungsschaltung SUP mittels Löten und mit der Flüssigkristallanzeigetafel PNL über den anisotropen leitenden Film ACF verbunden. Das Gehäuse TCP ist mit der Tafel so verbunden, daß das Gehäuseende die Kante der Passivierungsschicht PSV1 abdeckt, die den Verbindungsanschluß GTM auf der Seite der Tafel PNL freilegt. Somit ist der äußere Verbindungsanschluß GTM (DTM) mit wenigstens der Passivierungsschicht PSV1 und/oder dem Gehäuse TCP abgedeckt, so daß dessen Widerstandsfähigkeit gegen galvanische Korrosion verbessert ist.
BF1 bezeichnet einen Basisfilm, der z. B. aus Polyimid gefertigt wird. SRS ist ein Lotresistfilm, der als Maske verwendet wird, um das Lot daran zu hindern, in unerwünschte Bereiche während des Lötprozesses zu fließen. Der Spalt zwischen den oberen und unteren Glassubstraten auf der Außenseite des Dichtungsmusters SL wird nach einer Reinigung mit Epoxidharz EPX oder dergleichen geschützt. Ferner wird Silikonharz SIL zwischen dem Gehäuse TCP und dem oberen Substrat SUB für einen doppelten Schutz plaziert.
« Gedruckte Leiterplatte PCB2 »
Die gedruckte Leiterplatte PCB2 wird mit elektronischen Bauteilen wie z. B. ICs, Kondensatoren und Widerständen bestückt. Die gedruckte Leiterplatte PCB2 wird mit einer Schaltung SUP bestückt, die eine Stromversorgungsschaltung zum Erzeugen von herabgesetzten Versorgungsspannungen aus einer einzigen Stromquelle und eine Schaltung zum Umsetzen von CRT-Informationen von einem Host-Computer (Computer höherer Ordnung) in TFT-Flüssigkristallanzeigevorrichtungs-Informationen enthält. CJ repräsentiert einen Verbinderabschnitt für einen (nicht gezeigten) Verbinder, der mit einer externen Schaltung verbunden wird.
Die gedruckte Leiterplatte PCB1 und die gedruckte Leiterplatte PCB2 sind über ein flaches Kabel FC elektrisch verbunden.
« Gesamtkonfiguration des Flüssigkristallanzeigemoduls »
15 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Bauteile eines Flüssigkristallanzeigemoduls MDL.
SHD repräsentiert ein rahmenartiges Abschirmungsgehäuse (Metallrahmen), das aus einer Metallplatte gefertigt wird; LCW bezeichnet ein Fenster für die Flüssigkristallanzeige; PNL eine Flüssigkristallanzeigetafel; SPB einen Diffusor; LCB einen Lichtleiter; RM einen Reflektor; BL eine Hintergrundlicht-Leuchtstoffröhre; und LCA ein Hintergrundlichtgehäuse. Diese werden in einer vertikalen Beziehung, die in der Figur gezeigt ist, gestapelt, um ein Modul MDL zu bilden.
Das Modul MDL wird mit Klauen und Haken, die ab Abschirmungsgehäuse SHD vorgesehen sind, befestigt.
Das Hintergrundlichtgehäuse LCA ist so geformt, daß es die Hintergrundlicht-Leuchtstoffröhre BL, den Diffusor SPB, den Lichtleiter LCB und den Reflektor RM aufnimmt. Das Licht von der Hintergrundlicht-Leuchtstoffröhre BL, die an der Seite des Lichtleiters LCB angeordnet ist, wird vom Lichtleiter LCB, dem Reflektor RM und dem Diffusor SPB verteilt, um eine gleichmäßige Beleuchtung an der Anzeigeoberfläche zu erreichen, und wird auf die Flüssigkristallanzeigetafel PNL gerichtet.
Die Hintergrundlicht-Leuchtstoffröhre BL ist mit einer Inverter-Schaltungsplatine PCB3 verbunden, die eine Stromquelle des Hintergrundlichts ist.
« Eigenschaft der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Ausführungsform 1 »
Die 17 und 18 zeigen das Prinzip der Ansteuerung des Flüssigkristalls der Ausführungsform 1.
Das Funktionsprinzip wird für einen Fall erläutert, in welchem die dielektrische Anisotropie ∆ε des Flüssigkristalls positiv ist.
Wenn keine Spannung anliegt, befinden sich die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht im Anfangszustand, in welchem sie um 90° im Uhrzeigersinn vom oberen Substrat SUB2 zum unteren Substrat SUB1 verdreht sind, wie in 17(a) gezeigt ist. Wenn Spannung angelegt wird, verringert sich der Teil der verdrehten Flüssigkristallmoleküle in Richtung der Dicke der Flüssigkristallschicht, wie in 17(b) gezeigt ist, wobei nur Moleküle in dem Bereich nahe der Grenzflächen zu den oberen und unteren Substraten verdreht bleiben und ein Großteil der Flüssigkristallmoleküle in Spannungsbeaufschlagungsrichtung homogen orientiert sind.
Wenn in der Konfiguration der Flüssigkristallschicht und der Anordnung der Polarisationsachse des Polarisators der 16 keine Spannung anliegt, kann ein hochdurchlässiger Zustand (weiße Anzeige) durch den Doppelbrechungseffekt des Flüssigkristalls erhalten werden. Da ferner während der Spannungsbeaufschlagung die homogen orientierten Flüssigkristallmoleküle auf die Polarisationsachse eines Polarisators ausgerichtet werden, tritt die Doppelbrechung an diesem Abschnitt nicht auf, was eine virtuelle Verzögerung der Flüssigkristallschicht gegen 0 gehen läßt und keine Doppelbrechungswirkung erzeugt.
Wenn jedoch Spannung angelegt wird, bleiben die Flüssigkristallschichten nahe der Grenzflächen verdreht, so daß die Verzögerung nicht gleich 0 wird. In dieser Ausführungsform kann die Dicke der Flüssigkristallschicht der verdrehten Moleküle stufenlos reduziert werden, wodurch angenommen werden kann, daß nahezu alle Moleküle homogen orientiert sein können. Da die Polarisatoren gemäß der Kreuz-Nicols-Anordnung angeordnet sind (senkrecht zueinander), kann kein Licht hindurchdringen, was eine schwarze Anzeige erzeugt, wie wenn keine Doppelbrechung vorhanden ist.
Auf der Grundlage dieses Funktionsprinzips werden die folgenden Anzeigeeigenschaften erhalten.
Mit der Konfiguration der Ausführungsform 1 wird die normalerweise offene elektrooptische Eigenschaft erhalten, die eine weiße Anzeige ermöglicht, wenn keine Spannung anliegt. Die Durchlässigkeit zum Zeitpunkt der weißen Anzeige betrug 4,5%. Ferner wurde das Kontrastverhältnis von drei zum Zeitpunkt der schwarzen Anzeige durch Anlegen einer Ansteuerspannung von 12 V erhalten.
19 zeigt eine Beaufschlagungsspannung-Durchlässigkeit-Charakteristik der Ausführungsform 1.
In der Ausführungsform 1 verursacht die Erhöhung der Ansteuerspannung eine Verringerung der Durchlässigkeit, wodurch das Kontrastverhältnis verbessert wird. Aufgrund der Beschränkung der Spannungsfestigkeit der Ansteuerungsschaltung beträgt jedoch in dieser Ausführungsform die maximale Ansteuerungsspannung 12 V. Es ist zu beachten, daß die vorliegende Erfindung auch Fälle umfaßt, in denen höhere oder niedrigere maximale Ansteuerungsspannungen für die Ansteuerung verwendet werden.
Die Antwortgeschwindigkeit der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Ausführungsform 1 betrug 22 ms, von denen 8 ms eine Anstiegszeit und 14 ms eine Abstiegszeit waren.
Die 20 bis 22 zeigen die Anstiegszeit Tr, die Abstiegszeit und die Antwortgeschwindigkeit.
Die Antwortgeschwindigkeit der Ausführungsform 1 ist kürzer als 30 ms, was die Anzeige eines dynamischen Bildes ermöglicht, wobei dies bedeutet, daß ein dynamisches Bild unter guten Bedingungen ohne irgendein Nachziehen angezeigt werden kann. Die 20 bis 22 zeigen zum Vergleich die Antwortgeschwindigkeit des ersten Falls (herkömmliche Konfiguration 1) und des zweiten Falls (herkömmliche Konfiguration 2), die oben beschrieben worden sind.
Die Antwortgeschwindigkeit dieser Erfindung beträgt etwa 1/2 bis 1/4 derjenigen der herkömmlichen Konfigurationen, was eine deutliche Verbesserung darstellt. Die herkömmliche Konfiguration 2 wies eine Flüssigkristallschichtdicke von 4,0 μm auf, als ihre Antwortgeschwindigkeit gemessen wurde. Obwohl die herkömmliche Konfiguration 2 eine normalerweise geschlossene (normalerweise schwarze) Charakteristik aufweist, die bei Beaufschlagung mit einer Spannung eine weiße Anzeige ermöglicht, betrug die Flüssigkristallschichtdicke 4,0 μm, um die Durchlässigkeit des gleichen Flüssigkristallmaterials für eine weiße Anzeige gleich derjenigen der herkömmlichen Konfiguration 1 und der Ausführungsform 2 zu machen. Die herkömmliche Konfiguration 1 und die Ausführungsform 1 wurden in der Flüssigkristallschichtdicke auf 5,0 μm eingestellt.
