DE10020589A1

DE10020589A1 - Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE10020589A1
Application number: DE10020589A
Authority: DE
Inventors: Masao Ozeki; Seiji Kojima
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2000-12-14
Also published as: JP2000310774A; US6498633B1

Abstract

Eine Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die fähig ist, gleichmäßig bzw. einheitlich vier Farben von weiß, rot, blau und grün mit einer hohen Reinheit durch Mehrfachansteuern anzuzeigen, wird zur Verfügung gestellt. In einem System zum Ausbilden einer Mehrfarbenanzeige unter Verwendung ein und derselben Anzeigeeinheit und unter Verwendung einer Verzögerung wird wenigstens ein Farbpolarisator zwischen einem Paar von Polarisatoren verwendet, welcher einen spezifischen Bereich angibt, worin der Polarisationsgrad von rot oder blau relativ niedriger als jener von grün ist.

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Farbflüssigkristall-Anzeige vorrichtung, die fähig ist, einheitlich bzw. gleichmäßig vier Farben von weiß, rot, blau und grün in einem Zustand einer hochreinen Farbentwicklung durch Multiplex- bzw. Mehrfachansteuern anzuzeigen.

Hintergrund der Erfindung

JP-A-2-118516 (konventionelles Beispiel 1) offenbart, daß es möglich ist, eine große Variation bzw. Veränderung von Farben durch Ändern einer an eine Flüs sigkristallzelle, enthaltend getwistete bzw. gedrehte Flüssigkristalle, angelegten Spannung zu erhalten. Jedoch weist die geoffenbarte Technik ein Problem auf, daß eine Farbentwicklung nur auf gelb, rot, purpur, violett, blau und grün beschränkt ist und eine weiße Anzeige unmöglich ist.

Weiters offenbart das bekannte Beispiel 1 eine zweischichtige Struktur, die eine Kompensationszelle verwendet, worin eine monochrome bzw. einfärbige Anzeige möglich ist. Es weist jedoch ein Problem auf, daß es unmöglich ist, einheitlich weiß oder schwarz oder eine Farbe, wie beispielsweise rot, blau oder grün oder dgl. an einer Bildoberfläche anzuzeigen.

JP-A-2-183220 (konventionelles Beispiel 2) offenbart, daß Pixel bzw. Bildpunkte gleichmäßig bzw. selbst in der Kompensationszelle gebildet werden, um eine Anzeige zu bewirken, worin weiß oder schwarz und Farben aus blau, grün und dgl. einheitlich bzw. gleichmäßig angezeigt bzw. dargestellt werden können. In dieser Technik bestehen jedoch Probleme, daß Pixel in den Zweischicht-Flüssigkristalltafeln bzw. -platten in einer 1 : 1 entsprechenden Relation gebildet werden müssen, was die Herstellung sehr schwierig macht, und wenn ein Bild, welches auf den geschichteten Flüssigkristalltafeln angezeigt wird, aus einer geneigten Richtung beobachtet wird, erscheint eine Parallaxe, wodurch ein vollständiges Überlappen bzw. Überlagern der Farben nicht erwartet werden kann. Weiters besteht ein weiteres Problem, daß das Gewicht der Vorrichtung erhöht wird.

JP-A-8-292434 (konventionelles Beispiel 3) beschreibt, daß eine achroma tische Farbe unter Verwendung einer Verzögerungsplatte angezeigt werden kann, ebenso wie sie fähig ist, blau, rot und grün zu entwickeln bzw. aufzubauen. In dieser Technik ist jedoch eine Farbentwicklung von rot nachfolgend auf weiß, das durch Anlegen einer Spannung erhalten wird, orangerot und es ist unmöglich, eine rote Farbe zu entwickeln, die eine hohe Farbreinheit aufweist.

Obwohl das konventionelle bzw. bekannte Beispiel 3 den Weg eines Ent wickelns einer Farbe von rosarot, wo die Sichtbarkeit von rot hoch ist, beschreibt, erfordert diese Technik eine Erhöhung von Δn_Ld_L des Flüssigkristalls, um eine Änderung einer Bedingung des Flüssigkristalls, so daß rosarot entwickelt wird, zu beschleunigen bzw. zu erhöhen. Um gleichmäßig rosarot und weiß durch mehrfaches Ansteuern anzuzeigen bzw. darzustellen, war es notwendig, Δn_Ld_L einer Flüssigkristallschicht auf 1,7 oder mehr zu bringen bzw. zu erhöhen. Es bestand jedoch eine Grenze bei der Erhöhung von Δn_Ld_L der Flüssigkristallschicht durch Erhöhen von Δn_L. Weiters war es notwendig, d_L zu erhöhen. Dementsprechend bestanden Probleme, daß die Ansprech- bzw. Antwortgeschwindigkeit des Flüssigkristalls niedrig war; die Abhängigkeit vom Blickwinkel groß wurde; die Struktur aufgrund einer Erhöhung des Zellspalts schwach wurde und die Temperaturabhängigkeit groß wurde. Daher ist das konventionelle Beispiel 3 nicht praktisch bzw. praktizierbar.

