DE69315921T2

DE69315921T2 - Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69315921T2
Application number: DE69315921T
Authority: DE
Inventors: Naofumi Kimura; Seiichi Mitsui; Kozo Nakamura
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-08-19
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: EP0586145B1; EP0586145A1; DE69315921D1; JPH0667173A; US5576860A

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die den Gast-Wirt-Modus verwendet.
In jüngerer Zeit wurden bei der Anwendung von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen auf Textprozessoren, Laptop-PCs und Taschen-Fernsehgeräten schnelle Fortschritte erzielt. Insbesondere erfordern Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vom Reflexionstyp, die durch Reflexion einfallenden Lichts arbeiten, keine Hintergrundbeleuchtung, wodurch sie weniger Energie verbrauchen und geringere Dicke und Gewicht aufweisen. Sie ziehen die Aufmerksamkeit vieler auf sich.
Herkömmlicherweise verwenden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vom Reflexionstyp den TN(verdrillt-nematischen)-Modus oder den STN(superverdrillt-nematischen)-Modus. Diese Modi umfassen das Anbringen eines linearen Polarisators zum Abschirmen einfallenden Lichts. Infolgedessen ergibt sich in natürlicher Weise, dass die Hälfte der Intensität des einfallenden Lichts bei der Anzeige nicht verwendet wird, was das angezeigte Bild abdunkelt. Um diesen Nachteil zu überwinden, wurden Anzeigemodi zum wirkungsvollen Nutzen des gesamten einfallenden Lichts vorgeschlagen. Ein Beispiel derartiger Modi ist der Gast-Wirt-Modus mit Phasenübergang (D.L. White und G. N. Taylor: J. Appl. Phys. 45, 4718, 1974). Dieser Modus verwendet den cholesterisch-nematisch-Phasenübergangseffekt, wie er durch ein elektrisches Feld hervorgerufen wird. In eine einer Vertikalausrichtungsbehandlung unterzogenen+Flüssigkristallzelle wird eine Flüssigkristallzusammensetzung eingebracht, die einen cholesterischen Flüssigkristall und ein Pigment mit zwei Farbtönen beinhaltet, wobei der cholesterische Flüssigkristall dadurch erhalten wird, dass ein chirales Material zu einem nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie zugesetzt wird.
Selbst wenn keine Spannung angelegt wird, bildet die Flüssigkristallzusammensetzung abhängig von der Menge zugesetzten chiralen Materials eine Schraube. Demgemäß absorbiert das Pigment mit zwei Farbtönen Licht, das durch die Flüssigkristallvorrichtung hindurchläuft, wodurch Farbe entsteht. Im nächsten Schritt sorgt das Anlegen einer Spannung über einer Schwellenspannung für homöotrope Ausrichtung, wodurch Licht durch die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung laufen kann, ohne dass Absorption durch das Pigment mit zwei Farbtönen existiert, so dass keine Farbe entsteht. Zusätzlich zu diesem Modus wurde auch eine Mehrtonanzeige vom Reflexionstyp durch Kombinieren von Mikrofarbfiltern vorgeschlagen (Proceedings of SID. Vol 29, 157, 1988).
Übrigens erzeugen Flüss igkristall-Anzeigevorrichtungen vom Reflexionstyp, insbesondere Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtungen dieses Typs mit einer Reflexionsplatte, die an der Außenseite der Zelle gehalten wird, auf Grund der Glasdicke der Reflexionsplatte Parallaxe, während ein Schatten erzeugt wird und eine unzureichende Farbmischung auftritt. Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass eine Reflexionsplatte, die auch als Pixelelektrode dient, innerhalb der Zelle ausgebildet wird. Eine derartige Pixelelektrode steuert das reflektierte Licht, wobei auf der Oberfläche unregelmäßige Muster erzeugt werden. Es ist jedoch extrem schwierig, die Ausrichtung der Flüssigkristallzelle gleichmäßig zu machen. Der in den obigen Dokumenten erzeugte Anzeigemodus erzeugt eine unregelmäßige Wendel, wenn die in der Reflexionsplatte ausgebildete Aussparungsstufe größer als die Dicke der Oberflächenschicht ist; demgemäß erzeugt ein derartiger Anzeigemodus eine unregelmäßige Anzeige. Ferner führt hinsichtlich Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen unter Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung mit einem kleinen Verhältnis von d/P&sub0;, wobei P&sub0; die Schraubenganghöhe der Flüssigkristallzusammensetzung repräsentiert und d die Zellendicke der Vorrichtungen repräsentiert, die verringerte Lichtabsorption durch das Pigment beim Fehlen einer angelegten Spannung zu niedrigem Kontrastverhältnis, obwohl eine niedrige Schwellenspannung gilt. Außerdem nimmt, wenn d/P&sub0; groß ist, die Lichtabsorption durch das Pigment beim Fehlen einer angelegten Spannung zu, was hohen Kontrast ergibt. Andererseits nimmt der Schwellenwert zu, was für Niederspannungs-Ansteuerung nicht geeignet ist.
Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist im Dokumen TGB-A-2 020 841 offenbart.
Daher schafft die Erfindung eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, wie sie im Anspruch 1 beansprucht ist.
Die Erfindung wird nun in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen angegeben.
Fig. 1 ist eine Ansicht, die ein Modell der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Ansicht, die die Spannung/Transmissions-Beziehung zeigt, wenn d/P&sub0; die Werte 1,0; 1,7; 2,2; 3,0 einnimmt;
Fig. 3 ist eine Ansicht, die Beziehungen zwischen d/P&sub0; und dem Kontrastverhältnis zeigt;
Fig. 4 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Herstellen einer Reflexionsplatte veranschaulicht;
Fig. 5 ist eine Modellansicht, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt;
Fig. 6 ist ein Teilschnitt, der ein Aktivmatrixsubstrat vom Reflexionstyp zur Verwendung bei einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexionstyp gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine Ansicht, die einen Prozess zum Herstellen eines Aktivmatrixsubstrats vom Reflexionstyp veranschaulicht; und
Fig. 8 ist eine Schnittansicht, die eine Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung vom Reflexionstyp zeigt, die unter Verwendung eines Aktivmatrixsubstrats vom Reflexionstyp hergestellt wurde.
In den Fig. 6 und 8 repräsentierten die folgenden Bezugszahlen die angegebenen Einzelteile:
34 - Gateisolierfilm
45 - aktive Schicht
41 - Source/Drain-Bereiche
41a- Sourcebereich
41b - Drainbereich
42b - Vorsprung
44 - Ausrichtungsfilm
45 - Substrat
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die frei von Unregelmäßigkeiten in der Anzeige ist, die ein hohes Kontrastverhältnis aufweist und die Betrieb bei niedriger Spannung ermöglicht, zu schaffen.
Die Flüssigkristallzusammensetzung gemäß der Erfindung umfasst ein Pigment mit zwei Farbtönen vom Gast-Wirt-Typ sowie einen chiral-smektischen Flüssigkristall.
Die chiral-nematische Flüssigkristallzusammensetzung, die eine erfindungsgemäße Wirtszusammensetzung bildet, wird dadurch hergestellt, dass ein chirales Material zum folgenden bekannten Flüssigkristall zugesetzt wird.
Zu bekannten nematischen Flüssigkristallen gehören viele Arten von Verbindungen und Gemischen, wie Schiffsche Verbindungen, Azoxyverbindungen, Biphenylverbindungen, Phenylesterverbindungen, Phenylcyclohexanverbindungen und Pyridinverbindungen. Außerdem gehören zu chiralen Materialien S-811 (hergestellt von Merck & Co.), CB-11 (hergestellt von BDH Corporation) und CM (hergestellt von Chisso Co., Ltd.). Chirale Materialien können die Schraubenganghöhe (P&sub0;) entsprechend der Menge einstellen, die zur nematischen Flüssigkristallzusammensetzung zugesetzt wurde.
Hier gehören zu Pigmentverbindungen mit zwei Farbtönen, die die Farbe magenta zeigten, G214 und G241, wobei zu den Gegenstücken, die grüne Farbe zeigen, ein Gemisch von G282 und G232 gehören, zu den Gegenstücken, die die Farbe zyan ergeben, G282 und G279 gehören und zu den Gegenstücken, die die Farbe blau ergeben, G274 und G277 gehören (alle hergestellt von Japan Photosensitive Pigment Laboratory).
