DE19824249A1

DE19824249A1 - Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE19824249A1
Application number: DE19824249A
Authority: DE
Inventors: Kyeong-Hyeon Kim; Seung-Beom Park; Jung-Uk Shim; Jang-Kun Song; Chang-Hun Lee; Nam-Heung Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2018-05-30
Also published as: CN1567066A; DE19824249B4; JPH10333171A; JP2014074925A; JP5767687B2; FR2764087A1; JP5570829B2; CN1211022A; GB2326012B; FR2764087B1; DE19861477B4; GB2326012A; CN1567066B; JP2010152372A; JP4523083B2; GB9811648D0; CN1186682C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkri stallanzeige.

Im allgemeinen weist eine konventionelle Flüssigkri stallanzeige (LCD - liquid crystal display) zwei Substrate mit Elektroden und einen dazwischen injizierten Flüssigkri stall auf. Die Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden liefert ein elektrisches Feld, und die Moleküle des Flüs sigkristalls werden durch das elektrische Feld umgeordnet. Die Polarisation des einfallenden Lichtes variiert infolge der Umordnung der Flüssigkristallmoleküle.

Im folgenden wird die konventionelle LCD ausführlich unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erklärt werden.

Die Fig. 1A und 1B sind Schnittansichten einer kon ventionellen verdrillten nematischen Flüssigkristallanzeige (TN-LCD - twisted nematic liquid crystal display). Die TN-LCD in Fig 1A weist transparente Glassubstrate 1 und 2 auf, die einander zugewandt sind bzw. einander gegenüberliegen, eine Flüssigkristallschicht 7, die zwischen die Substrate 1 und 2 eingefügt ist, und Elektroden 3 und 4, die jeweils auf den inneren Oberflächen der Substrate 1 und 2 ausgebil det sind, und Polarisationsplatten 5 und 6 zur Polarisation des Lichtes sind jeweils an den äußeren Oberflächen der Glassubstrate 1 und 2 befestigt bzw. angebracht.

Die Elektrode 3 des unteren Substrates 1 ist eine Pi xel-Elektrode bzw. Bildpunkt-Elektrode, die Elektrode 4 des oberen Substrates 2 ist eine gewöhnliche bzw. gemeinsame Elektrode, und die dielektrische Anisotropie Δε der Flüs sigkristallschicht 7 ist positiv. .

In der Abwesenheit eines elektrischen Feldes sind die Längsachsen bzw. sog. langen Achsen der Flüssigkristallmo leküle 8 der Flüssigkristallschicht 7 parallel zu den Substraten 1 und 2 ausgerichtet, und die Flüssigkristallmo leküle 8 sind von einem Substrat zu dem anderen Substrat spiralig verdrillt.

Wenn eine Leistung bzw. Spannung V mit den Elektroden 3 und 4 verbunden bzw. angelegt ist, und ein hinreichendes elektrisches Feld an die Flüssigkristallschicht 7 in der Richtung des Pfeiles wie in Fig. 1B veranschaulicht ist, angelegt ist, sind die Längsachsen bzw. sog. langen Achsen der Flüssigkristallmoleküle 8 parallel zu der Richtung des elektrischen Feldes ausgerichtet. Diese Art von TN-LCD be sitzt unglücklicherweise einen schmalen bzw. engen Blick winkel bzw. Blickwinkelbereich.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkristallanzeige (LCD) bereits zustellen, die ei nen großen Blickwinkelbereich besitzt, um im Wesentlichen die Probleme zu vermeiden, die nach dem Stand der Technik auftreten.

Die Lösung dieser Aufgabe folgt durch die Merkmale der Ansprüche 1, 20 und 21.

Eine LCD gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist ein Flüssigkristallmaterial zwischen ersten und zweiten Substraten auf, wobei die Flüssigkristallmole küle senkrecht zu den zwei Substraten liegen bzw. ausge richtet sind. Erste und zweite Elektroden sind auf einem der zwei Substrate ausgebildet und sind im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.

Dünne Ausrichtungsschichten bzw. Ausrichtungsfilme, um die molekularen Achsen der Flüssigkristallmoleküle senk recht zu den Substraten auszurichten, können auf dem ersten und/oder zweiten Substrat ausgebildet sein, und die Aus richtungsfilme können oder können nicht gerieben sein.

Zusätzlich kann die LCD der vorliegenden Erfindung des weiteren Polarisationsplatten aufweisen, wobei die Polari sationsrichtungen der Polarisationsplatten entweder paral lel oder senkrecht zueinander sind bzw. liegen.