Es ist insbesondere zu beachten, daß mit den herkömmlichen Konfigurationen 1 und 2 die Antwortgeschwindigkeit deutlich mit der am Flüssigkristall angelegten Spannung variiert, und daß dann, wenn die am Flüssigkristall anliegende Spannung reduziert wird, die Antwortgeschwindigkeit deutlich abnimmt. Mit der Konfiguration dieser Erfindung wird andererseits deutlich, daß die Antwortgeschwindigkeit nahezu keine Abhängigkeit von der am Flüssigkristall anliegenden Spannung aufweist und nahezu konstant bleibt.
Anhand dieser Eigenschaft wird festgestellt, daß diese Erfindung kein nachziehendes Bild erzeugt, ein Nachteil, der insbesondere dann auftritt, wenn ein dynamisches Bild in einem Halbtonmodus ange zeigt wird.
Die Betrachtungswinkelcharakteristik dieser Erfindung betrug mehr als 140° in vertikalen und horizontalen Richtungen, was im Vergleich zu denjenigen der herkömmlichen Konfigurationen 1 und 2 hervorragend ist. Ferner wurden die Farbtonschwankung und die Gradationsinversion, die festgestellt wird, wenn aus einem bestimmten Winkel betrachtet wird, was Probleme der herkömmlichen Konfiguration 2 sind, gelindert.
Die Farbtonvariation ist eine Erscheinung, die, unter der Annahme, daß die Richtung einer In-Ebene-Komponente des lateralen elektrischen Feldes gleich 0° ist, der Bereich längs der Richtung von etwa 45° und 225°, z. B. ihre Farbe von weiß nach gelb (oder blau) ändert, und im Bereich längs der Richtung von etwa –45° und 135° zu blau (oder gelb) ändert. Die Gradationsinversion ist eine Erscheinung, die dann, wenn sie in einem schrägen Winkel betrachtet wird, weiß zu gelb oder blau ändert. Diese Erscheinungen treten auf, da dann, wenn weiß angezeigt wird, eine Änderung der Verzögerung aufgrund der Neigung des Betrachtungswinkels bewirkt, daß die Flüssigkristallschicht nahe dem oberen Substrat und die Flüssigkristallschicht nahe dem unteren Substrat einander kompensieren.
Wie aus dem Vorangehenden deutlich wird, bietet diese Erfindung eine Antwortgeschwindigkeit von weniger als 30 ms, was die minimale Anforderung für die Anzeige eines dynamischen Bildes ist. Ein zusätzlicher Vorteil ist eine weitere Verbesserung des Betrachtungswinkels im Vergleich zur herkömmlichen Konfiguration. Da ein Material mit größerer Brechungsindex-Anisotropie ∆n als derjenigen der herkömmlichen Konfiguration 2 verwendet werden kann, wird ein erweiterter Bereich von Materialien verfügbar. Da ferner die Dicke der Flüssigkristallschicht größer gesetzt werden kann, wird ein Spalt zwischen den Substraten leichter gleichmäßig gemacht, was die gleichmäßige Verteilung der Helligkeit verbessert. Die dickere Flüssigkristallschicht trägt zu einer kürzeren Flüssigkristallinjektionszeit bei.
Die Querschnittsstruktur des Dünnfilmtransistors TFT und die Elektrodenanordnung, die in 1 gezeigt sind, sind nur ein Beispiel, wobei es möglich ist, eine weitere TFT-Struktur und Elektrodenanordnung (einschließlich einer solchen, bei der die Gegenelektroden auf dem Farbfiltersubstrat plaziert sind) in dieser Erfindung zu verwenden.
(Ausführungsform 2 bis Ausführungsform 5)
Die Ausführungsformen 2 bis 5 sind Beispiele von Konfigurationen mit normalerweise offenen Anzeigeeigenschaften und optischen Kompensationszellen. Sie sind der Konfiguration der Ausführungsform ähnlich, mit Ausnahme des Folgenden.
Eine Querschnittsstruktur der Ausführungsformen 2 bis 5 ist in 23 gezeigt.
Die Struktur enthält Ansteuerungs-Flüssigkristallzellen mit Ansteuerungselektroden CT, PX und Dünnfilmtransistoren TFT, und optische Kompensations-Flüssigkristallzellen ohne Elektroden.
Die Ausführungsform 2 weist eine solche Konfiguration auf, daß nur die optischen Kompensations-Flüssigkristallzellen der Ausführungs form 1 hinzugefügt sind.
Die Ausführungsform 3 weist eine Konfiguration ähnlich der Ausführungsform 2 auf, mit einer erhöhten Brechungsindex-Anisotropie ∆n des Flüssigkristallmaterials der Ansteuerungs-Flüssigkristallzellen.
Ausführungsform 4 weist eine Konfiguration ähnlich der Ausführungsform 2 auf, wobei die Polarisationsachse des Polarisators optimiert ist.
Ausführungsform 5 weist eine Konfiguration auf, in der der anfängliche Verdrehwinkel θ der Ansteuerungs-Flüssigkristallzellen optimiert ist.
« Ansteuerungs-Flüssigkristallzelle »
Der anfängliche Verdrehwinkel θ, die anfänglichen Orientierungswinkel β1, β2, die Dicke der Flüssigkristallschicht, die dielektrische Anisotropie ∆ε des Flüssigkristallmaterials und die Brechungsindex-Anisotropie ∆n aller Ausführungsformen 2 bis 5 sind in Tabelle 1 gezeigt.
« Optische Kompensations-Flüssigkristallzelle »
Die Optischen Kompensations- Flüssigkristallzellen umfassen, wie in 23 gezeigt ist, ein unteres Substrat SUB3, ein oberes Substrat SUB4, eine Flüssigkristall-Verbindung CLC, die zwischen diesen Substraten gehalten wird, einen Orientierungsfilm ORI1 auf der Seite des unteren Substrats SUB3 und einen Orientierungsfilm ORI4 auf der Seite des oberen Substrats SUB4.
« Optische Kompensations-Flüssigkristallschicht »
24 zeigt die Reibrichtung der Ansteuerungs-Flüssigkristallzellen, den anfänglichen Orientierungswinkel und die Polarisationsachse des Polarisators, sowie die Reibrichtung der optischen Kompensations-Flüssigkristallschicht (Orientierungsrichtung nahe des Orientierungsfilms) .
Der Orientierungsfilm 0RI3 wird in RDR3-Richtung gerieben, während der Orientierungsfilm 0RI4 in Richtung RDR4 gerieben wird. β3 ist der anfängliche Orientierungswinkel zwischen der Reibrichtung RDR3 und der Richtung EDR des angelegten elektrischen Feldes der Oristeuerungs-Flüssigkristallzelle, während β4 der anfängliche Orientierungswinkel zwischen der Reibrichtung RDR4 und der Richtung EDR des angelegten elektrischen Feldes der Ansteuerungs-Flüssigkristallzelle ist.
Es sei das Produkt aus ∆n der Flüssigkristallschicht der optischen Kompensations-Flüssigkristallzelle und der Dicke d der Flüssigkristallschicht als Verzögerung (∆n·d)' bezeichnet. Der Verdrehwinkel θ2 ist ein Verdrehwinkel der optischen Kompensations-Flüssigkristallschicht.
Die Verzögerung (∆n·d)' der optischen Kompensations-Flüssigkristallschicht, der Verdrehwinkel θ2, und die anfänglichen Orientierungswinkel β3, β4 sind in Tabelle 1 gezeigt.
Hierbei ist die Beziehung zwischen β1, β2, β3 und β4 gleich |β3 – β4|, und ist nahezu gleich |β1 – β2|, wobei β3 nahezu senkrecht β2 kreuzt.
Für die optischen Kompensations-Flüssigkristallzellen dieser Erfindung können Filme verwendet werden, die dazwischen den cholesterischen Flüssigkristall halten, der eine optische Eigenschaft identisch mit derjenigen der optischen Kompensationszellen der Ausführungsformen 2 bis 5 aufweist.
« Polarisator »
Die Anordnung der Polarisationsachse des Polarisators, der in den Ausführungsformen 2 bis 5 verwendet wird, ist in Tabelle 1 gezeigt.
Die Richtung der Polarisationsachse des Polarisators POL1 der Hintergrundlichteingangsseite wird mit PDR bezeichnet, während die Richtung der Polarisationsachse des Polarisators POL2 auf der Ausgangsseite mit ADR bezeichnet wird.
« Eigenschaften der Ausführungsformen 2 bis 5 »
Das Prinzip der Ansteuerung des Flüssigkristalls in den Ausführungsformen 2 bis 5 ist in 25 gezeigt.