Zu Gast-Wirt-Flüssigkristallzusammensetzungen, die schwarzes Pigment enthalten, gehören ZLI-2267, ZLI-4756/1, ZLI-3521/1, ZLI-4714, ZLI-4113, ZLI- 3402/1 (alle hergestellt von Merck & Co.).
Demgemäß wird eine Gastverbindung zu jeder Art von Wirt(chiral-nematisch)- Flüssigkristallmaterial zugesetzt, um eine Flüssigkristallzusammensetzung auszubilden, mit dem Ergebnis, dass eine erfindungsgemäße Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung aufgebaut wird.
Eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung umfasst ein Substrat mit einer Oberfläche, auf der Flüssigkristallmoleküle eine Ausrichtung rechtwinklig zum Substrat zeigen. Anders gesagt, kann das Ausrichten auf dem Substrat durch eine Vertikalausrichtung des Ausrichtungsfilms auf dem Substrat erfolgen.
Beim Beispiel einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt, die den Aufbau der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung veranschaulicht. Bei diesem Aufbau kann der Isolierfilm weggelassen werden, jedoch wird das Beispiel der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung für den Fall detailliert angegeben, dass der Isolierfilm vorhanden ist.
Ein Substrat 9 kann durch Auflaminieren einer transparenten Elektrode 2a, eines Isolierfilms 3a, einer Reflexionsplatte 12 und eines Ausrichtungs films 4a in dieser Reihenfolge auf ein Glassubstrat 1a, das als eines von transparenten Substraten dient, hergestellt werden. Hierbei wird die transparente Elektrode 2a durch mehrere transparente Elektroden gebildet, die streifenförmig so angeordnet sind, dass sie sich parallel zueinander erstrecken. Der Ausrichtungsfilm 4a wird durch eine Vertikalausrichtungsbehandlung bearbeitet.
Ein Substrat 10 wird durch Auflaminieren einer transparenten Elektrode 2b, eines Isolierfilms 3b und eines Ausrichtungsfilms 4b in dieser Reihenfolge auf ein Glassubstrat ib hergestellt, das im selben Zustand dem Glassubstrat 1a gegenübersteht. Ähnlich wie das Substrat 9 besteht die transparente Elektrode 2b aus einer Vielzahl transparenter Elektroden, die streifenförmig so angeordnet sind, dass sie sich parallel zueinander erstrecken. Der Ausrichtungsfilm 4b wird durch eine Vertikalausrichtungsbehandlung bearbeitet.
Als transparente Elektrode wird bei der Erfindung ein für Licht durchlässiger Isolierfilm verwendet; im allgemeinen wird ein Glassubstrat verwendet. Darüber hinaus wird die transparente Elektrode aus einem leitenden Dünnfilm wie einem solchen aus InO&sub3;, SnO&sub3;, ITO (Indiumzinnoxid) hergestellt.
Als Isolierfilm kann ein anorganischer Dünnfilm wie ein solcher aus SiO&sub2;, Sinx und Al&sub2;O&sub3; oder ein organischer Dünnfilm wie ein solcher aus Polyimid, einem Photoresistharz oder einem polymeren Flüssigkristall verwendet werden. Wenn der Isolierfilm aus einem anorganischen Material besteht, kann er durch Verfahren wie einem Dampfniederschlagungsprozess, einem Sputterprozess, einem CVD-Prozess oder einen Lösungsbeschichtungsprozess hergestellt werden. Wenn der Isolierfilm aus einem organischen Material besteht, wird eine durch Auflösen eines organischen Materials oder eines Vorläufers hergestellte Lösung dazu verwendet, den Film durch einen Schleuderbeschichtungsprozess, einen Tauchprozess, einen Siebdruckprozess oder einen Walzbeschichtungsprozess aufzutragen. Außerdem kann der Isolierfilm durch einen Prozess hergestellt werden, bei dem der Film unter bestimmten Härtungsbedingungen gehärtet wird (Erwärmen des Films oder Bestrahlen desselben mit Licht). Auch kann der Isolierfilm durch einen Dampfabscheidungsprozess, einen Sputterprozess, einen CVD-Prozess oder den LB(Langmuir-Blodgett)- Prozess hergestellt werden.
