專利名稱：液晶顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可基本消除殘留圖象的具有高質(zhì)量畫面的液晶顯示設(shè)備。
在先有技術(shù)的液晶顯示設(shè)備中，分別在兩個基片之一上形成的相對的兩個透明電極，被用作激勵液晶層的電極。因為采用了以扭轉(zhuǎn)向列顯示方法為代表的顯示方法，其中晶體顯示是通過提供一個在方向上大致垂直于基片邊界平面的電場來工作的。另一方面，對其電場具有在方向上大致平行于基片的方法來說，有在JP-B-63-21907和WO91/10936中透露的一些利用一對梳狀電極的例子。在這些情況下，電極不一定要透明的，可使用導(dǎo)電性高的不透明的金屬電極。然而，上述先有技術(shù)并未講明任何液晶體材料，定向薄膜和絕緣薄膜，它們是在激勵顯示系統(tǒng)時得到高質(zhì)量畫面所需的，其中電場是按照大致平行于基片平面的方向而供給液晶的(從此以后被稱作面內(nèi)交換系統(tǒng))，所用方法是有源矩陣驅(qū)動法或簡單矩陣驅(qū)動法。
當在顯示面顯示一個字符或一張圖畫時，甚至在擦去以后，字符或圖畫的影像還要在顯示面上持續(xù)一會兒，有時還產(chǎn)生被叫作殘留圖像的不均勻顯示。對于其中電場是按垂直方向提供或是面內(nèi)交換系統(tǒng)的兩種顯示方法來說，殘留圖象都是惡化其圖像質(zhì)量的共同問題。尤其是，在面內(nèi)交換系統(tǒng)情況下，要比其中電場是垂直于基片平面產(chǎn)生的情況，更容易產(chǎn)生殘留圖像。
本發(fā)明之目的在于提供一種可基本消除殘留圖像的具有高質(zhì)量畫面的液晶顯示設(shè)備。
為了解決上述問題，本發(fā)明者解釋本發(fā)明如下至于第一種裝置，發(fā)明了一種液晶顯示設(shè)備(在下文稱作面內(nèi)交換系統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備)，其中顯示圖像單元由基片上的電極組成，用于液晶層的定向薄膜是直接在基片上形成的，或通過絕緣層形成，該基片被安排成面向另一透明基片，在這另一基片上形成了另一定向薄膜，液晶層被保持在上述兩基片之間，電極被安排得使其產(chǎn)生一個供給液晶層的平行于基片的電場，電極連向外部控制裝置，提供一個用于改變液晶層光學特性的偏振裝置，和一個不大于5分鐘的亮度恢復(fù)時間，在此亮度恢復(fù)時間指的是顯示了30分鐘并被關(guān)掉的顯示部位的亮度，恢復(fù)到本底亮度為止的時間。
在面內(nèi)交換系統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備中，顯示圖元是由掃描信號電極和圖像信號電極組成的。此外，雖然裝備有圖元電極和有源單元是合乎需要的，但這項條件并不限制本發(fā)明。
在此，定向薄膜意味著一種有使液晶定向作用的薄膜。絕緣薄膜意味著一種用于電絕緣的薄膜，但該膜同時能夠有一種保護電極的作用。
至于第二種裝置，發(fā)明了一種面內(nèi)交換系統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備，其中恢復(fù)亮度所需的時間小于5分鐘，和液晶層(簡寫為LC)、定向薄膜(簡寫為AF)和/或絕緣薄膜(簡寫為PAS)的比介電常數(shù)∈r和電阻率ρ的相應(yīng)乘積(∈rρ)LC、(∈rρ)AF、和/或(∈rρ)PAS，都在1×109Ω·cm-8×1015Ω·cm的范圍內(nèi)。
在此，液晶層的介電常數(shù)∈r意味著由下列方程表示的平均介電常數(shù)∈r＝(∈r‖+2∈⊥)/3式中，∈‖是在分子長軸方向上的介電常數(shù)，而∈⊥是分子短軸方向的介電常數(shù)。
當∈rρ小于1×109Ω.cm時，該設(shè)備不能維持其絕緣性和足夠的電壓保持率。
至于第三種裝置，發(fā)明了一種面內(nèi)交換系統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備，其中恢復(fù)亮度所需的時間小于5分鐘，和定向薄膜和/或絕緣薄膜的表面電阻的相應(yīng)值是在3×1011Ω/□-2.5×1018Ω/□的范圍。
當表面電阻值小于3×1011Ω/□時，該設(shè)備不能保持其絕緣性質(zhì)和電壓維持率。
至于第四種裝置，發(fā)明了一種面內(nèi)交換系統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備，其中液晶層、定向薄膜和/或絕緣薄膜的比介電常數(shù)∈r和電阻率ρ的相應(yīng)乘積((∈rρ)LC、(∈rρ)AF和/或(∈rρ)PAS)，相互有大約相同的值。
至于第五種裝置，發(fā)明了一種在上面第四種裝置中所述的液晶顯示設(shè)備，其中相應(yīng)乘積在1×109Ω.cm-8×1015Ω.cm的范圍。
至于第六種裝置，發(fā)明了一種面內(nèi)交換系統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備，其中液晶層、定向薄膜和/或絕緣薄膜的比介電常數(shù)∈r和電阻率ρ的相應(yīng)乘積((∈rρ)LC、(∈rρ)AF和/或(∈rρ)PAS)最大值與最小值之比，等于或大于1，和等于或小于100。
至于第七種裝置，發(fā)明了一種面內(nèi)交換系統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備，其中液晶層、定向薄膜和/或絕緣薄膜的比介電常數(shù)∈r和電阻率的相應(yīng)乘積((∈rρ)LC、(∈rρ)AF和/或(∈rρ)PAS)具有由下列方程(1)至(3)表示的關(guān)系。
0.1≤(∈rρ)LC/(∈rρ)AF≤10 (1)0.1≤(∈rρ)LC/(∈rρ)PAS≤10 (2)0.1≤(∈rρ)AF/(∈rρ)PAS≤10 (3)至于第八種裝置，發(fā)明了一種面內(nèi)交換系統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備，其中在基片1上的定向薄膜和絕緣薄膜的薄膜厚度之和是在0.5-3μm的范圍。
至于第九種裝置，在上面第一至第八種裝置的任何一種中描述的液晶顯示設(shè)備，已被發(fā)明，其中設(shè)備裝有一個用于信息的輸入裝置，一個用于計算或處理該信息的裝置，一個用于輸出該計算或處理信息的設(shè)備，一個存儲設(shè)備，和一個內(nèi)部電源。
在本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備中，絕緣薄膜的厚度最好是在0.4-2μm的范圍。
此外，在本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備中，定向薄膜最好由有機材料制作，絕緣薄膜最好由無機材料制作。而且，定向薄膜最好由有機材料制作，絕緣薄膜最好具有無機材料和有機材料制作的雙層結(jié)構(gòu)。
此外，在本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備中，定向薄膜最好由有機材料制作和絕緣薄膜最好由無機材料制作，并且由有機材料制作的定向薄膜最好厚于由無機材料制作的絕緣薄膜。
此外，定向薄膜和絕緣薄膜最好都由有機材料制作，并且定向薄膜和絕緣薄膜最好由同一種材料制作。另外此連液晶的定向薄膜平面的一側(cè)是平的。