So konnte das traditionelle Beispiel 3 nicht weiß mit einer hohen Reinheit und rot zur Verfügung stellen, wobei die Sichtbarkeit von rot selbst durch zweckmäßiges Einstellen von Δn_Ld_L einer Flüssigkristallschicht hoch ist.

JP-A-9-33917 (konventionelles Beispiel 4) offenbart, daß, wenn eine Flüs sigkristallschicht mit Δn_Ld_L 1,533 µm durch ein statisches Ansteuersystem angesteuert wird und ein Polarisator, der mit einer Blau-Serien-Farbe gefärbt ist, verwendet wird, eine Anzeige einer roten Farbe zusammengesetzt aus einem Rosa- Serien-Orange ebenso erhältlich ist wie eine Anzeige von vier Farben einer achromatischen Farbe rot, grün und blau und zusätzlich, wenn ein Polarisator, der mit einer Purpur-Serie-Farbe gefärbt ist, verwendet wird, rot stark ist.

Selbst in diesem Verfahren ist es jedoch unmöglich, rot, weiß, blau und grün, die jeweils eine hohe Reinheit aufweisen, durch ein Vielfachansteuern anzuzeigen bzw. darzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Farbflüssigkristall-Anzeige vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die fähig ist, gleichmäßig bzw. einheitlich vier Farben von weiß, rot, blau und grün mit einer hohen Reinheit durch Multiplex- bzw. Vielfachansteuern zur Verfügung zu stellen.

In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung zur Verfügung gestellt, die fähig ist, Farben von weiß, rot, blau und grün mit ein und derselben Anzeigeeinheit zu entwickeln, welche umfaßt:
eine Flüssigkristallschicht, die zwischen zwei Substraten gehalten ist, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei jedes mit einer transparenten Elektrode und einer Ausrichtschicht versehen ist, worin die Flüssigkri stallschicht aus einem nematischen Flüssigkristall zusammengesetzt ist; der Verdrehwinkel der Flüssigkristallschicht entsprechend der Ausrichtrichtung der Flüssigkristallmoleküle, die durch die Ausrichtschichten auf den Substraten bestimmt ist, 160 bis 300° ist und das Produkt Δn_Ld_L der Brechungsanisotropie Δn_L des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht und der Dicke d_L der Flüssigkristallschicht 1,0 bis 1,5 µm ist,
ein Paar von Polarisatoren, die außerhalb der Flüssigkristallschicht angeord net sind, worin wenigstens einer des Paars der Polarisator ein Farbpolarisator ist; und die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisationsgrads des Farbpolarisators 0,1 bis 0,7 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 450 nm), 0-0,6 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) und 0,4-1,0 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 450 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) ist; und
eine Antreib- bzw. Treiber- bzw. Ansteuerschaltung zum Aufbringen bzw. Anlegen einer Antreib- bzw. Treib- bzw. Ansteuerspannung über die transparenten Elektroden, welche ein Mehrfach- bzw. Multiplexansteuern durchführt, um die Auswahl von wenigstens vier unterschiedlichen Spannungswerten zu ermöglichen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Farb flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt zur Verfügung gestellt, worin die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisationsgrads bzw. der Pola risationseffizienz des Farbpolarisators 0,2-0,6 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 450 nm), 0,1- 0,6 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) und 0,5-1,0 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 450 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) ist.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Farbflüssigkristall-An zeigevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder dem zweiten Aspekt zur Verfügung gestellt, worin der Winkel θ2, der zwischen der Richtung der Dehn- bzw. Streckachse einer Verzögerungsplatte und der Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle an der Seite des Substrats ausgebildet ist, wo die Verzögerungsplatte angeordnet ist, 80-100° ist; der Winkel θ1, der zwischen der absorbierenden Achse des Polarisators benachbart der Verzögerungsplatte und der Orientierungsrichtung ausgebildet ist, 130-150° ist und der Winkel θ3, der zwischen der Richtung der absorbierenden Achse des Polarisators an der Seite des anderen Substrats und der Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle an der Seite des anderen Substrats ausgebildet ist, 125-145° ist.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Farbflüs sigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte zur Verfügung gestellt, worin eine Reflexionsplatte oder ein Transflektor an einer Außenseite des anderen Polarisators zwischen dem Paar von Polarisatoren angeordnet ist.