Im nächsten Schritt wird eine Reflexionsplatte auf dem Isolierfilm hergestellt. Diese Reflexionsplatte wird im allgemeinen dadurch hergestellt, dass eine Metallzusammensetzung auf eine im allgemeinen aus Polyimid oder einem Acrylharz bestehende transparente Fläche mit einem darauf ausgebildeten unregelmäßigen Muster von Vorsprüngen aufgetragen wird. Als Metallzusammensetzung für die Reflexionsplatte sind Metalle wie Aluminium, Nickel, Zinn und Silber bevorzugt. Die Metallzusammensetzung wird durch einen Dampfniederschlagungsprozess oder dergleichen zu einer vorbestimmten Konfiguration strukturiert. Die Metallzusammensetzung verfügt über eine Dicke von 0,01 bis 0,1 um. Der so hergestellte Vorsprung hat eine Höhe (d&sub1;) von ungefähr 0,2 bis 3 um.
Auf der Reflexionsplatte kann ein anderer Isolierfilm angebracht werden. Auf der Reflexionsplatte und dem anderen Isolierfilm wird ein Ausrichtungsfilm hergestellt. Dieser Ausrichtungsfilm verwendet fallabhängig entweder eine anorganische oder eine organische Schicht. Zu anorganischen Ausrichtungsfilmen gehören Siliziumoxid oder dergleichen. Andererseits können als organischer Ausrichtungsfilm Materialien wie Nylon, Polyvinylalkohol, Polyimid oder dergleichen verwendet werden. Als Verfahren zur Vertikalausrichtung wird allgemein ein Verfahren verwendet, das eine Vertikalanordnung von Flüssigkristallmolekülen dadurch ermöglicht, dass ein Silan-Kopplungsmittel, Polycyclohexan und ein Chromkomplex auf das Substrat aufgetragen werden. In diesen Fällen werden Flüssigkristallmoleküle durch die Wechselwirkung der Alkylgruppe und der Endgruppe der Flüssigkristallmoleküle vertikal ausgerichtet. Insbesondere dann, wenn die Alkylgruppe 14 bis 18 Kohlenstdffatome aufweist, ist die Kraft am stärksten, die die Flüssigkristallmoleküle vertikal anordnet. Außerdem sind auch Ausrichtung unter Verwendung polymerer Flüssigkristalle und eines LB-Films, Ausrichtung durch ein Magnetfeld sowie solche durch einen Abstandshalter-Kantenprozess möglich. Ferner ist auch ein Verfahren möglich, das Dampfniederschlagung von SiO&sub2; und Sinx ermöglicht.
Die obige Ausrichtungsbehandlung erzeugt eine Oberflächenschicht als Ausrichtungsbehandlungsschicht.
Außerdem werden die Substrate 9 und 10 so aufeinanderlaminiert, dass die Ausrichtungsfilme 4a, 4b einander gegenüberstehend angeordnet sind und zwischen diese Ausrichtungsfilme wird eine Flüssigkristallzusammensetzung 7 eingebracht und durch eine Abdichtung 6 abgedichtet. Auf diese Weise wird eine Flüssigkristallzelle 11 hergestellt, die die Flüssigkristallzusammensetzung 7 zwischen den Substraten 9 und 10 enthält.
Hierbei ist die Flüssigkristallzusammensetzung 7 zwischen den zwei Ausrichtungsfilmen, dem oberen und dem unteren, angeordnet. Die Dicke (d) der Zelle hängt vom Design und der Konstruktion der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ab. Die Dicke (d) liegt im Bereich von ungefähr 1,0 bis 20,0 um, jedoch beträgt sie vorzugsweise 5,0 bis 8,0 um.
Wenn der Kontrast dieser Anzeigevorrichtung gemessen wird, ergibt sich überraschenderweise, dass nur eine Vorrichtung, die den folgenden Bedingung gen genügt, über hohen Kontrast verfügt, wodurch eine helle Anzeige möglich ist.
Anders gesagt, genügt die Vorrichtung einer durch die folgende Gleichung wiedergegebenen Bedingung:
1,5 < d < P&sub0; < 4 oder d&sub1; < ds / 2,
wobei P&sub0; die Schraubenganghöhe der Flüssigkristallzusammensetzung repräsentiert, d die Zellendicke der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung repräsentiert, d&sub1; die Höhe der Vorsprünge auf der Reflexionsplatte repräsentiert, d&sub5; die Tiefe der Oberflächenschicht repräsentiert, die durch Addieren der Dicken des oberen und des unteren, mit Ausrichtungsbehandlung versehenen Ausrichtungsfilmen gebildet ist.
Die Schraubenganghöhe (P&sub0;) die Höhe (d&sub1;) der Vorsprünge sowie die Tiefe (ds) der Oberflächenschicht liegen vorzugsweise in den Bereichen von 0,25 bis 13,33 um, von 0,05 bis 3,0 um bzw. von 0,1 bis 5,33 um.