Um ein höheres Kontrastverhältnis mit einer geringeren Spannung als in Ausführungsform 1 zu erreichen, sind die Flüssigkristallmoleküle in einem in 25(b) gezeigten Zustand orientiert, indem eine Spannung angelegt wird, um eine schwarze Anzeige zu ermöglichen. Das heißt, die Flüssigkristallzellen der Ausführungsformen 2 bis 5 weisen Flüssigkristallmoleküle auf, die nahe der Grenzfläche stark verdreht sind, wobei die Flüssigkristallmoleküle im mittleren Abschnitt schwach verdreht sind. Der Ausdruck "schwach verdreht" bezeichnet einen Zustand, bei dem das Verhältnis Verdrehwinkel/Schichtdicke klein ist, während der Ausdruck "stark verdreht" einen Zustand bezeichnet, bei dem das Verhältnis Verdrehwinkel/Schichtdicke groß ist. Durch Anordnen der optischen Kompensations-Flüssigkristallschicht und der Polarisatoren der Art, daß diese Orientierung kompensiert wird, ist es somit möglich, ein hohes Kontrastverhältnis mit einer niedrigen Spannung zu verwirklichen.
Die folgenden Eigenschaften der Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit dieser Konfiguration werden erhalten.
In den Ausführungsformen 2 bis 5 ist die Antwortgeschwindigkeitseigenschaft, die erhalten wird, äquivalent zu derjenigen der Ausführungsform 1.
Die Beziehung zwischen der Ansteuerungsspannung VIc und der Durchlässigkeit T ist in 26 gezeigt.
Es wird deutlich, daß das Kontrastverhältnis, die Ansteuerungsspannung und die maximale Durchlässigkeit grob in der Reihenfolge der Ausführungsformnummern progressiv verbessert werden. Insbesondere in der Ausführungsform 5 werden ein Kontrastverhältnis von 100 oder höher und eine maximale Durchlässigkeit (absolute Durchlässigkeit der Tafel während einer weißen Anzeige) von 4,1 für eine Ansteuerungsspannung von 7 V erhalten.
27 zeigt die Beziehung zwischen der Verzögerung der An steuerungszelle, dem Kontrastverhältnis und der maximalen Durchlässigkeit.
27 zeigt, daß die optimale Verzögerung gleich 750 nm oder höher sein muß, um eine ausreichende Durchlässigkeit zu erzeugen, vorzugsweise gleich 1.250 nm oder höher, was ein ausreichendes Kontrastverhältnis erzeugt.
28 zeigt die Beziehung zwischen den Kontrastverhältnissen der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Ausführungsformen 2 bis 5 und der Polarisatoranordnung Φ = |Φ1 – Φ2|.
Aus 28 wird deutlich, daß, um ein ausreichendes Kontrastverhältnis zu erzeugen, die optimale Beziehung Φ = |Φ1 – Φ2| der Polarisationsachse des Polarisators gleich 90° bis 120°, vorzugsweise 95° bis 115°, sein muß. 29 zeigt die Beziehung zwischen dem anfänglichen Verdrehwinkel der Ansteuerungs-Flüssigkristallzellen, dem Kontrastverhältnis und der maximalen Durchlässigkeit. Hierbei ist der Verdrehwinkel der optischen Kompensationszelle auf θ2 = 0 gesetzt.
Aus 29 wird deutlich, daß der anfängliche Verdrehwinkel vorzugsweise in einen Bereich zwischen 90° und 115° gesetzt wird, um ein ausreichendes Kontrastverhältnis und gleichzeitig die maximale Durchlässigkeit zu verwirklichen. Die Verzögerung (Δn·d)' der optischen Kompensations-Flüssigkristallschicht ist vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,4·(Δn·d) und 0,6·(Δn·d) gesetzt, wobei das Setzen der Verzögerung um (Δn·d)' = 0,52·(Δn·d) insbesondere die Optimierung sicherstellt.
(Ausführungsform 6 bis Ausführungsform 8)
Die Konfigurationen der Ausführungsformen 6 bis 8 von normalerweise geschlossenen Konfigurationen mit optischen Kompensationszellen ähnlich denjenigen der Ausführungsformen 2 bis 5, mit Ausnahme des Folgenden.
Die Querschnittsstrukturen der Ausführungsformen 6 bis 8 sind denjenigen der Ausführungsformen 2 bis 5 ähnlich und sind in 23 gezeigt.
Die Ausführungsformen 6 bis 8 weisen Ansteuerungs-Flüssigkristallzellen mit Ansteuerungselektroden CT, PX und Dünnfilmtransistoren TFT, sowie optische Kompensations-Flüssigkristallzellen ohne Elektroden auf.
Die Ausführungsform 6 paßt im Gegensatz zur Ausführungsform 2 die Verzögerung (Δn·d)' der optischen Kompensations-Flüssigkristallzelle an die der Verzögerung (Δn·d) der Ansteuerungszelle an.
Die Ausführungsform 7 weist eine Konfiguration auf, in der die Brechungsindex-Anisotropie Δn des Flüssigkristallmaterials der Ansteuerungs-Flüssigkristallzelle groß gesetzt ist und die Verzögerung (Δn·d)' der optischen Kompensations-Flüssigkristallzelle an die Verzögerung (Δn·d) der Ansteuerungszelle angepaßt ist.
Die Ausführungsform 8 weist eine Konfiguration auf, in der der anfängliche Verdrehwinkel θ der Ausführungsform 7 verändert ist.
« Ansteuerungs-Flüssigkristallzelle »
Der anfängliche Verdrehwinkel θ, die anfänglichen Orientierungswinkel β1, β2, die Dicke der Flüssigkristallschicht und ∆ε und Δn des Flüssigkristallmaterials, die alle in den Ausführungsformen 6 bis 8 verwendet werden, sind in Tabelle 2 gezeigt.
« Optische Kompensations-Flüssigkristallzelle »
Die Verzögerung (Δn·d)', der VerdrehwinkelΘ2 und die anfänglichen Orientierungswinkel β3, β4 der optischen Kompensations-Flüssigkristallschicht, die in den Ausführungsformen 6 bis 8 verwendet werden, sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Definitionen dieser Parameter sind die gleichen wie bei den Ausführungsformen 2 bis 5.
Die Beziehung zwischen β1, β2, β3 und β4 ist |β3 – β4| nahezu gleich |ββ 1 – β2|, wobei β3 nahezu rechtwinklig β2 kreuzt.
Die optischen Kompensations-Flüssigkristallzellen können Filme verwenden, die dazwischen einen cholesterischen Flüssigkristall halten, der eine optische Eigenschaft identisch mit derjenigen der optischen Kompensationszellen der vorangehenden Ausführungsformen aufweist.
« Polarisator »
Die Anordnung der Polarisationsachse des Polarisators, der in den Ausführungsformen 6 bis 8 verwendet wird, ist in Tabelle 2 gezeigt.
« Eigenschaften der Ausführungsformen 6 bis 8 »
Das Prinzip der Flüssigkristallansteuerung ist ähnlich demjenigen der Ausführungsformen 2 bis 5 und ist in 25 gezeigt. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen 2 bis 5 ist bei den Ausführungsformen 6 bis 8 auch die Verzögerung (Δn·d)' der optischen Kompensations-Flüssigkristallzelle an die Verzögerung (Δn·d) der Ansteuerungs-Flüssigkristallzelle angepaßt. Somit wird eine normalerweise geschlossene Charakteristik erhalten, bei der die Durchlässigkeit mit der am Flüssigkristall angelegten Spannung ansteigt.
30 zeigt die Beziehung zwischen der Ansteuerungsspannung VIc und der Durchlässigkeit T der Ausführungsformen 6 bis 8.
Die Ausführungsformen 6 bis 8 ermöglichen eine schwarze Anzeige (Zustand mit geringer Durchlässigkeit), wenn keine Spannung anliegt. Wenn keine Spannung anliegt, sind die Flüssigkristallmoleküle in einem ideal verdrehten Zustand orientiert, was die optische Kompensation durch die optische Kompensationszelle einfach macht. Somit kann ein idealer Schwarzpegel, d. h. eine Durchlässigkeit nahezu gleich 0, erreicht werden. Es ist somit möglich, den Spielraum für Variationen des Herstellungsprozesses, insbesondere für Variationen des Spalts zwischen den Substraten, zu erweitern, was eine stabile Herstellung von Produkten mit hohem Kontrast erlaubt.
Die Ausführungsform 7 ermöglicht ein Kontrastverhältnis von 100 oder höher und eine maximale Durchlässigkeit (absolute Durchlässigkeit der Tafel während der weißen Anzeige) von 4,5% bei einer Ansteuerungsspannung von 7 V. Die Antwortgeschwindigkeitseigenschaften der Ausführungsformen 6 und 7 sind vergleichbar mit den jenigen der Ausführungsform 1.
Bezüglich der Beziehung zwischen der Verzögerung, dem Kontrastverhältnis und der maximalen Durchlässigkeit der Ansteuerungszellen zeigt ein Vergleich zwischen der Ausführungsform 6 und der Ausführungsform 7, daß die maximale Durchlässigkeit in der Ausführungsform 7 gegenüber der Ausführungsform 6 verbessert ist.
Somit ist es wünschenswert, daß die optimale Verzögerung höher als 750 nm gesetzt wird, wie in den Ausführungsformen 2 bis 5.
Die Polarisatoranordnung φ =|φ1 – φ2| ist vorzugsweise nahe 90° gesetzt.