為了實現(xiàn)具有高質(zhì)量畫面的彩色顯示，最好在兩個基片的任何一個上都裝有一個濾色鏡，并且最好把絕緣層插入濾色鏡和液晶層之間。而且，在濾色鏡上的有壓平臺階作用的薄膜最好由有機材料制作，并且最好在由有機材料組成的薄膜上形成由無機材料組成的薄膜。此外，最好通過一層由無機材料組成的中間體在濾色鏡的基片上構(gòu)成定向薄膜。


圖1是涉及本發(fā)明的對向基片提供面內(nèi)交換的液晶顯示設(shè)備中的液晶工作進行解釋的示意圖，圖2是涉及本發(fā)明的示意圖，說明在向基片提供水平電場的液晶顯示設(shè)備中，由邊界平面上分子縱軸排列方向?qū)﹄妶龇较蛐纬傻慕嵌龋陀善鹌耒R的透光軸對電場方向形成的角度，圖3是圖元部件(1)的平面圖和橫截面圖，圖4是圖元部件(2)的平面圖和橫截面圖，圖5是圖元部件(3)的平面圖和橫截面圖，
圖6是圖元部件(4)的平面圖和橫截面圖，圖7是表示涉及本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備中系統(tǒng)組成典型實例圖，圖8是說明取決于相應(yīng)層中相對介電常數(shù)和層厚的在液晶層內(nèi)電力線折射規(guī)律和水平電場強度變化的示意圖，圖9(a)是液晶、絕緣薄膜和定向薄膜的相應(yīng)電阻率ρ和比介電常數(shù)∈的乘積∈ρ的最大值和殘留圖象特征之間關(guān)系的說明圖，圖9(b)是液晶、絕緣薄膜和定向薄膜的相應(yīng)電阻率ρ和比介電常數(shù)∈的乘積∈ρ的最大值與最小值的比值和殘留圖象特征之間關(guān)系的說明圖，圖10(a)是絕緣薄膜和定向薄膜的膜厚總和與殘留圖象評價結(jié)果之間關(guān)系說明圖，圖10(b)是絕緣薄膜和定向薄膜的膜厚總和與透射因數(shù)之間關(guān)系說明圖，和圖11是說明電荷充電過程和放電過程與殘留圖象之間關(guān)系的典型圖。
下文解釋面內(nèi)交換系統(tǒng)的原理，其中電場是在平行于基片的方向供給的，并且隨后解釋本發(fā)明的操作。
首先，定義角度φP，它是由起偏振鏡的偏振光透光軸對電場方向形成的角度，和角度φLC，它是由液晶邊界附近的液晶主軸(光軸)方向?qū)﹄妶龇较蛐纬傻慕嵌龋鐖D2所示。起偏振鏡和液晶邊界是分別在每個上側(cè)和下側(cè)以配對方式存在的。
因此，在必要時，把角度表示成φp1、φp2、φLC1、和φLC2。圖2相應(yīng)于下文解釋的圖1的前視圖。
圖1(a)和1(b)是說明本發(fā)明的液晶面板中液晶操作的側(cè)橫截面圖，而圖1(c)和1(d)是相應(yīng)于圖1(a)和1(b)的前視圖。在圖1中，略去了有源單元。此外，根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成條狀電極，以便形成多個圖元，但圖1只示出一個圖元。一個在不供給電壓情況下的單元的側(cè)橫截面如圖1(a)所示，而圖1(a)的前視圖見圖1(c)。在一對透明基片1的內(nèi)側(cè)制成線性信號電極3和4和一個公共電極5，在基片和電極上裝有絕緣薄膜7，在絕緣膜7上裝有定向薄膜8并經(jīng)定向處理。液晶組成物夾在基片之間。使棒形液晶分子12取向，以便在不提供電場時對條狀電極的縱向取小角度，即45°＜φLC＜135°，或-45°＜φLC＜-135°。在下文解釋一個實例，其中在上下邊界的液晶分子取向是平行的，即φLC1＝φLC2。此外，液晶組成物的介電各向異性是假定為正的。
其次，當供給電場9時，液晶分子把其取向變?yōu)閳D1(b)和1(d)所示的電場方向。因此，當起偏振鏡2以指定角11設(shè)置時，通過施加電場使光的透射成為可變的。如上所解釋，根據(jù)本發(fā)明，在不用透明電極的情況下使給出對比度的顯示成為可能。在本描述中把液晶組成物的介電各向異性假設(shè)為正，但負的各向異性也是可用的。在負的各向異性情況下，液晶分子按照第一取向條件取向，從而對于條狀電極縱向的垂直方向有一個小角度φLC，即-45°＜φLC＜45°，或135°＜φLC＜225°。
在圖1中，示出了一個其公共電極與信號電極及圖元電極不在同一層的實例，但公共電極是可與信號電極及圖元電極在同一層的。圖3示出一個當公共電極與圖元電極在同一層時圖元結(jié)構(gòu)的典型例子，而圖4和5示出當公共電極與圖元電極不在同一層時圖元結(jié)構(gòu)的典型例子。此外，即使不提供公共電極，掃描電極也能起到與公共電極作用相同的作用。然而，在下文解釋本發(fā)明的要點在于構(gòu)成液晶單元的絕緣材料，在于能夠用于各種電極結(jié)構(gòu)和薄膜晶體管結(jié)構(gòu)。
正如上面第一種裝置所解釋，能夠得到一個可基本消除殘留圖象的具有高質(zhì)量畫面的液晶顯示設(shè)備，方法是使顯示設(shè)備在顯示同一圖形30分鐘以后的亮度恢復(fù)所需的時間小于5分鐘。當液晶層、定向薄膜或絕緣薄膜因任何原因而產(chǎn)生極化時，便感生殘留圖象。因此，如上面第二種裝置所解釋，確實能減少殘留圖象，方法是使各液晶層、定向薄膜和/或絕緣薄膜的比介電常數(shù)∈r和電阻率ρ的相應(yīng)乘積((∈rρ)LC，(∈rρ)AF和/或(∈rρ)PAS)等于或小于8×1015Ω·cm，因為積累的電荷能被迅速張馳。一個說明按上述情況減少殘留圖象的原理的典型圖，示于圖11(a)中。圖意是能夠減少殘留圖象是因為，即使電荷被積累，張馳速度也是快的并且電荷釋放迅速。此外，如圖11(b)所示，即使張馳速度慢，也能通過降低積累但任何具有低電阻率的金屬材料，例如鉻、銅和其它金屬，都能使用。圖元數(shù)是40(×3)×30(即n＝120，m＝30)，圖元的柵距是80μm寬(即在公共電極之間)和240μm長(即在柵式電極之間)。公共電極的寬度作成12μm，它窄于相鄰公共電極之間的間隙，以獲得大的開口部分。在一個面對著具有很薄薄膜晶體管的基片的基片上，裝有分別為紅(R)、綠(G)和蘭(B)色的三個條狀濾色鏡。在濾色鏡上，迭上一層透明樹脂，以平化濾色鏡的表面。一種環(huán)氧樹脂用作上述透明樹脂材料。此外，還在透明樹脂上面加一層由聚酰胺族樹脂制成的定向控制薄膜。一個驅(qū)動LSI(大規(guī)模集成電路)連接于圖7所示的面板，一個垂直掃描電路20和一個圖象信號驅(qū)動電路21連接于TFT(薄膜晶體管)基片，并且通過從電源電路和控制器22供應(yīng)掃描信號電壓、圖象信號電壓和計時信號，驅(qū)動有源矩陣。
上和下邊界平面的引出方向是大體上互相平行的，并且與供電電場方向成15°角(φLC1＝φLC2＝15°(圖2)。通過在液晶充滿條件下以6.5μm的間隔把彌散球形聚合物珠保持在基片之間，可保持間隙d。面板放在兩個起偏振鏡(由Nitto Denko公司制造，G1220DU)之間，起偏振鏡之一的偏振光透光軸是按照大體上平行于研磨方向而選擇的，即φP1＝15°，而另一起偏振鏡軸則按垂于研磨方向選擇，即φP2＝-75°。因此，得到正常關(guān)閉特征。
在基片之間，裝有一個液晶ZLI-2806(由Merck公司制造)，它含有反式、反式-4、4′-二戊基(dipentyl)-反式-1、1′-雙環(huán)己烷電荷來減少殘留圖象。因此，殘留圖象問題是能夠改進的，方法是使定向薄膜和/或絕緣薄膜的相應(yīng)表面電阻等于或小于2.5×1018Ω/□，以減少積累電荷，如上面第三種裝置所述。而且，如上面第四、六和七種裝置所述，殘留圖象還能進一步減少，方法是使液晶層、定向薄膜和絕緣層的比介電常數(shù)∈r和電阻率ρ的乘積基本上相等。如前所述，當液晶層、定向薄膜或絕緣薄膜因任何原因而產(chǎn)生極化時，殘留圖象便感生。此外，在各層和薄膜中的極化是互相干涉的，例如定向薄膜中產(chǎn)生的極化，可在液晶層中產(chǎn)生二次極化。