Weiters wird gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung die Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der ersten bis vierten Aspekte zur Verfügung gestellt, worin Δn_L des Flüssigkristalls wenigstens 0,18 ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und zahlreicher der anhängigen Vorteile derselben wird leicht erhalten, da dieselbe unter Bezugnahme auf die folgende, detaillierte Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet wird, worin:

Fig. 1 eine diagrammartige bzw. schematische Ansicht im Querschnitt zum Erläutern der Struktur einer Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine Draufsicht ist, die relative Positionen der Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht, die Richtung der Ab sorptionsachse eines Polarisators und die Richtung der Streckachse einer Verzögerungsplatte zeigt, welche von einem oberen Teil der Farbflüssigkristall- Anzeigevorrichtung der ersten Ausbildung der vorliegenden Erfindung gesehen wird;

Fig. 3 ein Diagramm ist, welches die Polarisationseffizienz bzw. den Polarisa tionsgrad und die einzige bzw. einzelne Transmittanz bzw. Lichtdurchlässigkeit des Farbpolarisators und Spektraltransmittanzen in einer orthogonalen Anordnung und einer parallelen Anordnung eines Farbpolarisators zeigt, der in der ersten Ausbildung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 4 ein Farbsättigungs- bzw. Chromatizitätsdiagramm ist, das eine Farbänderung in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung und eine Farbänderung in einem Vergleichsbeispiel zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm ist, das eine Spannungs-Transmittanz-Kurve in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung und eine Spannungs-Transmittanz-Kurve in einem Vergleichsbeispiel zeigt;

Fig. 6 ein Diagramm ist, das den Polarisationsgrad und die einzige Trans mittanz und Spektraltransmittanzen in einer orthogonalen Anordnung und in einer parallelen Anordnung eines üblicherweise verwendeten Polarisators zeigt, der für ein Vergleichsbeispiel verwendet wird; und

Fig. 7 ein Diagramm ist, das die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisations grads des Farbpolarisators, der für die vorliegende Erfindung verwendet wird, und die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisationsgrads von allgemein bekannten Blau-Serien-, Rot-Serien- und Purpur-Serien-Farbpolarisatoren zeigt.

Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausbildungen

In der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, einen Farbpolarisator zu verwenden, welcher die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisationsgrads bzw. der Polarisationseffizienz wie oben beschrieben spezifiziert aufweist und welcher einen spezifischen Bereich erfüllt bzw. genügt, in welchem der Polarisationsgrad von rot (650 nm) und blau (450 nm) niedriger als der Polarisationsgrad von grün (550 nm) ist.

Wenn ein Polarisator mit einem hohen Polarisationsgrad (z. B. SK-1842AP, der von Sumitomo Chemical Co., Ltd hergestellt wird) für den Gesamtbereich der Wellenlänge des sichtbaren Lichts (insbesondere 400-700 nm) verwendet wird, ist es sehr schwierig, die Farbentwicklung von weiß ebenso wie von rot und blau, welche eine hohe Reinheit aufweisen, zu erreichen bzw. zu bewirken, wobei der letztere Fall durch Änderung der Bedingung des Flüssigkristalls erreichbar ist. Dies deshalb, da die Phase des sichtbaren Lichts im wesentlichen über den gesamten Wellenlängenbereich einheitlich bzw. gleichmäßig zu sein hat, um eine weiße Farbe zu entwickeln. Obwohl die Bedingung des Flüssigkristalls unter Verwendung des sichtbaren Lichts, das eine einheitliche Phase aufweist, beim Ändern einer Spannung geändert wird, ist es unmöglich, eine Änderung einer Phasendifferenz zwischen jeder Wellenlänge zu erhöhen. Dementsprechend ist die Farbentwicklung von rot mit hoher Reinheit nicht erhältlich, obwohl die Farbentwicklung einer orangen Farbe als einer Farbe nahe zu rot erhältlich ist.