Ferner ist es, wie in Ausführungsform 8, durch Erhöhen des anfänglichen Verdrehwinkels auf mehr als 90° möglich, eine am Flüssigkristall angelegte Spannung, bei der die Durchlässigkeit anzusteigen beginnt, d. h. eine Schwellenspannung, zu ändern. Somit kann die Spannungsamplitude, die zur Anzeige beiträgt und von der Schwellenspannung bis zu einer Spannung für die maximale Durchlässigkeit reicht, reduziert werden. Dies reduziert wiederum den Signalausgangsbereich der Videosignalansteuerungsschaltung. Mit anderen Worten, die Videosignalansteuerungsschaltung, insbesondere der Signaltreiber, können in der Schaltungsgröße reduziert werden. In der Ausführungsform 8 ist die Antwortgeschwindigkeit etwas langsamer, d. h. die Anstiegszeit ist gleich 12 ms, die Abstiegszeit ist gleich 20 ms und die Antwortzeit ist gleich 32 ms. Der anfängliche Verdrehwinkel trägt daher zu einer Änderung der Ansteuerungsspannung bei, die die maximale Durchlässigkeit hervorruft, wobei er vorzugsweise in einem Bereich von 70° bis 160° gesetzt wird.
(Ausführungsform 9 bis Ausführungsform 13)
Die Ausführungsformen 9 bis 13 weisen eine normalerweise offene Konfiguration mit einem uniaxialen Phasenfilm auf, und sind der Konfiguration der Ausführungsform 1 mit folgenden Ausnahmen ähnlich.
Eine Querschnittsstruktur der Ausführungsformen 9 bis 13 ist in 31 gezeigt. In diesen Ausführungsformen sind uniaxiale Phasenfilme FILM1 und FILM2 an den Außenseiten der Substrate SUB1, SUB2 angeordnet, so daß sie diese dazwischen halten.
Die Ausführungsform 9 weist eine solche Konfiguration auf, daß die uniaxialen Phasenfilme FILM1 und FILM2 der Ausführungsform 2 hinzugefügt sind.
Die Ausführungsform 10 weist eine solche Konfiguration auf, daß die Nacheilungsachse des Phasenfilms der Ausführungsform 9 verändert ist.
Die Ausführungsform 11 weist eine solche Konfiguration auf, daß die Verzögerung der Phasenfilme der Ausführungsform 10 zwischen den oberen und unteren Filmen verschieden ist.
Die Ausführungsform 12 weist eine solche Konfiguration auf, daß die Brechungsindex-Anisotropie Δn des Flüssigkristallmaterials der Ausführungsform 11 erhöht ist.
Die Ausführungsform 13 weist eine Struktur auf, in der der anfängliche Verdrehwinkel der Ausführungsform 12 verändert ist.
« Uniaxialer Phasenfilm »
Die Nacheilungsachsen γ1, γ2 der uniaxialen Phasen und die Verzögerungen (Δn·d)1, (Δn·d)2, die in den Ausführungsformen 9 bis 13 verwendet werden, sind in Tabelle 3 gezeigt. γ1 repräsentiert einen Winkel zwischen der Nacheilungsachse LDR1 des unteren Phasenfilms FILM1 und der Richtung des elektrischen Feldes EDR, während γ2 einen Winkel zwischen der Nacheilungsachse LDR2 des oberen Phasenfilms FILM2 und der Richtung des elektrischen Feldes EDR repräsentiert. Diese beiden Winkel sind für eine Verdrehung im Gegenuhrzeigersinn bezüglich der Richtung des elektrischen Feldes EDR als positiv definiert.
(Δn·d)1 repräsentiert die Verzögerung des unteren Phasenfilms, während (Δn·d)2 die Verzögerung des oberen Phasenfilms repräsentiert. 32 zeigt deren Winkelbeziehung.
« Flüssigkristallschicht »
Die Verzögerung Δn·d der optischen Kompensations-Flüssigkristallschicht, der anfängliche Verdrehwinkel θ und die anfänglichen Orientierungswinkel β1, β2, die in den Ausführungsformen 9 bis 13 verwendet werden, sind in Tabelle 3 gezeigt. 32 zeigt deren Winkelbeziehung.
« Polarisator »
Die Polarisationsachsen der in den Ausführungsformen 9 bis 13 verwendeten Polarisatoren sind in Tabelle 3 gezeigt. 32 zeigt deren Winkelbeziehung.
« Eigenschaften der Ausführungsformen 9 bis 13 »
Das Prinzip der Ansteuerung des in den Ausführungsformen 9 bis 13 verwendeten Flüssigkristalls ist identisch mit demjenigen der Ausführungsformen 2 bis 5.
Um ein höheres Kontrastverhältnis mit einer geringeren Spannung als bei der Ausführungsform 1 zu verwirklichen, orientieren die Ausführungsformen 9 bis 13 den Flüssigkristall in einem in 25(b) gezeigten Zustand, der eine schwarze Anzeige ermöglicht.
Bei einer niedrigen Spannung nehmen die Flüssigkristallzellen in den Ausführungsformen 9 bis 13 einen durchlässigen Zustand an, bei dem die Flüssigkristallmoleküle nahe den Grenzflächen stark verdreht sind, während diejenigen im mittleren Abschnitt schwach verdreht sind. Durch Anordnen der Phasenfilme und der Polarisatoren auf diese Weise, um diesen Orientierungszustand zu kompensieren, ist es somit möglich, ein hohes Kontrastverhältnis mit einer niedrigen Spannung zu erreichen.
Die Ausführungsformen 9 bis 13 weisen Antwortgeschwindigkeitseigenschaften auf, die mit denjenigen der Ausführungsform 1 vergleichbar sind.
33 zeigt die Beziehung zwischen der Ansteuerungsspannung VIc und der Durchlässigkeit T. Es wird deutlich, daß das Kontrastverhältnis und die maximale Durchlässigkeit grob in der Reihenfolge der Ausführungsformnummer progressiv verbessert werden. Insbesondere in der Ausführungsform 13 werden ein Kontrastverhältnis von 100 oder höher und eine maximale Durchlässigkeit (die absolute Durchlässigkeit der Tafel während der weißen Anzeige) von 4,4% für eine Ansteuerspannung von 7 V erhalten.
Wie in 33 gezeigt ist, ergibt sich keine Eigenschaftsänderung zwischen Ausführungsform 9 und Ausführungsform 10. Dies zeigt, daß die Nacheilungsachsenwinkel γ1, γ2 der Phasenplatten und die Verzögerungen (Δn·d)1 und (Δn·d)2 der Phasenplatte ihre Eigenschaften nicht ändern, wenn γ1·(Δn·d)1 und γ2·(Δn·d) 2 konstant sind, selbst wenn ihre Werte verändert werden.
Die Beziehungen, die in Verbindung mit den Ausführungsformen 2 bis 5 erläutert worden sind, die Beziehung zwischen der Verzögerung der Ansteuerungszellen, dem Kontrastverhältnis und der maximalen Durchlässigkeit, die in 27 gezeigt ist, die Beziehung zwischen den Polarisationsachsen der Polarisatoren φ, dem Kontrastverhältnis und der maximalen Durchlässigkeit, die in 28 gezeigt ist, und die Beziehung zwischen dem anfänglichen Verdrehwinkel der Ansteuerungszellen, dem Kontrastverhältnis und der maximalen Durchlässigkeit, die in 29 gezeigt ist, werden auch in den Ausführungsformen 9 bis 13 erhalten. Es ist jedoch zu beachten, daß die Beziehung (Δn·d) zwischen der Verzögerung der Ansteuerungszellen und den Verzögerungen (Δn·d)1, (Δn·d)2 der Phasenschieber so gesetzt ist, daß die Beziehung (Δn d)1 + (Δn·d)2 = 0,52·(Δn·d) erfüllt ist, wenn γ1 = –22,5° ist und γ2 = 22,5° ist.
Somit muß die optimale Verzögerung für eine ausreichende Durchlässigkeit höher als 750 nm gesetzt werden, vorzugsweise höher als 1250 nm, um ein ausreichendes Kontrastverhältnis zu erhalten.
Um ein ausreichendes Kontrastverhältnis zu erhalten, muß die Beziehung Φ = |Φ1 – Φ2| der optimalen Polarisationsachsen der Polarisatoren in einen Bereich zwischen 90° und 120°, vorzugsweise zwischen 95° und 115°, gesetzt werden.
Ferner sollte der anfängliche Verdrehwinkel vorzugsweise in einem Bereich zwischen 90° und 115° gesetzt werden, um ein zufriedenstellendes Kontrastverhältnis und gleichzeitig eine weiße Anzeigedurchlässigkeit zu erhalten.
Die Verzögerungen der Phasenfilme (∆n· d)1 + (∆n·d)2 sollten vorzugsweise im Bereich von 0,4·(∆n·d) bis 0,6·(∆n·d) gesetzt werden, um die in den 27 bis 29 gezeigten Eigenschaften aufzuweisen. Das Setzen derselben nahe (∆n·d)1 + (∆n·d)2 = 0,52·(∆n·d) führt zu einer Eigenschaftsoptimierung.