例如，如果在液晶層極化的張弛過程中，在定向薄膜中剩余任何極化，那么定向薄膜中的極化會影響到液晶層，阻止液晶層中極化的張弛。因此，為了繼續(xù)進行各層或薄膜中產(chǎn)生的張弛而不互相干擾，各張弛時間必須相等。本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，在以平行于基片的方向供給電場的方法中，即在面內(nèi)交換方法中，能有效地證實上述原則。在面內(nèi)交換方法中，與各液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜相應(yīng)的電等效電路是并聯(lián)地相連的。
因此，舉例來說，當定向薄膜或絕緣薄膜的比介電常數(shù)∈r和電阻率ρ的乘積(∈rρ)是大于液晶層的乘積時，在定向薄膜或絕緣薄膜中的殘留電壓就作為額外電壓而供給液晶層，從而感生殘留圖象?？紤]到電阻R能夠用方程R＝ρd/S表示(式中ρ電阻率，d在電場方向的長度，S重直于電場的橫截面積)，面內(nèi)交換系統(tǒng)具有的單元結(jié)構(gòu)電阻就大大高于那種把電場垂直地供給基片的方法所供給液晶層的過量電壓。為了減少定向薄膜和絕緣薄膜中電阻分量，必須增加定向薄膜和絕緣薄膜的膜厚度，以擴大垂直于電場方向的橫截面積。
能夠用可靠的無機材料制成絕緣薄膜，還能夠用有機材料制成定向薄膜。此外，能夠把絕緣薄膜制成雙層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是由一層無機材料和一層比較容易成形的有機材料構(gòu)成的。
圖8是說明液晶層中電力線變化的示意圖，這種變化取決于每層中介電常數(shù)的大小。當定向薄膜和絕緣薄膜中介電常數(shù)小于液晶層的介電常數(shù)時，就能夠?qū)崿F(xiàn)比較理想的面內(nèi)交換。
因此，與基片平面成水平的電場分量是能夠有效利用的，方法是用一層有著盡量小的介電常數(shù)的有機材料去更換一層無機材料。此外，用有機材料制作絕緣薄膜就能夠?qū)崿F(xiàn)上述效果。而且用同一材料去制作絕緣薄膜和定向薄膜就能實現(xiàn)制作過程的高效率。為了改進液晶顯示設(shè)備的畫面質(zhì)量，把毗連液晶的定向薄膜的表面平面加以打平是重要的。通過打平，能夠消除表平面的臺階;通過研磨作用而使表平面都一樣，能夠抑制光漏失。
為了用面內(nèi)交換系統(tǒng)實現(xiàn)彩色顯示，只有將絕緣薄膜插入濾色鏡和液晶層之間才是必要的。因為在濾色鏡和液晶之間的間隔中存在的導(dǎo)電體可破壞水平電場。
一般說來，象環(huán)氧樹脂之類的有機材料被用作濾色鏡的平化薄膜，并且在平化薄膜上裝有透明電極。然而，如前所述，在面內(nèi)交具有的電阻。這就意味著在面內(nèi)交換系統(tǒng)中殘余直流分量是相當大的。在上述情況下，按照第五種裝置把第四種裝置、第六種裝置或第七種裝置同第二種裝置結(jié)合起來，就使得有可能在短時間內(nèi)張弛其累積電荷，而在累積電荷的張弛過程中液晶層、定向薄膜和/或絕緣膜不互相干擾。
因此，這種結(jié)合是一種減少殘留圖象的有效方法。
在面內(nèi)交換系統(tǒng)中能夠建立上面原則，而與是采用簡單矩陣驅(qū)動方法還是采用有源矩陣驅(qū)動方法無關(guān)。
此外，每個圖元的定向薄膜和絕緣薄膜的電阻分量是能夠減少的，方法是使有液晶定向作用的薄膜(定向薄膜)和有電絕緣與保護電極組作用的薄膜(絕緣薄膜)的厚度總和處于從0.5μm到3μm的范圍內(nèi)，希望處于從0.7μm到2.8μm范圍內(nèi)。實際上，如上面第十種裝置所述，希望把絕緣薄膜厚度選擇在從0.4μm到2μm的范圍，以推斷臺階對其上裝有電極組的基片的附加影響。正如前面解釋的那樣，在其中供給液晶的電場方向是基本平行于基片平面的方法中，相應(yīng)于各液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電等效電路是并聯(lián)地連接的。
因此，在定向薄膜和絕緣薄膜中的剩余電壓是直接供給液晶層的?？紤]到由于把定向薄膜和絕緣薄膜中殘留電壓供給液晶層而產(chǎn)生殘留圖象，就通過減少與每個圖元的定向薄膜和絕緣薄膜等效的電阻分量，能夠降低定向薄膜和絕緣薄膜中的殘留電壓，并能消除換系統(tǒng)中，透明電極不是必需的，平化薄膜可直接接觸定向薄膜。在這種情況下，定向薄膜的印刷性能(printability)有時會引起麻煩。因此，在平化薄膜的上部上面裝上一層象氮化硅這樣的有機材料，對提高印刷性能是有效的。濾色鏡不一定裝在其上有電極組的基片的外層平面上，寧可把濾色鏡裝在其上有有源單元和電極組的基片平面上，這樣能夠改善對準的精確度。
實施例詳述實施例1圖3示出一種用于本發(fā)明第一個實施例中圖元部件的電極結(jié)構(gòu)。在拋光玻璃基片上制成鋁制的掃描信號電極13，掃描信號電極的表面涂有氧化鋁薄膜，即鋁的陽極氧化物薄膜。制作柵式(gate)碳化硅(柵式SiN)薄膜6和無定形(amorphous)硅(a-Si)薄膜14，以復(fù)蓋掃描信號電極，并在無定形硅薄膜上制成一個n型無定形硅薄膜、一個圖元電極4和一個圖象信號電極3。此外，在與圖元電極和圖象信號電極相同的一層上裝有一個公共電極5。如圖3所示，圖元電極和信號電極具有平行于條狀公共電極和跨接于掃描信號電極的結(jié)構(gòu)，并且在基片的一端形成一個很薄的薄膜晶體管15和一組金屬電極。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠以大體平行于基片平面的方向在基片一端的圖元電極和公共電極之間提供電場9。在基片上的全部電極都是由鋁制作的。-4-腈，用作具有負介電各向異性△∈的主部件。該液晶具有5.1×1011Ω·cm的電阻率和平均6.5的比介電常數(shù);而氮化(siN)用作絕緣薄膜時具有2.5×1013Ωcm的電阻率和8的比介電常數(shù)。至于定向薄膜，采用由2，2-雙(4-(P-氨基苯氧基)苯丙烷和苯均四酸雙酐制造的聚酰胺定向薄膜，其電阻率為7.5×1013Ω·cm，平均比介電常數(shù)為2.9。因此，液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的相應(yīng)乘積(∈rρ)是分別小于8×1015Ωcm，并且三物體的最大值與最小值的比值((∈rρ)max/(∈rρ)min小于100。
通過具有五個等級的視覺觀察來評估殘留圖象。同一圖形模式顯示30分鐘，按照斷開顯示后恢復(fù)亮度所需的時間把試樣分類。試樣評估和分類如下第五級試樣是需要5分鐘以上才能恢復(fù)亮度的試樣，第四級是從1分鐘到小于5分鐘，第三級是從30秒到小于1分鐘，第二級是小于30秒但可感覺產(chǎn)生了殘留圖象，第一級是毫無殘留圖象。
本實施例1中的試樣被評為一級，因為根本觀察不到任何殘留圖象。
本發(fā)明涉及組成單元的絕緣材料的比介電常數(shù)和電阻率，因此本發(fā)明可用于電極和TFT(薄膜晶體管)的各種結(jié)構(gòu)。