Wenn andererseits der Ausgleich bzw. das Gleichgewicht zwischen Δn_Ld_L der Flüssigkristallschicht und eines Verzögerungswerts der Verzögerungsplatte und die Anordnung der Verzögerungsplatte und des Polarisators eingestellt sind, um eine rote Farbe mit hoher Reinheit zu entwickeln, ist es unvermeidbar, daß die Reinheit von weiß absinkt und ein Grünton in weiß gemischt wird.

Im Hinblick darauf kann, wenn ein allgemein bekannter Purpur-Serien- Farbpolarisator in dem oben beschriebenen Wellenlängenbereich von grün verwen det wird, ein Grünton in weiß unterdrückt werden und eine reinweiße Farbe ist er hältlich. Weiters kann die orange Farbe in rot geändert werden, während eine blaue Farbe beibehalten werden kann, wodurch drei Farben weiß, rot und blau mit hoher Reinheit in ein und derselben Anzeigeeinheit entwickelt werden können.

Jedoch ist in den allgemein bekannten Purpur-Serien-Farbpolarisatoren jeder Polarisationsgrad von blau und rot niedrig und wenn eine grüne Farbe entwickelt wird, treten ein rotes Licht und ein blaues Licht durch den Polarisator durch. Dementsprechend kann die Farbentwicklung von grün nicht erhalten werden. Daher ist es wichtig, jeden Polarisationsgrad von blau und rot zu steuern bzw. zu regeln.

Spezifisch sollte die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisationsgrads des Farbpolarisators 0,1-0,7 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 450 nm), 0-0,6 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) und 0,4-1,0 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 450 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) sein.

Weiters ist es bevorzugt, daß die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisa tionsgrads des Farbpolarisators 0,2-0,6 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 450 nm), 0,1-0,6 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) und 0,5-1,0 für (Polarisationsgrad einer Wellenfänge von 450 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) ist.

Wenn die oben erwähnten Bereiche in den Verhältnissen des Polarisations grads erfüllt sind, kann eine Anzeige von weiß, rot und blau ebenso wie von grün erhalten werden.

Es ist wünschenswert, einen einzigen Farbpolarisator zu verwenden, so daß die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisationsgrads innerhalb der obengenannten Bereiche liegt. Jedoch kann eine Vielzahl von Farbpolarisatoren verwendet werden, um eine gewünschte Wellenlängenabhängigkeit zu erhalten, worin die absorbierende Achse der Polarisatoren miteinander zusammenfallend bzw. übereinstimmend gemacht werden sollte.

Die Definition des Polarisationsgrads der Polarisatoren wird beschrieben. Der Polarisationsgrad wird durch (Px - Py)/(Px - Py) ausgedrückt, worin Px eine Transmittanz bzw. Durchlässigkeit in einer Richtung einer Durchlaß- bzw. Übertragungsachse darstellt und Py eine Transmittanz in einer Richtung einer Absorptionsachse der Polarisatoren darstellt. Wenn weiters eine Transmittanz in einer orthogonalen Anordnung von zwei Polarisatoren durch T⟂ ausgedrückt ist und eine Transmittanz in einer Parallelanordnung der zwei Polarisatoren durch T∥ ausgedrückt ist, sind weiters T⟂ und T∥ ausdrückt durch:

T⟂ = Px × Py

T∥ = (Px² + Py²)/2

Demgemäß kann der Polarisationsgrad ausgedrückt werden durch {(T∥ - T⟂ )/(T∥ + T⟂)}^1/2.

Fig. 7 zeigt die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisationsgrads bzw. der Polarisationseffizienz von Farbpolarisatoren, die in dem Beispiel verwendet werden, worin ein Blau-Serien-Polarisator (B-18255T von POLATECHNO), ein Rot-Serien- Polarisator (R-18255T von POLATECHNO) und ein Purpur-Serien-Polarisator (V12- 18254T von POLATECHNO), welche allgemein bekannt sind, und ein Farbpolarisator, der im Beispiel verwendet wird, gezeigt sind. Tabelle 1 gibt Digitaldaten an.

Aus Fig. 7 wird verstanden, daß die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisa tionsgrads der Farbpolarisatoren, die in diesen Beispielen verwendet werden, unterschiedlich von jener von den konventionell verwendeten Farbpolarisatoren ist.