Wie in den Ausführungsformen 10 bis 12 gezeigt ist, wird eine bessere Optimierung erreicht, in dem (Δn·d)2 > (Δn·d)1 gesetzt wird oder |γ2| > |γ1| für die Nacheilungsachsenwinkel gesetzt wird. Genauer, wenn |γ1| = |γ2| gilt, ist es erwünscht, daß die Verzögerung nahe (∆n·d)2 = 1,5·(∆n·d)1 gesetzt wird. Die bevorzugte Einstellung ist daher (∆n·d)1 < (∆n·d)2 < 2·(∆n·d)1 oder |γ1| < |γ2| < 2·|γ1| Eine Querschnittsstruktur, in der zwei Phasenfilme FILM1, FILM2 auf nur der Oberseite angeordnet sind, ist in 35 gezeigt. Andere Anordnungen können ebenfalls Eigenschaften ähnlich denjenigen dieser Ausführungsformen aufweisen und fallen in den Umfang dieser Erfindung.
(Ausführungsform 14 bis Ausführungsform 16)
Die Ausführungsformen 14 bis 16 weisen eine normalerweise geschlossene Konfiguration mit uniaxialen Phasenfilmen auf, die ähnlich derjenigen der Ausführungsformen 9 bis 13 ist, mit Ausnahme des Folgenden.
Die Querschnittskonfiguration der Ausführungsformen 14 bis 16 ist in 31 gezeigt und ist derjenigen der Ausführungsformen 9 bis 13 ähnlich.
Wie in den Ausführungsformen 9 bis 13 sind die uniaxialen Phasenfilme FILM1, FILM2 auf den Außenseiten der Substrate SUB1, SUB2 angeordnet, so daß sie diese dazwischen halten.
Im Gegensatz zur Ausführungsform 9 weist die Ausführungsform 14 eine Konfiguration auf, die die Summe der Verzögerungen (∆n·d)1 + (∆n·d)2 der uniaxialen Phasenfilme an die Verzögerung (∆n·d) der Ansteuerungszelle anpaßt.
Die Ausführungsform 15 weist eine Konfiguration auf, in der unter der Verzögerungsbedingung der Ausführungsform 14 die dielektrische Anisotropie ∆n des Flüssigkristallmaterials der Ansteuerungs-Flüssigkristallzellen erhöht ist.
Die Ausführungsform 16 ist ein Beispiel, bei dem der anfängliche Verdrehwinkel θ der Ausführungsform 15 verändert ist.
« Uniaxialer Phasenfilm »
Die Nacheilungswinkel γ1, γ2 der uniaxialen Phasenfilme und die Verzögerungen (∆nμd)1, (∆n·d)2, die beide in den Ausführungsformen 14 bis 16 verwendet werden, sind in Tabelle 4 gezeigt. γ1 repräsentiert den Winkel zwischen der Nacheilungsachse LDR1 des unteren Phasenfilms FILM1 und der Richtung des elektrischen Feldes EDR, γ2 repräsentiert den Winkel zwischen der Nacheilungsachse LDR2 des oberen Phasenfilms FILM2 und der Richtung des elektrischen Feldes EDR, (∆n·d)1 ist die Verzögerung des unteren Phasenfilms, und (∆n·d)2 ist die Verzögerung des oberen Phasenfilms. 32 zeigt deren Winkelbeziehung.
« Flüssigkristallschicht »
Die Verzögerung ∆n·d, der anfängliche Verdrehwinkel Θ und die anfänglichen Orientierungswinkel β1, β2 für die Flüssigkristallschicht der Ansteuerungs-Zellen, die in den 14 bis 16 verwendet werden, sind in Tabelle 4 gezeigt. 32 zeigt deren Winkelbeziehung.
« Polarisator »
Die Polarisationsachsen der in den Ausführungsformen 14 bis 16 verwendeten Polarisatoren sind in Tabelle 4 gezeigt. Deren Winkelbeziehungen ist in 32 gezeigt.
« Eigenschaften der Ausführungsformen 14 bis 16 »
Das Prinzip der Ansteuerung des Flüssigkristalls ist in 25 gezeigt und ist demjenigen ähnlich, das in den Ausführungsformen 9 bis 13 verwendet wird. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen 9 bis 13 passen die Ausführungsformen 14 bis 16 die Summe der Verzögerungen (∆n·d)1 + (∆n·d)2 der uniaxialen Phasenfilme an die Verzögerung (∆n·d) der Ansteuerungs-Flüssigkristallzelle an, um somit eine normalerweise geschlossene Eigenschaft zu verwirklichen, bei der die Durchlässigkeit mit der an den Flüssigkristall angelegten Spannung zunimmt.
14 zeigt die Beziehung zwischen der Ansteuerungsspannung VIc und der Durchlässigkeit T für die Ausführungsformen 14 bis 16.
Die Ausführungsformen 14 bis 16 ermöglichen eine schwarze Anzeige (Zustand mit niedriger Durchlässigkeit), wenn keine Spannung anliegt.
Wenn keine Spannung anliegt, sind die Flüssigkristallmoleküle in einem ideal verdrehten Zustand orientiert, der die optische Kompensation durch die uniaxialen Phasenfilme einfach macht. Somit kann ein idealer Schwarzpegel, d. h. eine Durchlässigkeit nahezu gleich 0, erreicht werden. Es ist somit möglich, den Spielraum für Variationen im Herstellungsprozeß, insbesondere für die Variation des Spalts zwischen den Substraten, zu erweitern, was eine stabile Herstellung von Produkten mit hohem Kontrast ermöglicht.
Die Ausführungsformen 15 und 16 ermöglichen ein Kontrastver hältnis von 100 oder höher und eine maximale Durchlässigkeit (absolute Durchlässigkeit der Tafel während der weißen Anzeige) von 4,5% für eine Ansteuerungsspannung von 7 V. Die Antwortgeschwindigkeitseigenschaften in den Ausführungsformen 14 und 15 sind mit derjenigen der Ausführungsform 1 vergleichbar.
Bezüglich der Beziehung zwischen der Verzögerung, dem Kontrastverhältnis und der maximalen Durchlässigkeit der Ansteuerungszellen zeigt ein Vergleich zwischen der Ausführungsform 14 und der Ausführungsform 15, daß die maximale Durchlässigkeit in der Ausführungsform 15 gegenüber der Ausführungsform 14 verbessert ist. Es ist somit wünschenswert, daß die optimale Verzögerung höher als 750 nm gesetzt wird, wie in den Ausführungsformen 9 bis 13.
Die Polarisatoranordnung Φ = |Φ1 – Φ2| wird vorzugsweise nahe 90° gesetzt.
Durch Erhöhen des anfänglichen Verdrehwinkels auf mehr als 90°, wie in Ausführungsform 16, ist es ferner möglich, die am Flüssigkristall angelegte Spannung, bei der die Durchlässigkeit anzusteigen beginnt, d. h. eine Schwellenspannung, zu ändern. Somit kann die Spannungsamplitude, die zur Anzeige beiträgt und von der Schwellenspannung bis zu einer Spannung für die maximale Durchlässigkeit reicht, reduziert werden. Dies reduziert wiederum den Signalausgangsbereich der Videosignalansteuerungsschaltung. Mit anderen Worten, die Videosignalansteuerungsschaltung, insbesondere der darin verwendete Signaltreiber, können in der Schaltungsgröße reduziert werden.
Die Antwortgeschwindigkeit hat sich leicht verschlechtert. Die Aus führungsform 16 weist eine Anstiegszeit von .12 ms, eine Abstiegszeit von 20 ms und eine Antwortzeit von 32 ms auf. Dies zeigt, daß der anfängliche Verdrehwinkel zu einer Änderung der Ansteuerungsspannung, die zur maximalen Durchlässigkeit führt, beiträgt, wobei er vorzugsweise in einen Bereich von 70° und 160° gesetzt wird.
Eine Querschnittsstruktur, in der zwei Phasenfilme FILM1, FILM2 nur auf der oberen Seite angeordnet sind, ist in 35 gezeigt. Andere Anordnungen können ebenfalls Eigenschaften ähnlich denjenigen dieser Ausführungsformen erreichen und fallen in den Umfang dieser Erfindung.
(Ausführungsform 17 bis Ausführungsform 20)
Die Ausführungsformen 17 bis die ein Flüssigkristallmaterial mit einer negativen dielektrischen Anisotropie (∆ε < 0) verwendet. Diese Konfiguration ist derjenigen der Ausführungsform 1 ähnlich, mit Ausnahme des Folgenden.
Die Ausführungsform 17 weist eine Konfiguration auf, bei der ein Flüssigkristallmaterial mit einer negativen dielektrischen Anisotropie (∆ε < 0) in Ausführungsform 1 verwendet wird.
Die Ausführungsform 18 weist eine Konfiguration der Ausführungsform 17 auf, wobei die Polarisationsachsen der Polarisatoren optimiert sind.
Die Ausführungsform 19 weist eine Konfiguration der Ausführungsform 18 auf, wobei der anfängliche Verdrehwinkel θ optimiert ist.
Die Ausführungsform 20 weist eine Konfiguration der Ausführungsform 19 auf, wobei die Verzögerung ∆n·d und die Polarisationsachsen der Polarisatoren optimiert sind.
« Ansteuerungs-Flüssigkristallzelle »
Der anfängliche Verdrehwinkel θ, die anfänglichen Orientierungswinkel β1, β2, die Dicke der Flüssigkristallschicht und ∆n des Flüssigkristallmaterials, die in den Ausführungsformen 17 bis 18 verwendet werden, sind in Tabelle 5 gezeigt.