BEISPIEL

Beispiel 1

Fig. 1 ist eine Modellansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
Zu ZLI-2327 (hergestellt von Merck & Co.), bei dem ein schwarzes Pigment in einen nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie gemischt war, wurde eine vorbestimmte Menge von optisch aktivem S-811 (hergestellt von Merck & Co.) zum Erzeugen einer Flüssigkristallzusammensetzung so zugemischt, dass d/P&sub0; = 1,0; 1,7; 2,2; 3,0 galten.
Auf einem der zwei Substrate, auf denen jeweils eine transparente Elektrode ausgebildet war, wurde eine Aussparung so hergestellt, dass die Beziehung d&sub1; < ds / 2 galt, und d&sub1; wurde auf 0,5 um gehalten. Dann wurden die zwei Substrate einer Vertikalausrichtungsbehandlung unterzogen, um eine Flüssigkristallzelle mit einer Zellendicke (d) von 7,7 pm herzustellen. In die Zellendicke wurde die obige Flüssigkristallzusammensetzung eingebracht. P&sub0; hatte die Werte 7,7; 4,5; 3,5 bzw. 2,6 um.
In eine keilförmige Zelle, die an ihrer Oberfläche mit einer Vertikalausrichtung versehen war, wurde ein chiral-nematischer Flüssigkristall injiziert. Hierbei wurde die Dicke d&sub5; der Oberflächenschicht durch Messen der Dicke der Zelle an der Grenze zwischen einem Bereich mit Schraubenbewegung der Flüssigkristallmoleküle und einem Bereich mit Vertikalausrichtung derselben gemessen. Es erfolgte eine allgemeine Repräsentation durch die folgende Formel als Funktion von P&sub0;:
ds =0,4P&sub0;
m Ergebnis hatte ds die Werte 3,1; 1,8; 1,4 bzw. 1,04.
Im nächsten Schritt wurde eine Änderung der Transmission durch Anlegen einer Spannung an die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung untersucht. Fig. 2 zeigt das Untersuchungsergebnis. Außerdem ist in Fig. 3 der Einfluss von d/P&sub0; auf das Kontrastverhältnis dargestellt. Die Beziehung d/P&sub0; = 1,0 zeigt an, dass das Kontrastverhältnis abgefallen war, da die Transmission ohne angelegte Spannung hoch war, obwohl die Schwellenspannung niedrig war. Andererseits stieg, wenn die Beziehungsänderung groß war, das Kontrastverhältnis als Ergebnis einer Verringerung der Transmission bei fehlender angelegter Spannung an, und die Schwellenspannung wurde hoch. Außerdem zeigte das Kontrastverhältnis eine Sättigungstendenz in der Größenordnung von d/P&sub0; = 4. Demgemäß konnte die Vorrichtung mit einer niedrigen Spannung angesteuert werden, bei der sie hohes Kontrastverhältnis in einem Bereich zeigen konnte, der 1,5 < d/P&sub0; < 4 genügte.