Tabelle 1

In der vorliegenden Erfindung ist das Produkt Δn_Ld_L der Brechungsanisotropie Δn_L eines Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht und die Dicke d_L der Flüssigkristallschicht 1,0-1,5 µm, vorzugsweise 1,1-1,4 µm. Wenn der Wert zu groß ist, tritt das Problem aufgrund einer Anhebung von d_L, wie dies unter Be zugnahme auf das konventionelle Beispiel 3 beschrieben wurde, auf. Wenn der Wert zu klein ist, kann andererseits eine ausreichende Farbentwicklung nicht erwartet werden.

Im Hinblick auf Δn_L ist ein Flüssigkristall mit 0,18 oder mehr, insbesondere 0,19 oder mehr bevorzugt verwendet, so daß d_L nicht übermäßig groß gemacht wird.

Für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung für eine Verwendung im Freien oder die in einem Fahrzeug zu montieren ist, ist es erforderlich, daß gewünschte Farben auch unter Hochtemperaturbedingungen entwickelt werden. In diesem Fall sollte ein Flüssigkristall, der eine nematische isotrope Übergangstemperatur Tn1 von 105°C oder mehr, vorzugsweise 110°C oder mehr, aufweist, verwendet werden.

Der Verzögerungswert der Verzögerungsplatte sollte größer als Δn_Ld_L des Flüssigkristallschicht sein, d. h. in einem Bereich von 1,1-1,6 nm.

Fig. 2 zeigt eine Winkelanordnung einer Verzögerungsplatte und der Polarisatoren. In Fig. 2 ist der Winkel θ2, der zwischen der Richtung einer Streck achse einer Verzögerungsplatte und einer Orientierungsrichtung der Flüssig kristallmoleküle an der Seite des Substrats benachbart der Verzögerungsplatte ausgebildet ist, 80-100°, der Winkel θ1, der zwischen der Richtung der absorbie renden Achse des Polarisators benachbart der Verzögerungsplatte und der Orientierungsrichtung ausgebildet ist, 130-150° und der Winkel θ3, der zwischen der Richtung der absorbierenden Achse des Polarisators benachbart dem anderen Substrat und der Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen an der Seite des anderen Substrats ausgebildet ist, 125-145°. Mit einer derartigen Winkelanordnung ist die größte Änderung einer Farbentwicklung bzw. eine Farbaufbaus erhältlich.

In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkristall schicht verwendet, die eine linksdrehende, helixartige Struktur aufweist. Selbst wenn jedoch eine Flüssigkristallschicht, die eine umgekehrte, helixartige Struktur aufweist, verwendet wird, sollte das Verhältnis der Winkel θ1, θ2 oder θ3 zwischen der Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht, der Richtung der absorbierenden Achse der Polarisatoren und der Richtung der Streckachse der Verzögerungsplatte im Gegenuhrzeigersinn betrachtet werden.

In einer Ausbildung der Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung der vorliegen den Erfindung ist die Reihenfolge der Farbentwicklung weiß, rot, blau und grün, gesehen von einer Seite niedriger Spannung.

Der Ausdruck "dieselbe Anzeigeeinheit", der in diesem Text verwendet wird, bedeutet ein einziges Segment mit einem Paar von einander gegenüberliegenden Elektroden in einem Segmentanzeigebereich und einen einzigen bzw. einzelnen Punkt mit einem Paar von einander gegenüberliegenden Elektroden in einem Punkt matrix-Anzeigebereich.

In einer bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, den Abstand zwischen benachbarten Anzeigeeinheiten zu minimieren, bei spielsweise einen Spalt von 15 µm oder weniger, vorzugsweise 10 µm oder weniger, aus dem Gesichtspunkt einer Steuerung bzw. Regelung der Reduktion des Kontrastes aufgrund des Mischens einer Hintergrundfarbe und der Reduktion der Farbreinheit auszubilden.

Im Hinblick auf das Treiber- bzw. Ansteuerungssystem für die Farb flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ein Multiplex- bzw. Mehrfach-Ansteuerungssystem verwendbar, da es für eine Anzeige effizient ist, die eine große Anzahl von Pixeln bzw. Bildpunkten aufweist. Obwohl ein bekanntes Sys tem als ein Steuer- bzw. Regelsystem für eine Anzeige, die Graustufen zur Verfü gung stellt, verwendet wird, wird weiters ein Pulsbreitenmodulationssystem (PWM) oder eine Kombination des Pulsbreitenmodulationssystems und eines Rahmen- bzw. Bildmodulationssystems vorzugsweise aus dem Gesichtspunkt einer Flexibilität bei der Bestimmung der Graustufen verwendet.

Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung in keiner Weise durch derartige spezifische Beispiele beschränkt ist.

BEISPIEL

Ein Beispiel der Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegen den Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine diagrammartige bzw. schematische Querschnittsansicht, die eine Basisstruktur der Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausbildung der Erfindung zeigt, worin die Bezugszeichen 1, 2 ein Paar von Polarisatoren bezeichnen, Bezugszeichen 3 eine Flüssigkristallschicht bezeichnet, Bezugszeichen 4 eine Verzögerungsplatte bezeichnet und Bezugszeichen 5 ein Hintergrundlicht.

Eine Flüssigkristallzelle wurde wie folgt hergestellt bzw. vorbereitet.

Jede ITO-transparente, leitfähige Schicht wurde auf jedem Glassubstrat ausgebildet. Die leitfähigen bzw. leitenden Schichten wurden in einer Streifenform gemustert, um so transparente Elektroden 7 und 8 zu bilden. Ein Isolierfilm 9 oder 10 wurde auf der Elektrode 7 oder 8 ausgebildet und eine Deckschicht aus Polyimid wurde auf dem Isolierfilm 9 oder 10 ausgebildet, gefolgt durch ein Gummieren derselben, um eine Ausrichtungsregelungs- bzw. -steuerungsrichtung oder eine Ausrichtungsschicht 11 oder 12 auszubilden. So wurde ein Substrat 5 oder 6 hergestellt. Zwei Substrate 5, 6, die so hergestellt wurden, wurden mit einem Spalt dazwischen übereinander gelegt und ein Dichtmaterial 13 wurde an dem Umfang der übereinander gelegten Substrate aufgebracht bzw. angewandt, um eine Flüssigkristallzelle zu bilden. Ein nematischer Flüssigkristall wurde in die Flüssigkristallzelle gefüllt und ein Injektionsloch wurde mit dem Dichtmaterial verschlossen.

Durch Einstellen des Zellspalts wurde die Dicke d_L der Flüssigkristallschicht mit 6,5 µm bestimmt. Der verwendete Flüssigkristall war derart, daß Δn_L 0,195 war und eine nematische isotrope Übergangstemperatur T_n1 115°C war, mit dem Ergebnis, daß Δn_Ld_L der Flüssigkristallschicht etwa 1,27 µm betrug.

Der Verdrehwinkel der Flüssigkristallschicht war 240° und der Verzögerungs wert der Verzögerungsplatte war 1,40 µm (in der Messung mit einer Wellenlänge von 590 nm).

Ein Farbpolarisator wurde als ein Vorderseitenpolarisator 1 verwendet und ein üblicher Polarisator (SK-1842AP, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd) wurde als ein Rückseitenpolarisator 2 verwendet.

Die Spektraltransmittanz-Charakteristika der Farbpolarisatoren in einem überlappenden Zustand waren 5,9% bei 450 nm, 0,1% bei 500 nm, 0% bei 550 nm, 0% bei 600 nm, 32% bei 650 nm und 58% bei 700 nm, jeweils in einer or thogonalen Anordnung, und 21% bei 450 nm, 17% bei 500 nm, 14% bei 550 nm, 19% bei 600 nm, 39% bei 650 nm und 59% bei 700 nm, jeweils in einer parallelen Anordnung. Der Polarisationsgrad war 0,75 bei 450 nm, 1,0 bei 500 nm, 1,0 bei 550 nm, 1,0 bei 600 nm, 0,313 bei 650 nm und 0,28 bei 700 nm. Das Verhältnis des Polarisationsgrads war 0,417 für (650 nm/450 nm), 0,313 für (650 nm/550 nm) und 0,750 für (450 nm/550 nm). Die Charakteristika des Farbpolarisators sind in Fig. 3 gezeigt.

Fig. 2 zeigt die Orientierungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle, die Richtungen der absorbierenden Achsen der Polarisatoren und die Richtung der Dehn- bzw. Streckachse der Verzögerungsplatte, die in diesem Beispiel verwendet werden. Diese Richtungen wurden so bestimmt, daß der Winkel θ1, der zwischen der absorbierenden Achse 18 eines Polarisators 1 benachbart zu einer Verzögerungsplatte 4 und der Orientierungsrichtung 16 der Flüssigkristallmoleküle an der Seite des Substrats 5, wo die Verzögerungsplatte 4 angeordnet war, gebildet war, 141° war, der Winkel θ2, der zwischen der Richtung 20 der Streckachse der Verzögerungsplatte 4 und der Orientierungsrichtung 16 der Flüssigkristallmoleküle gebildet ist, 89° war und der Winkel θ3, der zwischen der Richtung 19 der absorbierenden Achse eines Polarisators 2 an der Seite des anderen Substrats 6 und der Orientierungsrichtung 17 der Flüssigkristallmoleküle an der Seite des anderen Substrats 6 gebildet wurde, 140° war.