« Polarisator »
Die Anordnungen der Polarisationsachsen der Polarisatoren, die in den Ausführungsformen 17 bis 20 verwendet werden, sind in Tabelle 5 gezeigt.
« Eigenschaften der Ausführungsformen 17 bis 20 »
Das Prinzip der Flüssigkristallansteuerung ist in 36 gezeigt.
In dem Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie werden die Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung senkrecht zur Beaufschlagungsrichtung des elektrischen Feldes umorientiert. Ohne eine angelegte Spannung nehmen die Moleküle daher einen Zustand an, bei dem sie vom Substrat SUB2 zum Substrat SUB1 im Gegenuhrzeigersinn schwach verdreht sind, wie in 36(a) gezeigt ist. Wenn eine Spannung angelegt wird, wechseln die Moleküle nahe dem mittleren Teil der Flüssigkristallschicht in einen im Uhrzeigersinn stark verdrehten Zustand, wobei die Moleküle in den oberen und unteren Schichten nahe den Grenzflächen im Gegenuhrzeigersinn verdreht sind.
Durch Optimieren der Polarisatorpositionen im schwach verdrehten Zustand, der gesetzt ist, wenn keine Spannung anliegt, kann ein wünschenswerter Schwarzpegel (Zustand mit geringer Durchlässigkeit) erhalten werden, wodurch die Anzeigetafel eine normal geschlossene Eigenschaft aufweist, bei der die Durchlässigkeit mit der Flüssigkristall-Beaufschlagungsspannung ansteigt.
Die Beziehung zwischen der Ansteuerungsspannung VIc und der Durchlässigkeit T in den Ausführungsformen 17 bis 20 ist in 37 gezeigt.
In den Ausführungsformen 17 bis 20 wird eine schwarze Anzeige (Zustand mit geringer Durchlässigkeit) ermöglicht, wenn keine Spannung anliegt. Wenn keine Spannung anliegt, sind die Flüssigkristallmoleküle in einem ideal verdrehten Zustand orientiert, was die Optimierung durch die Polarisatoranordnung einfach macht. Somit kann ein idealer Schwarzpegel, d. h. eine Durchlässigkeit nahezu gleich 0, verwirklicht werden. Es ist somit möglich, den Spielraum für Variationen im Herstellungsprozeß, insbesondere für die Variation des Spalts zwischen den Substraten, zu erweitern, wodurch eine stabile Herstellung von Produkten mit hohem Kontrast ermöglicht wird.
Die Ausführungsform 20 weist ein Kontrastverhältnis von 100 oder höher und eine maximale Durchlässigkeit (eine absolute Durchlässigkeit der Tafel während der weißen Anzeige) von 4,3 % für eine Ansteuerungsspannung von 8 V auf. Die Antwortgeschwindigkeitseigenschaften der Ausführungsformen 19 und 20 sind etwas langsamer als diejenige der Ausführungsform 1, d. h. die Anstiegszeit beträgt 20 ms, die Abstiegszeit beträgt 16 ms und die Antwortzeit beträgt 36 ms.
Bezüglich der Beziehung zwischen der Verzögerung, dem Kontrastverhältnis und der maximalen Durchlässigkeit der Ansteuerungszellen zeigt der Vergleich zwischen Ausführungsform 14 und Ausführungsform 15, daß die maximale Durchlässigkeit in der Ausführungsform 20 gegenüber der Ausführungsform 19 verbessert ist. Somit ist es erwünscht, daß die optimale Verzögerung höher als 750 nm gesetzt wird, wie in den Ausführungsformen 2 bis 5.
Die Polarisatoranordnung Φ = |Φ1 – Φ2| wird vorzugsweise nahe 90° gesetzt.
In den Ausführungsformen 17 und 18 ist die Antwortgeschwindigkeit etwas langsamer, d. h. die Anstiegszeit beträgt 40 ms, die Abstiegszeit beträgt 20 ms und die Antwortzeit beträgt 60 ms. Durch Erhöhen des anfänglichen Verdrehwinkels ist es ferner möglich, eine deutliche Verbesserung der Antwortgeschwindigkeit insbesondere an der vorderen Flanke zu erreichen. Das heißt, je größer der anfängliche Verdrehwinkel ist, desto schneller ist die Antwortgeschwindigkeit.
Der Vergleich der Ausführungsform 18 und der Ausführungsform 19 zeigt, daß dann, wenn der anfängliche Verdrehwinkel erhöht wird, das resultierende Kontrastverhältnis nach der Optimierung der Polarisatoranordnung schlechter wird.
Es besteht somit eine Kompromißbeziehung zwischen der Antwortgeschwindigkeit und dem Kontrastverhältnis. Um ein gutes Gleichgewicht zwischen diesen Eigenschaften zu erhalten, wird der anfängliche Verdrehwinkel vorzugsweise in einem Bereich zwischen 20° und 50° gesetzt.
Bezüglich der Anordnung der Polarisatoren zeigt der Vergleich zwischen der Ausführungsform 17 und der Ausführungsform 18, daß das Kontrastverhältnis und die maximale Durchlässigkeit durch Optimieren der Polarisatoren von 90° verbessert werden können.
In den Ausführungsformen 17 bis 20 ist es ferner möglich, das Kontrastverhältnis zu steigern, die angelegte Spannung zu senken oder eine normalerweise offene Eigenschaft zu erzeugen, indem die optische Kompensations-Flüssigkristallschicht und die Phasenfilme verwendet werden, wie in den Ausführungsformen 2 bis 16. Die Verfahren zum Erreichen dieser Ziele fallen ebenfalls in den Umfang dieser Erfindung.
(Ausführungsform 21)
Die Konfiguration der Ausführungsform 21 ist derjenigen der Ausführungsform 1 ähnlich, mit Ausnahme des Folgenden.
« Orientierungsfilm »
Der anfängliche Orientierungswinkel β1 zwischen der Reibrichtung des unteren Substrats RDR1 und der Richtung des elektrischen Feldes EDR ist auf –50° gesetzt, während der anfängliche Orientierungswinkel β2 zwischen der Reibrichtung des oberen Substrats RDR2 und der Richtung des elektrischen Feldes EDR auf 40° gesetzt ist, so daß die oberen und unteren Substrate um 90° verdreht sind.
Wenn die Flüssigkristall-Ansteuerungselektroden (sowohl die Pixelelektrode PX als auch die Gegenelektrode CT) auf dem unteren Substrat ausgebildet sind, ist das elektrische Feld parallel zur Substratoberfläche (laterales elektrisches Feld) nahe dem unteren Substrat stark und wird in Richtung zum oberen Substrat zunehmend schwächer. Somit sind die Flüssigkristallmoleküle nahe dem unteren Substrat leichter drehbar als diejenigen nahe dem oberen Substrat. Die Spannung, die zum Umorientieren eines Großteils der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht in Richtung des elektrischen Feldes EDR in der Ausführungsform 1 erforderlich ist, kann niedriger sein als diejenige der Ausführungsform 1. Die Ausführungsform 1 erfordert eine Spannung von etwa 12 V, um eine schwarze Anzeige zu ermöglichen, während die Ausführungsform 21 nur etwa 10 V erfordert, um den gleichen Schwarzpegel wie die Ausführungsform 1 zu verwirklichen.
Während in dieser Ausführungsform β1 und β2 auf –50° bzw. 40° gesetzt sind, können sie auf 50° und –40° gesetzt werden, um die gleiche Wirkung zu erzielen. Die wesentliche Konfiguration der Ausführungsform 21 besteht darin, daß dann, wenn die Flüssigkristall-Ansteuerungselektroden nur auf dem unteren Substrat angeordnet sind, die Bedingung |β1| > |β2| erfüllt sein muß; und daß dann, wenn die Flüssigkristall-Ansteuerungselektroden nur auf dem oberen Substrat angeordnet sind, die Bedingung |β1| > |β2| erfüllt sein muß .
Die Konfiguration der Ausführungsform 21 ist nicht nur auf die Ausführungsform 1, sondern auch auf die Ausführungsformen 2 bis 20 anwendbar, wobei diese Konfigurationen in den Umfang dieser Erfindung fallen.
[Vorteil der Erfindung]
Wie oben beschrieben worden ist, schafft diese Erfindung eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die einen Betrachtungswinkel verwirklicht, der so weit ist wie bei einer CRT, und eine Antwortgeschwindigkeit, die schnell genug ist, um ein dynamisches Bild anzuzeigen.
[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
1 ist eine Draufsicht eines wesentlichen Teils, die ein Pixel und ihren Randbereich im Flüssigkristallanzeigeabschnitt der Aktivmatrix-Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung dieser Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht des Pixels längs der Linie 3-3 der 1.
3 ist eine Querschnittsansicht des Dünnfilmtransistors TFT längs der Linie 4-4 der 1.
4 ist eine Querschnittsansicht des Speicherkondensators Cstg längs der Linie 5-5 der 1.
5 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Randabschnitts um die Matrix in der Anzeigetafel zeigt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die den Abtastsignalanschluß auf der linken Seite und den Tafelkantenabschnitt ohne externen Verbindungsanschluß auf der rechten Seite zeigt.