實施例2圖4示出一種在本發(fā)明第二個實施例中用于圖元部件的電極結(jié)構(gòu)。在一個拋光玻璃基片上制成由鋁制作的一個掃描信號電極13和一個公共電極5，掃描信號電極的表面涂以氧化鋁薄膜，即鋁的陽極氧化膜。制成一個柵式氮化硅(柵式SiN)薄膜6，以復(fù)蓋掃描信號電極和公共電極。然后制成一個無定形硅(a-Si)薄膜14和一個在無定形硅薄膜上的n型無定形硅薄膜。而且還制成一個圖元電極4和一個信號電極3。因此，圖元電極和公共電極是相互處于不同層中。如圖4所示，圖元電極具有H形結(jié)構(gòu)，公共電極具有十字形結(jié)構(gòu)，每對電極都具有象電容器單元一樣工作的結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠按照基本平行于基片平面的方向在基片一端的圖元電極和公共電極之間供給一個電場。該基片上的全部電極都由鋁制成。但是具有低電阻的任何金屬材料，例如鉻、銅和其它金屬，都能使用。圖元電極數(shù)是320×160，圖元柵距是100μm寬(即在信號電極之間)和300μm長(即在掃描電極之間)。驅(qū)動晶體管連接于圖7所示的面板，一個垂直掃描電路20和一個圖象信號驅(qū)動電路21連接于TFT(薄膜晶體管)基片，其有源矩陣是通過從電源電路和控制器22供給掃描信號電壓、圖象信號電壓和定時信號來驅(qū)動的。
上和上邊界平面的引出方向是大體上至互相平行的，并且與供電電場的方向成105°角(φLC1＝φLC2＝105°)(圖2)。在液晶充滿條件下以4.2μm的間隔把彌散的球形聚合物小珠置于基片之間，就能維持間隙d。其面板置于兩個起偏振鏡(由Nitto Denko公司制造，G1220DU)之間，起偏振鏡之一的偏振光透光軸選在大體平行于研磨即φP1＝105°，另一起偏振鏡的軸選在垂直于研磨的方向上，即φP2＝15°。因此，獲得正常關(guān)閉的特征。
在基片之間，裝有一個液晶，其主部件是一種在終端含有三個氟基族的化合物，具有正的介電各向異性△∈。液晶具有5.0×1014Ωcm的電阻率和6.1的平均比介電常數(shù)。而氮化硅(siN)用作絕緣薄膜，其電阻率是3.0×1014Ωcm，比介電常數(shù)是8。至于定向薄膜，采用電2，2-雙[4-(P-氨基苯氧基)苯丙烷和苯均四酸雙酐制造的聚酰胺定向薄膜，其電阻率是1.0×1014Ωcm，平均比介電常數(shù)是2.9。
因此，液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)分別小于8×1015Ωcm，三物體的最大值與最小值的比值((∈rρ)max/(∈rρ)min)小于100。
在殘留圖象的評估中，按上述要求得到的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為一級，根本觀察不到任何殘留圖象。
實施例3本實施例的布置與實施例2相同，但下列情況不同絕緣薄膜具有一種由一層無機氮化硅(SiN)和一層有機環(huán)氧樹脂組成的雙層結(jié)構(gòu)，并且在有雙層的絕緣薄膜上涂上一種化合物RN-718(由Nissan化學公司制造)作為定向薄膜。絕緣薄膜具有9.1×1013Ωcm的電阻率和3.1的比介電常數(shù)。而液晶具有10×1012Ωcm的電阻率和6.1的比介電常數(shù)。
因此，液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)分別小于8×1015Ωcm，并且三物體的最大值與最小值的比值((∈rρ)max/(∈rρ)min)小于100。
按上述條件得到的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備，在殘留圖象的評估中被評為一級，并且完全看不出任何殘留圖象。
實施例4圖5示出一種用于本發(fā)明第四個實施例中圖元部件的電極結(jié)構(gòu)。很薄的薄膜晶體管單元15含有一個圖元電極4、一個信號電極3、一個掃描電極13和一種無定形硅14。公共電極5是與掃描電極處在同一層的，并從同一金屬層制成圖形而成形。此外，圖元電極和信號電極也是從同一金屬層制成圖形而成形的。電容單元是用一種結(jié)構(gòu)制成的，該結(jié)構(gòu)是在一個連接兩個公共電極5的區(qū)域中安裝一個柵式氮化硅(gate SiN)薄膜6和圖元電極與公共電極而形成的。圖元電極4裝在兩個公共電極5之間，如圖5前截面(圖5，A-A′)所示。圖元柵距是69μm寬(即在信號接線電極之間)和207μm長(即在掃描接線電極之間)。各電極寬度是10μm。而為了得到大的開口部分，為圖元部件和一個沿公共電極的信號接線電極的縱向延伸的區(qū)段而獨立制作的圖元電極的寬度，要作得分別象5μm和8μm這樣窄。為了實現(xiàn)盡量大的開口部分，公共電極和信號電極是通過絕緣薄膜而有些重迭的(1μm)。因此，制成一個黑色矩陣結(jié)構(gòu)，其中只在沿掃描接線電極的方向上設(shè)置遮蔽。從而在公共電極和圖元電極之間的間隙變成20μm，縱向開口長度變?yōu)?57μm，并得到大的開口部分，例如44.0%。圖元數(shù)是320×160，擁有320個信號接線電極和160個接線電極。如圖7所示，驅(qū)動晶體管連接于面板，一個垂直掃描電路20和一個圖象信號驅(qū)動電路21連接于TFT(薄膜晶體管)基片，并且有源矩陣是通過從電源電路和控制器22供給掃描信號電壓、圖象信號電壓和定時信號而驅(qū)動的。
絕緣薄膜是由有機環(huán)氧樹脂制成的一個單層構(gòu)成的，在該絕緣薄膜上涂有一種化合物RN-718(由Nissan化學公司制造)，用作定向薄膜。在這種情況下，絕緣薄膜具有1.5×1012Ωcm的電阻率和3.0的比介電常數(shù)。而定向薄膜具有4.0×1013的電阻率和3.1的比介電常數(shù)，液晶具有1.5×1013Ωcm的電阻率和6.1的比介電常數(shù)。
因此，液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)分別小于8×1015Ωcm，并且三物體的最大值與最小值的比值((∈rρ)max/(∈rρ)min小于100。
在殘留圖象的評估中，按上述條件得到的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為一級，完全未見任何殘留圖象。
實施例5除了下述情況以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例4相同
在絕緣薄膜上制成濾色鏡。首先制成氮化硅(SiN)層，然后用印刷法提供濾色鏡。此外，還涂上環(huán)氧樹脂，使表面變平。其后，在絕緣薄膜上涂上一種化合物RN-718(由Nissan化學公司制造)，用作定向薄膜。本實施例的絕緣薄膜具有4.4×1011Ωcm的電阻率為3.9的比介電常數(shù)，液晶具有1.6×1013Ωcm的電阻率和6.1的比介電常數(shù)。
因此，液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)分別小于8×1015Ωcm，三物體的最大值與最小值的比值((∈rρ)max/(∈rρ)min小于100。
在殘留圖象的評估中，按上述要求得到的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為一級，完全未見任何殘留圖象。
實施例6除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例5相同;
為增加毗連于液晶的定向薄膜平面的平整度，定向薄膜的厚度被調(diào)整為五倍于上面第5實施例所用的厚度(1000 )，即為5000 。因此，增加了該平面平整度，減少了該平面上的臺階，和均勻地進行了重疊處理。從而消除臺階部位的光漏失。
在殘留圖象的評估中，按上面要求制得的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為一級，完全未見任何殘留圖象，對比度被改進得好于實施例5的對比度。