An der so erhaltenen Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung wurde ein Multi plex- bzw. Mehrfachansteuern mit 1/65 Last und 1/5 Vorspannung durchgeführt. Fig. 5 zeigt ein Verhältnis von Spannung gegen Transmittanz bzw. Durchlässigkeit in der Mehrfachansteuerung. Für einen Steuer- bzw. Regelansteuerer wurde ein IC (T6K03), hergestellt von Toshiba, verwendet. Für Graustufenniveaus wurde eine OFF-Wellenform angewandt bzw. angelegt, um eine weiße Anzeige zu erhalten, und eine ON-Wellenform wurde angelegt, um eine grüne Anzeige zu erhalten, und zwischenliegende Spannungsniveaus zwischen den ON- und OFF- Spannungsniveaus wurden angelegt, um eine rote Anzeige oder eine blaue Anzeige zu erhalten. Die Zwischenspannungsniveaus wurden in Kombination aus einer Pulsbreitenmodulation und einer Rahmen- bzw. Bildmodulation gebildet.

Die Änderung einer Farbentwicklung ist als ein Chromatizitäts- bzw. Farbart diagramm in Fig. 4 gezeigt. Die Messung wurde in einem Durchlässigkeitsmodus durchgeführt. In diesem Fall war das Aperturverhältnis der Platte bzw. Tafel 86%.

Die Änderung der Farben in einem Fall, in welchem ein üblicher Polarisator anstelle des Farbpolarisators verwendet wurde, ist auch zu Vergleichszwecken in Fig. 4 gezeigt. Es ist zu verstehen, daß die Farbentwicklung von weiß zu einer grünen Seite verschoben wird und die Farbentwicklung von rot schwach ist. Es ist daher verständlich, daß die Verwendung des Farbpolarisators zu einer Verbesserung der Farbentwicklung beiträgt.

Derselbe Effekt, wie oben beschrieben, könnte selbst dann erhalten werden, wenn Farbpolarisatoren an einer Vorderseite und einer Rückseite angeordnet würden.

Wenn ein Transflektor zwischen dem von rückwärts einfallenden Licht bzw. Hintergrundlicht und dem Polarisator an einer Rückseite angeordnet wurde, um die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung als einen transflektierenden Typ zu verwenden, wurde weiters eine gute Anzeige erhalten.

Weiters ist eine Reflexionstyp-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung durch Substi tuieren des von rückwärts einfallenden Lichts durch einen Reflektor erhältlich. Weiters kann ein Film, der eine lichtpolarisierende/trennende Funktion aufweist, wie ein RDF (Markenname), der von Sumitomo 3M hergestellt wird, als der Polarisator, der an einer Rückseite der Flüssigkristallschicht angeordnet ist, verwendet werden.

Wenn ein Mehrfachzeilen-Adressierverfahren als das Ansteuerverfahren verwendet wurde, wurde eine Rahmen- bzw. Bildantwort unterdrückt und eine Reduktion der Farbreinheit, insbesondere in einem Hochtemperaturbereich, konnte unterdrückt werden.

In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird eine einzige Verzöge rungsplatte eines uni-axialen Anisotropietyps an einer Vorderseite der Flüssigkristall schicht angeordnet. Jedoch ist es möglich, eine Mehrzahl von Verzögerungsplatten, welche an beiden Seiten angeordnet werden können, zu verwenden. Weiters kann die Verzögerungsplatte ein biaxialer Anisotropietyp oder ein Twisttyp sein. Zahlreiche Anordnungen können basierend auf der oben angegebenen Beschreibung durchgeführt werden, sofern der Effekt der Erfindung nicht verringert wird.

Weiters ist in diesem Text die Verzögerungsplatte in der Nachbarschaft des Farbpolarisators angeordnet. Jedoch kann die Verzögerungsplatte an einer Position getrennt von dem Farbpolarisator angeordnet sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Farbflüssigkristall-Anzeige vorrichtung, die fähig ist, vier Farben, weiß, rot, blau und grün, mit hoher Reinheit in ein und derselben Anzeigeeinheit durch ein Multiplexansteuern ohne Verwendung eines Farbfilters oder einer Kompensationszelle anzuzeigen, realisiert werden.