7 ist eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die den Verbindungsabschnitt des Gate-Anschlußes GTM und der Gate-Leitung GL zeigen.
8 ist eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die den Verbindungsabschnitt des Drain-Anschlußes und der Videosignal-Leitung DL zeigen.
9 ist eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die den Verbindungsabschnitt des Masseelektrodenanschlusses CTM, der Massebusleitung CB und der Massespannungsleitung CL zeigen.
10 ist ein Schaltbild, daß den Matrixbereich und dessen Randabschnitt in der Aktivmatrix-Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung dieser Erfindung zeigt.
11 ist ein Signalformdiagramm, das die Ansteuerungssignale der Aktivmatrix-Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung dieser Erfindung zeigt.
12 ist eine Draufsicht, die die Flüssigkristallanzeigetafel zeigt, die mit den peripheren Ansteuerungsschaltungen ausgestattet ist.
13 ist eine Querschnittsansicht des Bandträgergehäuses TCP, das die flexibel gedruckte Leiterplatte aufweist, die mit den IC-Chips CHI bestückt ist, die die Ansteuerungsschaltung bilden.
14 ist ein Querschnitt eines wesentlichen Teils, der das Bandträgergehäuse TCP zeigt, das mit dem Abtastsignalanschluß GTM der Flüssigkristallanzeigetafel PNL verbunden ist.
15 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Flüssigkristallanzeigemoduls.
16 ist ein schematisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der Richtung des angelegten elektrischen Feldes, der Reibrichtung, des anfänglichen Orientierungswinkels und der Polarisationsachsen der Polarisatoren zeigt.
17 ist ein schematisches Diagramm, daß die Wirkung des Flüssigkristalls der Ausführungsform 1 aus einer Richtung senkrecht zur Substratoberfläche betrachtet zeigt.
18 ist ein schematisches Diagramm, das die Wirkung des Flüssigkristalls der Ausführungsform 1 aus einer Querschnittsrichtung betrachtet zeigt.
19 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der am Flüssigkristall anliegenden Spannung und der Durchlässigkeit in der Ausführungsform 1 zeigt.
20 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der am Flüssigkristall anliegenden Spannung und der Anstiegszeit in der Ausführungsform 1 zeigt.
21 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der am Flüssig kristall anliegenden Spannung und der Abstiegszeit in der Ausführungsform 1 zeigt.
22 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der am Flüssigkristall anliegenden Spannung und der Gesamtantwortzeit in der Ausführungsform 1 zeigt.
23 ist eine Querschnittsansicht des Pixels längs der Linie 3-3 der 1 in den Ausführungsformen 2 bis 8.
24 ist ein schematisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der Richtung des angelegten elektrischen Feldes, der Reibrichtung der Ansteuerungs-Flüssigkristallzellen und der optischen Kompensations-Flüssigkristallzellen, dem anfänglichen Orientierungswinkel und den Polarisationsachsen der Polarisatoren in den Ausführungsformen 2 bis 8 zeigt.
25 ist ein schematisches Diagramm, das die Wirkung des Flüssigkristalls aus einer Richtung des Querschnitts in den Ausführungsformen 2 bis 8 zeigt.
25 ist ein schematisches Diagramm, das die Wirkung des Flüssigkristalls aus einer Richtung des Querschnitts betrachtet in den Ausführungsformen 2 bis 8 zeigt.
26 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der am Flüssigkristall anliegenden Spannung und der Durchlässigkeit der Ausführungsformen 2 bis 5 zeigt.
27 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Verzögerung, dem Kontrastverhältnis und der Weißanzeigedurchlässigkeit der Flüssigkristallzellen in den Ausführungsformen 2 bis 5 zeigt.
28 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Polarisationsachsenanordnung der Polarisatoren und dem Kontrastverhältnis in den Ausführungsformen 2 bis 5 zeigt.
29 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem anfänglichen Verdrehwinkel, dem Kontrastverhältnis und der Weißanzeigedurchlässigkeit der Flüssigkristallzellen in den Ausführungsformen 2 bis 5 zeigt.
30 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der am Flüssigkristall anliegenden Spannung und der Durchlässigkeit in den Ausführungsformen 6 bis 8 zeigt.
31 ist eine Querschnittsansicht des Pixels längs der Linie 3-3 der 1 in den Ausführungsformen 9 bis 13.
32 ist ein schematisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der Richtung des angelegten elektrischen Feldes, der Reibrichtung der Flüssigkristallzellen, dem anfänglichen Orientierungswinkel, den Polarisationsachsen der Polarisatoren und den Nacheilungsachsen der Phasenschieber in den Ausführungsformen 9 bis 13 zeigt.
33 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Richtung des angelegten elektrischen Feldes und der Durchlässigkeit in den Ausführungsformen 9 bis 13 zeigt.
34 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Richtung des angelegten elektrischen Feldes und der Durchlässigkeit in den Ausführungsformen 14 bis 16 zeigt.
35 ist eine Querschnittsansicht des Pixels längs der Linie 3-3 der 1 in der Anordnung, bei der die beiden Phasenplatten auf der Oberseite plaziert sind.
36 ist ein schematisches Diagramm, das die Wirkung des Flüssigkristalls aus einer Richtung des Querschnitts betrachtet in den Ausführungsformen 17 bis 20 zeigt.
37 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Richtung des angelegten elektrischen Feldes und der Durchlässigkeit in den Ausführungsformen 17 bis 20 zeigt.
[Beschreibung der Bezugszeichen]
SUB... transparentes Glassubstrat, GL... Abtastsignalleitung, DL... Videosignalleitung, CL... Gegenspannungsleitung, PX... Pixelelektrode, CT... Gegenelektrode, GI... Isolierfilm, GT... Gate-Elektrode, AS... I-Typ-Halbleiterschicht, SD... Source-Elektrode oder Drain-Elektrode, PSV... Passivierungsschicht, BM... Lichtabschirmungsfilm, LC... Flüssigkristall, TFT... Dünnfilmtransistor, g, d... leitender Film, Cstg... Speicherkondensator, AOF... anodisch oxidierter Film, AO... anodisch oxidierte Maske, GTM... Gate-Anschluß, DTM... Drain-Anschluß, CB... Massebusleitung, DTM... Masseelektrodenanschluß, SHD... Abschirmungsgehäuse, PNL... Flüssigkristallanzeigetafel, SPB... Lichtdiffusor, LCB... Lichtleiter, BL... Hintergrundlicht-Leuchtstoffröhre, LCA... Hintergrundlichtgehäuse, RM... Reflektor, β1... anfänglicher Orientierungswinkel zwischen der anfänglichen Orien tierungsrichtung der Ansteuerungszelle auf der Seite des Orientierungsfilms ORI1 und der In-Ebene-Richtung des lateralen elektrischen Feldes EDR, β2... anfänglicher Orientierungswinkel zwischen der anfänglichen Orientierungsrichtung der Ansteuerungszelle auf der Seite des Orientierungsfilms ORI2 und der In-Ebene-Richtung des lateralen elektrischen Feldes EDR, β3... anfänglicher Orientierungswinkel zwischen der anfänglichen Orientierungsrichtung der optischen Kompensationszelle auf der Seite des Orientierungsfilms ORI3 und der In-Ebene-Richtung des lateralen elektrischen Feldes EDR, β4... anfänglicher Orientierungswinkel zwischen der anfänglichen Orientierungsrichtung der optischen Kompensationszelle auf der Seite des Orientierungsfilms ORI4 und der In-Ebene-Richtung des lateralen elektrischen Feldes EDR, γ1... Winkel zwischen der Nacheilungsachse des optischen Kompensationsphasenfilms FILM1 und der In-Ebene-Richtung des lateralen elektrischen Feldes EDR, γ2... Winkel zwischen der Nacheilungsachse des optischen Kompensationsphasenfilms FILM2 und der In-Ebene-Richtung des lateralen elektrischen Feldes EDR, RDR... Reibrichtung des Orientierungsfilms (Indizes sind weggelassen).