實施例7除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例6相同;
在環(huán)氧樹脂層上的聚酰胺定向薄膜的印刷性能不一定最好。因此，在有平化濾色鏡作用并用作絕緣薄膜的環(huán)氧樹脂上制成氮化硅(SiN)薄膜，這是一種無機材料薄膜。根據(jù)上述處理，可改善定向薄膜的印刷性能。
在殘留圖象的評估中，按上面要求制得的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為一級，完全未見任何殘留圖象，對比度被改進得好于實施例5的對比度。改進了定向薄膜的印刷性能，提高了生產(chǎn)效率。
實施例8除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例4相同;
在絕緣薄膜中形成濾色鏡。首先制成氮化硅(SiN)層，然后用印刷法提供濾色鏡。還涂上環(huán)氧樹脂，使表面變平。其后在絕緣薄膜上涂上一種化合物RN-718(由Nissan化學公司制造)，用作定向薄膜。本實施例的絕緣薄膜具有4.4×1011Ωcm的電阻率和3.9的比介電常數(shù)。而定向薄膜具有4.9×1013Ωcm的電阻率和3.1的比介電常數(shù)，液晶具有1.6×1013Ωcm的電阻率和6.1的比介電常數(shù)。
因此，液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)分別小于8×1015Ωcm，三物體的最大值與最小值的比值((∈rρ)max/(∈rρ)min)小于100。
在殘留圖象的評估中，按上述事項制得的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為一級，完全未見任何殘留圖象。
實施例9圖6示出一種用于本發(fā)明第9實施例中圖元部件的電極結(jié)構(gòu)。在本實施例中，沒有向圖元部件提供薄的薄膜晶體管。掃描信號電極13和信號電極3是互相處于不同層的。每個電極都分別連接于掃描電路驅(qū)動器和圖象信號電路驅(qū)動器，用簡單的時間分配法驅(qū)動其矩陣。
上和下邊界平面的引出方向是大體上互相平行的，并且與供電電場方向成105°角。(φLC1＝φLC2＝105°)(圖2)。通過把彌散的球形聚合物小珠裝在基片之間在液晶充滿條件下以4.2μm的間隔維持間隙d。在兩個起偏振鏡(由Nitto Denko公司制造，G1220DU)之間設(shè)置面板，起偏振鏡之一的偏振光透光軸按大體上平行于摩擦方向作選擇，即φP1＝105°，而另一起偏振鏡軸則按垂直于摩擦方向作選擇，即φP2＝15°。因此，得到正常關(guān)閉特征。
在本實施例中，使用了一種液晶，其主部件是一種在終端含有三個氟基族的三氟化合物，具有1.0×1014Ωcm的電阻率和6.1的平均比介電常數(shù)。而氮化硅(SiN)用作絕緣薄膜，其電阻率為1.0×1012Ωcm，比介電常數(shù)為8。至于定向薄膜，采用由2，2-雙[4-(P-氨基苯氧基)苯丙烷和苯均四酸雙酐制造的聚酰胺定向薄膜，其電阻率為2.2×1013Ωcm，平均比介電常數(shù)為2.9。
因此，液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)都小于8×1015Ωcm，三物體的最大值與最小值的比值((∈rρ)max/(∈rρ)min)都小于100。
在殘留圖象的評估中，按上述條件得出的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為一級，完全未見任何殘留圖象。
實施例10除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例1相同;
液晶具有2.0×1011Ωcm的電阻率和6.5的平均比介電常數(shù)。用氮化硅(SiN)用作絕緣薄膜，其電阻率為3.0×1013Ωcm，比介電常數(shù)為8。至于定向薄膜，使用由2，2-雙[4-(P-氨基苯氧基)苯丙烷和苯均四酸雙酐制作的聚酰胺定向薄膜，其電阻率為1.0×1013Ωcm，平均比介電常數(shù)為2.9。
因此，液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)都小于8×1015Ωcm。
在殘留圖象的評估中，按上述條件制得的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為三級，其殘留圖像時間小于5分鐘。
實施例11除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例2相同;
其液晶具有2.0×1014Ωcm的電阻率和6.1的平均比介電常數(shù)。用二氧化硅(SiO2)作絕緣薄膜，其電阻率為1.0×1013Ωcm，平均比介電常數(shù)為8。至于定向薄膜，使用由2，2-雙[4-(P-氨基苯氧基)苯丙烷和苯均四酸雙酐制作的聚酰胺定向薄膜，其電阻率為2.0×1012Ωcm，平均比介電常數(shù)為2.9。
因此，液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)都小于8×1015Ωcm。在殘留圖象的評估中，按上述條件制得的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為四級，其殘留圖像時間小于5分鐘。
實施例12除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例2相同;
液晶的電阻率為2.0×1013Ωcm，其平均比介電常數(shù)為6.1。用氮化硅(SiN)作絕緣薄膜，其電阻率為1.0×1015Ωcm，比介電常數(shù)為8。用化合物RN-718(由Nissan化學公司制造)作為定向薄膜，其電阻率為3.2×1012Ωcm，平均比介電常數(shù)為3.1。
因此，液晶層、絕緣薄膜和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)都小于8×1015Ωcm。在殘留圖象的評估中，按上述條件制得的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為四級，其殘留圖像時間小于5分鐘。
實施例13圖5示出一種用于本發(fā)明第十三實施例中圖元部件的電極結(jié)構(gòu)。很薄的薄膜晶體管15是由一個圖元電極4、一個信號電極3、一個掃描電極13和無定形硅14組成的。公共電極5與掃描電極處在同一層，光柵是用同一金屬層制成。此外，圖元電極和信號電極都用一個由同一金屬制作的光柵形成。電容單元是按照這樣一種結(jié)構(gòu)制成的，在該結(jié)構(gòu)中一個柵式氮化硅(gate SiN)薄膜6是插在連有兩個公共電極5的一個區(qū)域中的圖元電極和公共電極之間的。如圖5中平面橫截面，即A-A′橫截面所示，在兩個公共電極5之間安裝圖元電極。圖元在水平方向的柵距(即在信號接線電極之間)為69μm，在垂直方向的柵距%(重量)(即在掃描接線電極之間)為207μm。全部電極寬度分別都是10μm。
而為了改進開口部分，為圖元部件單獨制成的圖元電極的信號接線電極，和沿信號接線電極縱向方向上的公共電極，都在延伸部位有稍窄的寬度，即分別為5μm和8μm。為了盡量實現(xiàn)較大的開口部分，公共電極和信號電極是通過絕緣薄膜媒介物而有些重疊(1μm)的。
因此，采用黑色矩陣結(jié)構(gòu)16，其中只在沿掃描接線電極的方向上遮蔽光。按照上述方式，公共電極之間的間隙變?yōu)?0μm，開口的縱向長度變?yōu)?57μm，從而得到大的開口部分，例如44.0%。