Beispiel 2

Fig. 4 veranschaulicht einen Herstellprozess für eine Reflexionsplatte, wie sie bei einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexionstyp verwendet wird. Auf einer Oberfläche eines Glases 21 mit einer Dicke von 1 mm (Produktname 7059 von Owens-Corning Fiberglass Co.) wurde ein organischer Isolierfilm 16 mit einer Dicke von 1,7 um durch Schleuderbeschichten von Polyimidharz mit einer Drehzahl von 1200 U/Min. für 20 Sekunden hergestellt, wie in Fig. 4(a) dargestellt. Auf den organischen Isolierfilm wurde ein Resist 22 aufgetragen, wie in Fig. 4(b) dargestellt. Ein Strukturieren und Trockenätzen, wie in Fig. 4(c), (d) dargestellt, wurden unter Verwendung einer vorbestimmten Maske 13 ausgeführt, um Vorsprünge auf dem organischen Isolierfilm auszubilden, wie es in Fig. 4(f) dargestellt ist. Außerdem kann, nach dem Herstellen der Vorsprünge, ein organischer Isolierfilm aufgetragen werden, um eine glatte Oberfläche zu schaffen. Ferner wurde ein dünner Metallfilm 18 auf dem organischen Isolierfilm 16 hergestellt, der zuvor ausgebildet wurde, wie es in Fig. 4(g) dargestellt ist. Zu Materialien für den dünnen Metallfilm gehören Al, Ni, Cr und Ag. Die Dicke des dünnen Metallfilms liegt geeigneterweise im Bereich von ungefähr 0,01 bis 1,0 um. Bei diesem speziellen Beispiel wurde Al einer Vakuumaufdampfung unterzogen, um einen dünnen Metallfilm herzustellen. Durch einen solchen Prozess wurde eine Reflexionsplatte 18 hergestellt. Eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung vom Reflexionstyp, die der Bedingung d/P&sub0; = 2,2 genügte, wurde unter Verwendung der oben genannten Reflexionsplatte 18 hergestellt.
Das Kontrastverhältnis zeigte den Wert 7. Das Anlegen einer Ansteuerspannung von 12 V sorgte für günstige Anzeigeeigenschaften. Außerdem wurde klargestellt, dass günstige Anzeigeeigenschaften wie ein Kontrastverhältnis von 4 oder mehr und eine Ansteuerspannung von 15 V oder weniger in einem Bereich erzielt werden konnten, der der Beziehung 1,5 < P&sub0; < 4 genügte.