Claims

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die umfaßt: ein Paar isolierender Substrate, die einander gegenüber angeordnet sind; ein Paar Orientierungsfilme, die über den isolierenden Substraten ausgebildet sind; eine Flüssigkristallverbindung, die zwischen dem Paar Orientierungsfilme gehalten wird; Bildelementelektroden und Zählerelektroden, die ein seitliches elektrisches Feld, das zu den Oberflächen der Substrate nahezu parallel ist, anlegen und eine Ansteuerungs-Flüssigkristallzelle bilden; und ein Paar Polarisatoren, die das Paar Substrate zwischen sich halten; wobei die Flüssigkristallverbindung eine positive dielektrische Anisotropie besitzt; dadurch gekennzeichnet, daß ein anfänglicher Orientierungswinkel β1 zwischen einer in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und einer anfänglichen Orientierungsrichtung auf einer Orientierungsfilmseite und ein anfänglicher Orientierungswinkel β2 zwischen der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und einer anfänglichen Orientierungsrichtung auf der anderen Orientierungsfilmseite entgegengesetzte Vorzeichen besitzen und in der Beziehung |β1 + β2| ≤ 20 Grad stehen; wobei ein Winkel zwischen der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und einer Polarisationsachse eines der Polarisatoren angenähert null ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der β1 angenähert gleich –β2 ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der gilt: 35 Grad ≤ |β1| < 90 Grad und 35 Grad ≤ |β2| < 90 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der auf der oberen Seite oder der unteren Seite des Paars der gegenüberliegenden Substrate Flüssigkristallzellen zur optischen Kompensation angeordnet sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, bei der in den Flüssigkristallzellen zur optischen Kompensation ein anfänglicher Orientierungswinkel β3 zwischen einer in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und einer anfänglichen Orientierungsrichtung auf einer Orientierungsfilmseite und ein anfänglicher Orientierungswinkel β4 zwischen der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und einer anfänglichen Orientierungsrichtung auf der anderen Orientierungsfilmseite in bezug auf β1 und β2 in der Beziehung |β3 – β4| = |β1 – β| stehen und der Winkel β3 zum Winkel β2 im wesentlichen senkrecht ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der ein Produkt aus der Brechungsindex-Anisotropie der Flüssigkristallverbindung in der Flüssigkristallzelle zur optischen Kompensation und aus einer Dicke der Flüssigkristallschicht, (∆n·d)', und ein Produkt aus einer Brechungsindex-Anisotropie einer Flüssigkristallverbindung in der Ansteuerungs-Flüssigkristallzelle und aus einer Dicke der Flüssigkristallschicht, (∆n·d), in der folgenden Beziehung stehen: 0,4·(Δnd) ≤(Δnd)' ≤ 0,6·(Δnd).
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, bei der ein Winkel Φ1 zwischen einer Polarisationsachse eines der Polarisatoren und der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und ein Winkel Φ2 zwischen einer Polarisationsachse des anderen Polarisators und der in der Ebene liegenden Richtung des in der Ebene liegenden elektrischen Feldes in der folgenden Beziehung stehen: 90 Grad ≤ |Φ1 – Φ2| 5 120 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Winkel β1 und der Winkel β2 in der folgenden Beziehung stehen: 90 Grad ≤ |β1 – β2| ≤ 115 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, bei der ein Produkt aus einer Brechungsindex-Anisotropie der Flüssigkristallverbindung und einer Dicke der Flüssigkristallschicht, (∆n·d), erfüllt: (∆n·d) ≥ 750 nm.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der ein Produkt aus einer Brechungsindex-Anisotropie der Flüssigkristallverbindung in der Flüssigkristallzelle zur optischen Kompensation und aus einer Dicke der Flüssigkristallschicht, (∆n·d)', und ein Produkt aus einer Brechungsindex-Anisotropie einer Flüssigkristallverbindung in der Ansteuerungs-Flüssigkristallzelle und aus einer Dicke der Flüssigkristallschicht, (∆n·d), in der folgenden Beziehung stehen: (∆n·d) = (∆n·d)'.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, bei der ein Winkel Φ1 zwischen einer Polarisationsachse eines der Polarisatoren und der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und ein Winkel Φ2 zwischen einer Polarisationsachse des anderen Polarisators und der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes in der folgenden Beziehung stehen: |Φ1 – Φ2| = 90 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, bei der der Winkel β1 und der Winkel β2 in der folgenden Beziehung stehen: 70 Grad ≤ |β1 – β2| ≤ 160 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, bei der ein Produkt aus einer Brechungsindex-Anisotropie der Flüssigkristallverbindung und aus einer Dicke der Flüssigkristallschicht, (∆n·d), erfüllt: (∆n·d) ≥ 750 nm.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der auf der oberen Seite und/oder auf der unteren Seite des Paars Substrate Phasenfilme zur optischen Kompensation angeordnet sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Phasenfilme zur optischen Kompensation zwischen sich einen cholesterischen Flüssigkristall halten.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, bei der zwei oder mehr der Phasenfilme zur optischen Kompensation vorgesehen sind, wobei wenigstens ein Film zwischen einem der Substrate und dem Polarisator angeordnet ist und wenigstens ein Film zwischen dem anderen Substrat und dem Polarisator angeordnet ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der ein Winkel γ1 zwischen einer Phasennacheilungsachse der Phasenfilme zur optischen Kompensation und einer in der Ebene liegenden Richtung eines seitlichen elektrischen Feldes und ein Winkel γ2 zwischen der anderen Phasennacheilungsachse und der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes gegeben sind durch: γ1 = β1/2und γ2 = β2/2.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Summe aus den Produkten (∆n·d)n aus einer Brechungsindex-Anisotropie und aus einer Dicke einer Flüssigkristallverbindung in den Phasenfilmen zur optischen Kompensation und aus dem Produkt (∆n·d) aus einer Brechungsindex-Anisotropie und aus einer Dicke einer Flüssigkristallverbindung der Ansteuerungs-Flüssigkristallzellen die folgende Beziehung erfüllen:
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 18, bei der ein Winkel Φ1 zwischen einer Polarisationsachse eines der Polarisatoren und der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und ein Winkel Φ2 zwischen einer Polarisationsachse des anderen Polarisators und der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes in der folgenden Beziehung stehen: 90 Grad ≤ |Φ1 – Φ2| ≤ 120 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 18, bei der der Winkel β1 und der Winkel β2 in der folgenden Beziehung stehen: 90 Grad ≤ |β1 – β2| ≤ 115 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 18, bei der ein Produkt aus einer Brechungsindex-Anisotropie der Flüssigkristallverbindung und aus einer Dicke der Flüssigkristallschicht, (∆n·d), erfüllt: (∆n·d) ≥ 750 nm.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Summe aus den Produkten (∆n·d)n aus einer Brechungsindex-Anisotropie und aus einer Dicke einer Flüssigkristallverbindung in den Phasenfilmen zur optischen Kompensation und dem Produkt (∆n·d) aus einer Brechungsindex-Anisotropie und aus einer Dicke einer Flüssigkristallverbindung der Ansteuerungs-Flüssigkristallzellen in der folgenden Beziehung stehen:
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 22, bei der ein Winkel Φ1 zwischen einer Polarisationsachse eines der Polarisatoren und der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und ein Winkel Φ2 zwischen einer Polarisationsachse des anderen Polarisators und der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes in der folgenden Beziehung stehen: |Φ1 – Φ2| = 90 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 22, bei der der Winkel β1 und der Winkel β2 in der folgenden Beziehung stehen: 70 Grad ≤ |β1 – β2| ≤ 160 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 22, bei der ein Produkt aus einer Brechungsindex-Anisotropie der Flüssigkristallverbindung und aus einer Dicke der Flüssigkristallschicht, (∆n·d), erfüllt: (∆n·d) ≥ 750 nm.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, bei der zwei oder mehr der Phasenfilme zur optischen Kompensation vorgesehen sind, wobei wenigstens zwei Filme zwischen einem der Substrate und dem Polarisator angeordnet sind.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die umfaßt: ein Paar isolierender Substrate, die einander gegenüber angeordnet sind; ein Paar Orientierungsfilme, die über den isolierenden Substraten ausgebildet sind; eine Flüssigkristallverbindung, die zwischen dem Paar Orientierungsfilme gehalten wird; Bildelementelektroden und Zählerelektroden, die ein seitliches elektrisches Feld anlegen, das zu den Oberflächen der Substrate angenähert parallel ist; und ein Paar Polarisatoren, die das Paar Substrate zwischen sich halten; wobei die Flüssigkristallverbindung eine negative dielektrische Anisotropie besitzt; dadurch gekennzeichnet, daß der anfängliche Orientierungswinkel β1 zwischen einer in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und einer anfänglichen Orientierungsrichtung auf einer Orientierungsfilmseite und ein anfänglicher Orientierungswinkel β2 zwischen der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und einer anfänglichen Orientierungsrichtung auf der anderen Orientierungsfilmseite entgegengesetzte Vorzeichen besitzen und in der folgenden Beziehung stehen: 0 Grad < |β1| ≤ 55 Grad und 0 Grad < |β2| ≤ 55 Grad; wobei ein Winkel zwischen der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und einer Polarisationsachse eines der Polarisatoren angenähert null ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 27, bei der ein Winkel Φ1 zwischen einer Polarisationsachse eines der Polarisatoren und der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes und ein Winkel Φ2 zwischen einer Polarisationsachse des anderen Polarisators und der in der Ebene liegenden Richtung des seitlichen elektrischen Feldes in der folgenden Beziehung stehen: 90 Grad ≤ |Φ1 – Φ2| ≤ 120 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 27, bei der der Winkel β1 und der Winkel β2 in der folgenden Beziehung stehen: 20 Grad ≤ |β1 – β2| ≤ 50 Grad.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 27, bei der ein Produkt aus einer Brechungsindex-Anisotropie der Flüssigkristallverbindung und aus einer Dicke der Flüssigkristallschicht, (Δn·d), erfüllt: (∆n·d) ≥ 750 nm.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 27, die ferner ein Paar einander gegenüberliegender isolierender Substrate, ein Paar Orientierungsfilme, die auf den Substraten ausgebildet sind, um eine Flüssigkristallverbindung zu orientieren, und Flüssigkristallzellen zur optischen Kompensation, die die Flüssigkristallverbindung zwischen dem Paar Orientierungsfilme halten, umfaßt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 27, die ferner Phasenfilme zur optischen Kompensation umfaßt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 27, bei der β1 angenähert gleich –β2 ist.