圖元數(shù)是320×160，具朋320個信號接線電極和160個接線電極。
如圖7所示，有一個驅(qū)動LSI(大規(guī)模集成電路)連接于面板，一個垂直掃描電路20和一個圖象信號驅(qū)動電路21連接于TFT(薄膜晶體管)基片，其有源矩陣是通過從電源電路和控制器22供給掃描信號電壓、圖象信號電壓和定時信號而驅(qū)動的。
在本實施例中，用氮化硅(SiN)制成0.4μm厚的絕緣薄膜。至于定向薄膜，采用由4，4′-二氨基二苯醚和苯均四酸雙酐制成的聚酰胺定向薄膜。定向薄膜的厚度是0.1μm，從而絕緣薄膜和定向薄膜的總厚度是0.5μm。
在基片之間，插入一個向列型液晶組成物，其正介電各向異性△∈為4.5，雙折射△n為0.072(589nm，20℃)。
上和下邊界平面的引出方向是大體上互相平行的，并與供電電場方向成95°角(φLC1＝φLC2＝95°)。在液晶充滿條件下，以4.5μm的間隔通過把彌散的球形聚合物小珠安置在基片之間而保持間隙d。因此，△n·d是0.324μm。其面板置于兩個起偏振鏡(由Nitto Denko公司制造，G1220DU)之間，起偏振鏡之一的偏振光透光軸是按照大體上平行于摩擦方向選擇的，即φP1＝95°;而另一起偏振鏡軸是按照垂直于摩擦方向選擇的，即φP2＝5°。因此，得到正常關(guān)閉特征。
如圖10所示，按上面解釋方式得出的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象，被評為一級，完全未見任何殘留圖像。此外，如圖11所示，絕緣薄膜和定向薄膜的透明度保持大于90%的透射因數(shù)。透明度是在400nm下按透射因數(shù)來評估的。
實施例14除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例13相同;
在本實施例中，用二氧化硅(SiO2)作絕緣薄膜，其厚度為1.2μm。至于定向薄膜，采用一種4，4′-二氨基二苯醚和苯均四酸雙酐制成的聚酰胺定向薄膜。定向薄膜的厚度是0.3μm，從而絕緣薄膜和定向薄膜的總厚度是1.5μm。
如圖10(a)所示，用上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象，被評為一級，完全未見任何殘留圖象。此外，如圖10(b)所示，絕緣薄膜和定向薄膜的透明度保持大于90%的透射因數(shù)。
實施例15除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例13相同;
在本實施例中，定向薄膜具有一種包含無機氮化硅(SiN)和有機環(huán)氧樹脂的雙層結(jié)構(gòu)。氮化硅層和環(huán)氧樹脂層的厚度分別是1.0μm和0.6μm。此外，至于定向薄膜，采用一種定向薄膜合成物RN-718(由Nissan化學公司制造)，其厚度是0.2μm。因此，絕緣薄膜和定向薄膜的總厚度是1.8μm。
如圖10(a)所示，按上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象被評為一級，完全未見任何殘留圖象。此外，如圖10(b)所示，絕緣薄膜和定向薄膜的透明度保持大于90%的透射因數(shù)。
實施例16除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例13相同;
在本實施例中，定向薄膜具有一種包含無機氮化硅(SiN)和有機環(huán)氧樹脂的雙層結(jié)構(gòu)。氮化硅層和環(huán)氧樹脂層的厚度分別是0.3μm和1.5μm。此外，至于定向薄膜，采用一種定向薄膜合成物RN-718(由Nissan化學公司制造)，其厚度是0.2μm。因此，絕緣薄膜和定向薄膜的總厚度是2.0μm。
如圖10(a)所示，按上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象被評為一級，完全未見任何殘留圖象。此外，絕緣薄膜和定向薄膜的透明度保持在90%以上的透明因素，如圖10(b)所示。
實施例17除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例13相同;
在本實施例中，用二氧化硅(SiO2)作絕緣薄膜，其厚度為0.2μm。至于定向薄膜，采用由4，4′-二氨基二苯醚和苯均四酸雙酐制成的聚酰胺定向薄膜。定向薄膜的厚度是2.0μm，從而絕緣薄膜和定向薄膜的總厚度是2.2μm。
如圖10(a)所示，按上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象被評為一級，完全未見任何殘留圖象。此外，如圖10(b)所示，絕緣薄膜和定向薄膜的透明度保持在90%以上的透射因數(shù)。
實施例18除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例13相同;
在本實施例中，用環(huán)氧樹脂作絕緣薄膜，其厚度為1.8μm。至于定向薄膜，采用一種由2，2-雙(4-(P-氨基苯氧基)苯丙烷和苯均四酸雙酐制作的聚酰胺定向薄膜，其厚度為0.5μm。因此，絕緣薄膜和定向薄膜的總厚度為2.3μm。
如圖10(a)所示，按上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象被評為一級，完全未見任何殘留圖象。此外，絕緣薄膜和定向薄膜的透明度保持在90%以上的透明因素，如圖10(b)所示。
實施例19除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例13相同;
在本實施例中，絕緣薄膜和定向薄膜是由同一材料制成的。這意味著涂上一層聚酰胺定向薄膜，它由2，2-雙(4-(P-氨基苯氧基)苯丙烷和苯均四酸雙酐制成，不但起定向薄膜作用，而且起絕緣薄膜作用，其厚度為2.8μm。
如圖10(a)所示，按上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象被評為一級，完全看不到任何殘留圖象。此外，如圖10(b)所示，絕緣薄膜和定向薄膜的透明度保持在90%以上的透射因數(shù)。
實施例20除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例13相同;
在絕緣薄膜中制作濾色鏡。首先，制成氮化硅(SiN)薄膜，并在氮化硅薄膜上用印刷法作成濾色鏡。還涂上一層環(huán)氧樹脂，使薄膜表面變平。然后用涂上一層定向薄膜合成物RN-718(由Nissan化學公司制造)的方法制成定向薄膜。
氮化硅層和環(huán)氧樹脂層的厚度分別是0.3μm和1.5μm。定向薄膜合成物層的厚度是0.2μm。
如圖10(a)所示，按上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象被評為一級，完全看不到任何殘留圖象。此外，絕緣薄膜和定向薄膜的透明度保持在90%以上的透射因數(shù)，如圖10(b)所示。
實施例21除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例20相同;
為了使毗連于液晶的定向薄膜表面更為平整，環(huán)氧樹脂層作成0.3μm厚，定向薄膜成物Rn-718層涂成0.7μm厚。因此，表面平整度得以改善，并且交疊處理進行得更均勻，因為降低了表面臺階。結(jié)果，消除了光漏失。