Weiters kann eine Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit niedrigem Lei stungsverbrauch, die für ein Befördern geeignet ist und fähig ist, eine Lichtanzeige darzustellen, zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere wenn sie als ein Reflexionstyp verwendet wird, kann ein großer Effekt erwartet werden.

Wenn die Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung für eine tragbare, elektronische Vorrichtung, wie ein tragbares Telefon, einen elektronischen Organizer, ein elektronisches Buch, ein elektronisches Wörterbuch, einen PDA (persönlicher, digitaler Assistent) oder einen Pager (eine Taschenglocke), verwendet wird, welche alle für eine Verwendung im Freien gedacht sind, stellt sie eine hohe bzw. gute Funktionsfähigkeit ebenso wie eine gute Sichtbarkeit und Ausdrucks- bzw. Darstellungscharakteristika zur Verfügung.

Die vorliegende Erfindung kann für zahlreiche Verwendungszwecke angewandt werden, sofern der Effekt der vorliegenden Erfindung nicht reduziert bzw. geschmälert wird.

Selbstverständlich sind zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Licht der obigen Lehren möglich. Es ist daher zu verstehen, daß innerhalb des Rahmens der angeschlossenen Ansprüche die Erfindung anders, als dies spezifisch beschrieben wurde, durchgeführt werden kann.

Claims

1. Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die fähig ist, Farben von weiß, rot, blau und grün in ein und derselben Anzeigeeinheit zu entwickeln, welche Vorrichtung umfaßt:
eine Flüssigkristallschicht, die zwischen zwei Substraten gehalten ist, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei jedes mit einer transpar enten Elektrode und einer Ausrichtschicht versehen ist, worin die Flüssigkri stallschicht aus einem nematischen Flüssigkristall zusammengesetzt ist; der Ver drehwinkel der Flüssigkristallschicht entsprechend der Ausrichtrichtung der Flüssig kristallmoleküle, die durch die Ausrichtschichten auf den Substraten bestimmt ist, 160 bis 300° ist und das Produkt Δn_Ld_L der Brechungsanisotropie Δn_L des Flüssig kristalls in der Flüssigkristallschicht und der Dicke d_L der Flüssigkristallschicht 1,0 bis 1,5 µm ist,
ein Paar von Polarisatoren, die außerhalb der Flüssigkristallschicht ange ordnet sind, worin wenigstens einer des Paars der Polarisatoren ein Farbpolarisator ist; und die Wellenlängenabhängigkeit des Polarisationsgrads bzw. der Polarisation seffizienz des Farbpolarisators 0,1 bis 0,7 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 450 nm), 0-0,6 für (Polarisa tionsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) und 0,4-1,0 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 450 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) ist; und
eine Treiber- bzw. Ansteuerschaltung zum Aufbringen bzw. Anlegen einer Treib- bzw. Ansteuerspannung über die transparenten Elektroden, welche ein Mehrfach- bzw. Multiplexansteuern durchführt, um die Auswahl von wenigstens vier unterschiedlichen Spannungswerten zu ermöglichen.

2. Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, worin die Wellen längenabhängigkeit des Polarisationsgrads des Farbpolarisators 0,2-0,6 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellen länge von 450 nm), 0,1-0,6 für (Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 650 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) und 0,5-1,0 für (Pola risationsgrad einer Wellenlänge von 450 nm)/(Polarisationsgrad einer Wellenlänge von 550 nm) ist.

3. Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin der Winkel θ2, der zwischen der Richtung der Dehn- bzw. Streckachse einer Ver zögerungsplatte und der Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle an der Seite des Substrats ausgebildet ist, wo die Verzögerungsplatte angeordnet ist, 80- 100° ist; der Winkel θ1, der zwischen der absorbierenden Achse des Polarisators benachbart der Verzögerungsplatte und der Orientierungsrichtung ausgebildet ist, 130-150° ist und der Winkel θ3, der zwischen der Richtung der absorbierenden Achse des Polarisators an der Seite des anderen Substrats und der Orien tierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle an der Seite des anderen Substrats aus gebildet ist, 125-145° ist.

4. Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin eine Reflexionsplatte oder ein Transflektor an einer Außenseite des anderen Polarisators zwischen dem Paar von Polarisatoren angeordnet ist.

5. Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin Δ n_L des Flüssigkristalls wenigstens 0,18 ist.