Beispiel 3

Fig. 6 ist ein Teilschnitt eines Aktivmatrixsubstrats vom Reflexionstyp zur Verwendung bei einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexionstyp.
Das Aktivmatrixsubstrat bei der Erfindung verfügte über ein isolierendes Glassubstrat 31 und einen auf dem Substrat ausgebildeten TFT (Dünnfilmtransistor) 40, der als Schaltbauteil diente. Die Sourceelektrode 36 diente als Eingangsanschluss des TFT 40. Mit der Sourceelektrode 36 war eine Sourcebusleitung 39 verbunden. Der organische Isolierfilm 42 überzog den TFT 40 und die Sourcebusleitung 39, wie dies auf der gesamten Oberfläche des Substrats 31 auszubilden war. Auf der Oberfläche eines organischen Isolierfilms 42 wurde ein Vorsprung 42a mit kreisförmiger und torusförmiger Konfiguration hergestellt, mit der Funktion einer Reflexionsplatte 38, was durch einen Photolithographieprozess oder ein Trockenätzprozess mit zufälliger Anordnung erfolgte. In einem Teil des organischen Isolierfilms 42, der auf der Drainelektrode 37 lag, die als Ausgangsanschluss des TFT 40 diente, wurde ein Kontaktloch 43 hergestellt. Die Reflexionsplatte 38 wurde nur auf dem Vorsprung 42a des organischen Isolierfilms 20 ausgebildet und über das Kontaktloch 43 mit der Drainelektrode 37 des TFT 40 verbunden. Andererseits wurde die Reflexionsplatte 38 auf solche Weise hergestellt, dass sie einen Teil der Gatebusleitung und einen Teil der Sourcebusleitung überlappte. Die Reflexionsplatte 38 konnte mit der Funktion einer Pixelelektrode verwendet werden. Beim oben genannten Aufbau waren die Reflexionsplatte 38, die Gatebusleitung und die Sourcebusleitung so hergestellt, dass sie einander überlappten, so dass kein Zwischenraum zwischen der Reflexionsplatte 38, der Gatebusleitung und der Sourcebusleitung vorhanden war. Dieser Aufbau hatte den Vorteil, dass die Fläche der Reflexionsplatte 38 vergrößert werden konnte. Das Vergrößern der Fläche der Reflexionsplatte 38 vergrößerte das Pixelöffnungsverhältnis, was eine helle Anzeige ermöglichte. Wenn die Isolierung in einem Abschnitt fehlschlug, in dem die Reflexionsplatte 38, die Gatebusleitung und die Sourcebusleitung überlappten, konnte dieser Isolierungsmangel dadurch behoben werden, dass der Überlappungsabschnitt in eine Vorsprungskonfiguration überführt wurde.
Fig. 7 veranschaulicht die Herstellprozesse des in Fig. 6 dargestellten Aktivmatrixsubstrats. Auf einem isolierenden Glassubstrat 31 wurde durch einen Sputterprozess eine Schicht aus Ta-Metall mit einer Dicke von 3000 Å hergestellt und dann wurden durch Strukturieren der Ta-Metallschicht durch einen Photolithographieprozess und einen Ätzprozess eine Gatebusleitung und die Gateelektrode 33 hergestellt (Schritt 1). Im nächsten Schritt wurde ein Gateisolierfilm aus SiN mit einer Dicke von 4000 Å und eine Halbleiter schicht in diese Reihenfolge durch einen Plasma-CVD-Prozess aufeinanderfol gend hergestellt (Schritt 2). Im nächsten Schritt wurden die Kontaktschicht und die Halbleiterschicht durch Strukturieren einer n&spplus;-dotierten, amorphen Siliziumschicht und einer amorphen Siliziumschicht hergestellt (Schritt 3). Dann wurde Mo-Metall mit einer Dicke von 2000 Å auf der gesamten Oberfläche des Substrats durch einen Sputterprozess hergestellt, und dann wurden die Sourceelektrode 36, die Drainelektrode 37 und die Sourcebusleitung durch Strukturieren der Mo-Metallschicht hergestellt (Schritt 4). Durch den obigen Prozess wurde der TFT 40 hergestellt.
Auf der gesamten Oberfläche des Substrats wurde Polyimidharz mit einer Dicke von 1700 Å ausgebreitet, das ferner so strukturiert wurde, dass ein organischer Isolierfilm gebildet war (Schritt 5). Dann wurde ein organischer Isolierfilm 42 hergestellt und in diesem wurde durch einen Photolithographie- und Trockenätzprozess ein Kontaktloch 43 ausgebildet (Schritt 6). Der organische Isolierfilm 42 wurde zu kreisförmiger, torusförmiger Konfiguration für Zufallsanordnung durch einen Photolithographie- und Trockenätzprozess strukturiert (Schritt 7). Durch einen Wärmetemperungsprozess wurde ein glatter Vorsprung 42a, b ausgebildet (Schritt 8). Dann wurde auf der gesamten Oberfläche des organischen Isolierfilms 42 ein Al-Film hergestellt, der zum Ausbilden einer Reflexionsplatte 38 strukturiert wurde (Schritt 9).
Die Reflexionsplatte 38 wurde durch das im organischen Isolierfilm 42 ausgebildete Kontaktloch 43 mit der Drainelektrode 37 des TFT 40 verbunden. Die Form der Vorsprünge auf dem organischen Isolierfilm konnte durch die Form der Maske, die Dicke des Resists und die Dicke des organischen Isolierfilms eingestellt werden.
Durch den obigen Prozess konnte ein Aktivmatrixsubstrat 50 vom Reflexionstyp hergestellt werden.
Fig. 18 zeigt eine Schnittansicht einer Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung vom Reflexionstyp, die unter Verwendung eines Aktivmatrixsubstrats vom Reflexionstyp hergestellt wurde. Auf der gesamten Oberfläche komplementärer Farbfilter 46a, 46b (magenta und grün) wurde ein LTG-Film 47 mit einer Dicke von 1000 Å hergestellt. Das Aktivmatrixsubstrat 50 vom Reflexionstyp und der LTG-Film 47 auf dem komplementären Farbfiltersubstrat 51 (magentagrün) wurden jeweils mit einem Flüssigkristall-Ausrichtungsfilm (44, 48) auf jeder zugehörigen Oberfläche beschichtet und dann gesintert. Zwischen diesen Substraten wurde eine Abdichtungsschicht (nicht dargestellt) mit Abstandshaltern mit einem Durchmesser von 7 um, die in einen klebenden Abdichtungsstoff eingemischt waren, durch ein Siebdruckverfahren hergestellt. Nachdem die Abdichtungsschicht hergestellt war, wurde eine Flüssigkristallzusammensetzung 49 eingebracht, nachdem ein Entgasen im Vakuum stattgefunden hatte. Dieses spezielle Beispiel verwendete eine Flüssigkristallzusammensetzung, die dadurch hergestellt wurde, dass 4,5 Gew.-% (d/P&sub0; = 2,2) eines chiralen Materials (hergestellt von Merck & Co.; Handelsbezeichnung S811) mit einem Gast-Wirt-Flüssigkristall (hergestellt von Merck & Co.; Handelsbezeichnung ZLI2327), in den ein schwarzes Pigmen eingemischt war, vermischt wurde.
Dieses spezielle Beispiel einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung unter Verwendung eines Aktivmatrixsubstrats zeigte gleichmäßige Ausrichtung und eine Anzeige mit einem günstigen Kontrast von 8.
Dieses Beispiel offenbart eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung unter Verwendung von Glas als isolierendes Substrat. Selbst undurchsichtige, isolierende Substrate, wie Si-Substrate, zeigten denselben Effekt. Ferner bestand in diesem letzteren Fall der Vorteil, dass auf dem Substrat eine Schaltung ausgebildet werden konnte.
Übrigens offenbart das obige Beispiel eine Vorrichtung unter Verwendung eines TFT als zugehöriges Schaltbauteil. Jedoch gilt dasselbe für ein Aktivmatrixsubstrat unter Verwendung von Metall-Isolierungs-Metall(MIM)-Bauteilen, Dioden, Transistoren und dergleichen.
Wie oben angegeben, schafft die Erfindung eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer Flüssigkristallzusammensetzung mit einem chiral-nematischen Flüssigkristall, der dadurch hergestellt wird, dass ein chiraler Zusatzstoff in einen nematischen Flüssigkristall und ein Pigment mit zwei Farbtönen eingemischt wird und eine Reflexionsplatte verwendet wird, wobei das Zusammensetzungverhältnis der Bedingung 1,5 < d/P&sub0; < 4 genügt und die Höhe der Vorsprünge auf der Reflexionsplatte der Bedindung d&sub1; < d&sub2; / 2 genügt, wodurch Ansteuerung mit niedriger Spannung möglich ist und eine günstige Anzeige geschaffen wird, die frei von Unregelmäßigkeiten ist.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die einen Gast-Wirt-Modus mit Phasenübergang verwendet und folgendes aufweist:

- ein Substrat (1a, 31);

- eine Reflexionsplatte (12, 38) und einen Ausrichtungsfilm (4a, 44), die in dieser Reihenfolge auf dem Substrat angeordnet sind;

- ein transparentes Substrat (1b, 45), das dem Substrat (1a, 31) gegenüberstehend angeordnet ist;

- eine transparente Elektrode und einen anderen Ausrichtungsfilm (4b, 48), der auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist; und

- eine Flüssigkristallzusammensetzung (49), die zwischen dem Ausrichtungsfilm (4a, 44) und dem anderen Ausrichtungsfilm (4b, 48) angeordnet ist und einen nematischen Flüssigkristall, einen chiralen Zusatzstoff und ein Pigment mit zwei Farbtönen enthält;

- wobei die Schraubenganghöhe P&sub0; in der Flüssigkristallzusammensetzung und die Zellendicke d der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der Beziehung 1,5 < d/P&sub0; < 4 genügen;

dadurch gekennzeichnet, dass

- auf der Reflexionsplatte Vorsprünge (42a) unregelmäßig vorhanden sind, wobei die Höhe d&sub1; eines Vorsprungs auf der Reflexionsplatte (12, 38) und die Tiefe ds der Oberflächenschicht, die durch Addieren der Dicken der zwei Ausrichtungsfilme gebildet ist, den Bedingungen (1) d&sub1; < ds/2 und (2) 0,05 um < d&sub1; < 3,0 um genügen; und

- die Ausrichtungsfilme einer Vertikalausrichtungsbehandlung in bezug auf die jeweiligen Substrate unterzogen wurden.

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schraubenganghzhe (P&sub0;) im Bereich von 0,25 bis 13,33 um liegt.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zellendicke (d) im Bereich von 1,0 bis 20,0 um liegt.