如圖10(a)所示，按上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象被評為一級，完全看不到任何殘留圖象。此外，對比度也得以增加，它大于實施例17的對比度。
實施例22除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例20相同;
環(huán)氧樹脂層上的聚酰胺定向薄膜的印刷性能不一定最好。因此，在1.5μm厚的環(huán)氧樹脂層上制成一層0.3μm厚的無機氮化硅(SiN)薄膜，環(huán)氧樹脂可使濾色鏡變平并用作絕緣薄膜。從而改進了定向薄膜的印刷性能。在那時，涂上一層0.1μm厚的定向薄膜合成物RN-718。
如圖10(a)所示，按上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象被評為一完全看不到任何殘留圖象。對比度增加，大于實施例17的對比度，生產(chǎn)效率由于定向薄膜印刷性能提高而提高。
實施例23圖6表示一種用于本發(fā)明第23實施例中圖元部件的電極結(jié)構(gòu)。在本實施例中，未向圖元部件提供薄的薄膜晶體管。掃描信號電極13和信號電極3是互相處于不同層中的。每個電極都分別連接于掃描電路驅(qū)動器和圖象信號電路驅(qū)動器，用簡單的定時方式驅(qū)動矩陣。
上和下邊界平面的引出方向是基本上互相平行的，并與供電電場方向成105°角(φLC1＝φLC2＝105°)(圖2)。在液晶充滿條件下以4.2μm的間隔通過把彌散的球形聚合物小珠安放在基片之間，保持間隙d。在兩個起偏振鏡(由Nitto Denko公司制造，G122為DU)之間安置面板，起偏振鏡之一的振光透光軸是按照基本上平行于摩擦方向選定的，即φP1＝105°;而另一起偏振鏡光軸是按照垂直于摩擦方向選定的，即φP1＝15°。因此，得到正常關(guān)閉特征。
至于定向薄膜，制成0.7μm厚的氮化硅(SiN)薄膜。再在絕緣薄膜上制成0.9μm厚的RN-422(由Nissan化學公司制造)定向薄膜。
在殘留圖象評估中，按上述方式制得的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為一級，完全看不到任何殘留圖象。此外，如圖10(b)所示，絕緣薄膜和定向薄膜的透明度保持90%以上的透射因數(shù)。
實施例24除了下列事項以外，本實施例的構(gòu)成都與實施例10相同;
在本實施例中，用氮化硅(SiN)薄膜作絕緣薄膜，其厚度為0.3μm。至于定向薄膜，采用由4，4′-二氨基二苯醚和苯均四酸雙酐制成的聚酰胺定向薄膜。定向薄膜的厚度是0.1μm，從而絕緣薄膜和定向薄膜的總厚度是0.4μm。
如圖10(a)所示，按上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象被評為三級，殘留圖象時間是小于5分鐘。此外，如圖10(b)所示，絕緣薄膜和定向薄膜的透明度保持90%以上的透射因數(shù)。
在本發(fā)明中用于絕緣薄膜和定向薄膜的有機薄膜，是不限于各實施例中所述的有機聚合物的。除了聚酰胺和環(huán)氧基聚合物之外，聚酯類、聚氨酯類、聚乙烯醇類、酰胺類、硅酮類、丙烯酸酯類、烯屬嗍風族聚合物類等，以及類似物質(zhì)也能使用，而與其光敏性無關(guān)。此外，一些表面處理劑，舉例來說，象γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷、8-氨丙基甲基二乙氧基甲硅烷、和N-β(氨乙基)γ-氨丙基三甲氧基硅烷之類的氨基族硅烷偶合劑，環(huán)氧基硅烷偶合劑，鈦酸酯偶合劑，鋁醇化物，鋁螯合物和鋯螯合物，都能夠與有機聚合物混合或反應(yīng)。但是本發(fā)明不限于上述舉例。
此外，用于無機薄膜的材料也不限于只有氮化硅和二氧化硅，還能夠使用鍺氮化物、鍺氧化物、鋁氮化物和鋁氧化物。但本發(fā)明不限于上述舉例。
對比實施例1除了下列事項以外，本實例的構(gòu)成都與實施例2相同;
液晶具有2.0×1014Ωcm的電阻率和6.1的平均比介電常數(shù)。用氮化硅(SiN)作絕緣薄膜，其電阻率為6×1015Ωcm，比介電常數(shù)為8。至于定向薄膜，采用由2，2-雙(4-(P-氨基苯氧基)苯丙烷和苯均四酸雙酐制造的聚酰胺定向薄膜，其電阻率為2.0×1012Ωcm，平均比介電常數(shù)為2.9。因此，液晶層和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)都小于8×1015Ωcm，但絕緣薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的乘積(∈rρ)是大于8×1015Ωcm。
在殘留圖象評估中，按上述方式制得的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為五級，殘留圖象時間超過5分鐘。
對比實施例2除了下列事項以外，本實例的構(gòu)成都與實施例2相同;
液晶具有6.3×1012Ωcm的電阻率和6.1的平均比介電常數(shù)。用氮化硅(SiN)作絕緣薄膜，其電阻率為2×1015Ωcm，比介電常數(shù)為8。至于定向薄膜，采用由2，2-雙(4-(P-氨基苯氧基)苯丙烷和苯均四酸雙酐制造的聚酰胺定向薄膜，其電阻率為5.5×1012Ωcm，平均比介電常數(shù)為2.9。
因此，液晶層和定向薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)都小于8×1015Ωcm，但絕緣薄膜的電阻率ρ和比介電常數(shù)∈r的各乘積(∈rρ)是大于8×1015Ωcm。
在殘留圖象評估中，按上述方式制得的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為五級，殘留圖象時間超過5分鐘。
對比實施例3除了下列事項以外，本實例的構(gòu)成都與實施例10相同;
本實例中，用氮化硅(SiN)作絕緣薄膜，其厚度為2.1μm。至于定向薄膜，采用由4，4′-二氨基二苯醚和苯均四酸雙酐制成的聚酰胺定向薄膜。定向薄膜厚度是1.0μm，從而絕緣薄膜和定向薄膜的總厚度是3.1μm。
如圖10(a)所示，按上述方式制得的有源矩陣液晶顯示設(shè)備的殘留圖象被評為一級;但絕緣薄膜和定向薄膜的透明度小于90%透射因數(shù)，如圖10(b)所示。
對比實施例4除了下列事項以外，本實例的構(gòu)成都與實施例10相同;
在本實例中，用氮化硅(SiN)作絕緣薄膜，其厚度為0.1μm。至于定向薄膜，采用RN-718。定向薄膜的厚度是0.1μm，從而絕緣薄膜和定向薄膜的總厚度是0.2μm。
在殘留圖象評估中，按上述方式制得的有源矩陣型液晶顯示設(shè)備被評為五級，其殘留圖象時間超過5分鐘。
根據(jù)本發(fā)明，通過使顯示同一圖形和/或字形30分鐘以后的亮度恢復(fù)時間短于5分鐘，能夠獲得一種基本消除了殘留圖象的具有高質(zhì)量畫面的液晶顯示設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示設(shè)備包括一些顯示圖元，其中每個圖元都由基片上的電極組成，一個直接在基片上形成或通過絕緣層形成的用于液晶層的定向薄膜，所述基片被安排得面向另一個其上形成有另一定向薄膜的基片，所述液晶層夾在所述兩個基片之間，所述電極被安排得使其產(chǎn)生一個基本平行于所述基片和所述液晶層的電場，所述電極連接于外部控制裝置，和一個用來改變液晶層光學特性的偏振裝置，其特征在于亮度恢復(fù)時間不超過5分鐘，其中亮度恢復(fù)時間是指已顯示30分鐘并斷開的顯示部位的亮度恢復(fù)到本底亮度為止的時間。
2.一種液晶顯示設(shè)備包括一些顯示圖元，其中每個圖元都由基片上的電極組成，一個直接在基片上形成或通過絕緣層形成的用于液晶層的定向薄膜，所述基片被安排得面向另一個其上形成有另一定向薄膜的基片，所述液晶層夾在所述兩個基片之間，所述電極被安排得使其產(chǎn)生一個基本平行于所述基片和液晶層的電場，所述電極連接于外部控制裝置，和一個用來改變液晶層光學特性的偏振裝置，其特征在于亮度恢復(fù)時間不超過5分鐘，并且液晶液、定向薄膜和/或絕緣薄膜的比介電常數(shù)∈r和比電阻率ρ的各乘積((∈rρ)LC、(∈rρ)AF和/或(∈rρ)PAS)，處于1×109Ω·Cm-8×1015Ω·Cm的范圍內(nèi)。
3.一種液晶顯示設(shè)備包括一些顯示圖元，其中每個圖元都由基片上的電極組成，一個直接在基片上形成或通過絕緣層形成的用于液晶層的定向薄膜，所述基片被安排得面向另一個其上形成有另一定向薄膜的基片，所述液晶層夾在所述兩個基片之間，所述電極被安排得使其產(chǎn)生一個基本平行于所述基片和液晶層的電場，所述電極連接于外部控制裝置，和一個用來改變液晶層光學特性的偏振裝置，其特征在于亮度恢復(fù)時間不超過5分鐘，并且所述定向薄膜和/或所述絕緣薄膜的表面電阻值，處于3.3×1011Ω/□-2.5×1018Ω/□的范圍內(nèi)。
4.一種液晶顯示設(shè)備包括一些顯示圖元，其中每個圖元都由基片上的電極組成，一個直接在基片上形成或通過絕緣層形成的用于液晶層的定向薄膜，所述基片被安排得面向另一個其上形成有另一定向薄膜的基片，所述液晶層夾在所述兩個基片之間，所述電極被安排得使其產(chǎn)生一個基本平行于所述基片和液晶層的電場，所述電極連接于外部控制裝置，和一個用來改變液晶層光學特性的偏振裝置，其特征在于具有基本上相同的各液晶層、定向薄膜和/或絕緣薄膜的比介電常數(shù)∈r和比電阻率ρ的乘積((∈rρ)LC、(∈rρ)AF和/或(∈rρ)PAS)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述各乘積是在1×109Ω·Cm-8×1015Ω·Cm的范圍內(nèi)相等。
6.一種液晶顯示設(shè)備包括一些顯示圖元，其中每個圖元都由基片上的電極組成，一個直接在基片上形成或通過絕緣層形成的用于液晶層的定向薄膜，所述基片被安排得面向另一個其上形成有另一定向薄膜的基片，所述液晶層夾在所述兩個基片之間，所述電極被安排得使其產(chǎn)生一個基本平行于所述基片和液晶層的電場，所述電極連接于外部控制裝置，和一個用來改變液晶層光學特性的偏振裝置，其特征在于液晶層、定向薄膜和/或絕緣薄膜的比介電常數(shù)∈r和比電阻率ρ的各乘積((∈rρ)LC、(∈rρ)AF和/或(∈rρ)PAS)的最大值與最小值的比值，處于1-100的范圍內(nèi)。
7.一種液晶顯示設(shè)備包括一些顯示圖元，其中每個圖元都由基片上的電極組成，一個直接在基片上形成或通過絕緣層形成的用于液晶層的定向薄膜，所述基片被安排得面向另一個其上形成有另一液晶定向薄膜的基片，所述液晶層夾在所述兩個基片之間，所述電極被安排得使其產(chǎn)生一個基本平行于所述基片和液晶層的電場，所述電極連接于外部控制裝置，和一個用來改變液晶層光學特性的偏振裝置，其特征在于液晶層、定向薄膜和/或絕緣薄膜的比介電常數(shù)∈r和比電阻率ρ的各乘積((∈rρ)LC、(∈rρ)AF和/或(∈rρ)PAS)，具有用下列方程(1)至(3)表示的關(guān)系。0.1≤(∈rρ)LC/(∈rρ)AF≤10 (1)0.1≤(∈rρ)LC/(∈rρ)PAS≤10 (2)0.1≤(∈rρ)AF/(∈rρ)PAS≤10 (3)
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意之一的液晶顯示設(shè)備，其中所述顯示圖元包括基片上的掃描信號電極、圖像信號電極、圖元電極和有源單元。
9.一種液晶顯示設(shè)備包括一些顯示圖元，其中每個圖元都由基片上的電極組成，一個直接在基片上形成或通過絕緣層形成的用于液晶層的定向薄膜，所述基片被安排得面向另一個其上形成有另一定向薄膜的基片，一個夾在所述兩個基片之間的液晶層，所述電極被作成產(chǎn)生一個基本平行于所述基片和液晶層的電場，所述電極連接于外部控制裝置，和一個用來改變液晶層光學特性的偏振裝置，其特征在于基片上所述定向薄膜和所述絕緣薄膜的薄膜厚度之和，處于0.5-3μm的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述絕緣薄膜的膜厚度處于0.4-2μm的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述定向薄膜是有機材料的，而所述絕緣薄膜是無機材料的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述定向薄膜是有機材料的，而所述絕緣薄膜具有無機材料和有機材料的雙層結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述定向薄膜是有機材料的，而所述絕緣薄膜是無機材料的，并且由所述有機材料組成的一層厚于由所述無機材料組成的一層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述定向薄膜和所述絕緣薄膜都是有機材料的。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中毗連于所述液晶層的所述定向薄膜的表平面是平的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述定向薄膜和所述絕緣薄膜都是由同一種材料制作的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中在所述基片的任何一個有一個濾色片，在所述濾色片和液晶層之間裝有絕緣薄膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中具有使濾色片表面上臺階變平的作用的平化薄膜是有機材料的，并在所述平化薄膜上制成無機薄膜。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中在裝有濾色鏡的基片上的定向薄膜是通過由無機材料組成的一層制成的。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中在一個有掃描信號電極、圖象信號電極、圖元電極和有源單元作為所述圖元的基片上制成濾色片，并在所述濾色片和液晶層之間裝有所述絕緣薄膜。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述的液晶顯示設(shè)備，其中為所述設(shè)備裝有一個輸入信息用的裝置、一個按指定方式計算或處理所述信息用的裝置、一個輸出所處理信息用的裝置、一個儲存所處理信息用的裝置、和一個內(nèi)部電源。
全文摘要
為使亮度恢復(fù)時間不超過5分鐘而組裝本液晶顯示設(shè)備，它有一些形成圖元矩陣和產(chǎn)生基本平行于基片的電場的電極。亮度恢復(fù)時間是指顯示部位顯示30分鐘和斷開后的亮度恢復(fù)到本底亮度為止的時間。
文檔編號G02F1/13GK1106544SQ9411642
公開日1995年8月9日 申請日期1994年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月20日
發(fā)明者大江昌人, 近藤克己 申請人:株式會社日立制作所