Hierbei kann die dielektrische Anisotropie des Flüssig kristallmaterials positiv oder negativ sein, und der Flüs sigkristall kann wenigstens einer aus der Gruppe der reinen nematischen Flüssigkristalle, chiralen nematischen Flüssig kristalle und nematischen Flüssigkristalle mit chiralen Dontanden sein.

Wenn eine Spannung an die zwei Elektroden der LCD der vorliegenden Erfindung angelegt wird, wird inzwischen in den zwei Elektroden ein parabolisches elektrisches Feld er zeugt, und die Flüssigkristallmoleküle werden als Reaktion auf das elektrische Feld umgeordnet.

Die oben beschriebene Flüssigkristallanzeige wird im folgenden eine Flüssigkristallanzeige mit elektrisch indu zierter optischer Kompentation bzw. EOC-LCD (Electrically-Induced Optical Compensation Liquid Crystal Display) ge nannt.

In der EOC-LCD gemäß den Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung sind die Flüssigkristallmoleküle symmetri sch zu der Oberfläche bzw. Fläche bzw. Ebene ausgerichtet, welche sich im gleichen Abstand von jeder der Elektroden befindet. Folglich wird die Phasenretardation des übertra genen Lichtes symmetrisch kompensiert, wodurch man einen weiten bzw. großen Blickwinkel erhält.

Die Elektroden sind vorteilhafterweise geknickt, um die Gestalt einer Säge in einem Blickpunkt bzw. Pixel oder blickpunktweise bzw. pixelweise zu bilden, um die Orientie rungen der Flüssigkristallmoleküle zu variieren.

Wenn die Kreuzpolarisationsplatten verwendet werden, ist es vorteilhaft, daß die Polarisationsrichtungen der Po larisationsplatten weder parallel noch senkrecht zu den Richtungen der Elektroden sind. Es ist vorteilhafter, daß der Winkel zwischen den Polarisationsrichtungen der Polari sationsplatten und der Elektroden 45 Grad beträgt.

Der Knickwinkel der Elektroden kann zwischen Null und 180 Grad liegen, aber es ist am vorteilhaftesten, wenn der Knickwinkel der Elektroden 90 Grad beträgt.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Aus gestaltungen der Erfindung.

Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorlie genden Erfindung ergeben sich zum Teil aus der folgenden Beschreibung, und werden zum Teil aus der Beschreibung of fensichtlich werden, oder können durch die Anwendung der Erfindung gelernt werden. Die Aufgaben und Vorteile der Er findung werden mittels der Elemente und Kombinationen, die insbesondere in den beigefügten Ansprüchen herausgestellt werden, realisiert und erreicht. Es versteht sich, daß die folgende Beschreibung und die beschriebenen spezifischen Ausführungsformen nur der Veranschaulichung dienen, da ver schiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des An wendungsbereiches der Erfindung für Fachleute aus dieser Beschreibung offensichtlich sind.

Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen Ausfüh rungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen, zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.

Es zeigen:

die Fig. 1A und 1B Schnittansichten einer konventio nellen TN-LCD;

die Fig. 2A bis 2C ein grundlegendes Betriebsprinzip einer EOC-LCD gemäß einer ersten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung;

die Fig. 3A bis 3C ein grundlegendes Betriebsprinzip einer EOC-LCD einer zweiten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Elektrode, die in ei ner Pixeleinheit bzw. Bildpunkteinheit in einer EOC-LCD ge mäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung ausgebildet ist;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Elektrode, die in ei ner Pixeleinheit bzw. Bildpunkteinheit in einer EOC-LCD ge mäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung ausgebildet ist;

die Fig. 6 bis 16 graphische Veranschaulichungen ei nes Blickwinkels bzw. Blickwinkelbereichs einer EOC-LCD ge mäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 eine graphische Veranschaulichung der elek trooptischen Eigenschaften in einer EOC-LCD gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

die Fig. 18 bis 23 die Gestalten der Elektroden in den EOC-LCDs gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

Fig. 24 die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle bei bzw. in dem Teilbereich (a) in Fig. 23;

Fig. 25 eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Ansicht ("Explosionsansicht") einer LCD gemäß der Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung; und

die Fig. 26A bis 26B ein grundlegendes Betriebsprin zip einer Flüssigkristallanzeige mit elektrisch induziertem Multi-Domänen-Modus bzw. EIMD-LCD (electrically induced multi domain mode-LCD) gemäß der Ausführungsform der vor liegenden Erfindung.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden offenkundiger durch ein Studium der folgenden ausführlichen Beschreibung, wenn diese im Licht der Zeichnungen betrach tet wird.

Die Fig. 2A bis 2C veranschaulichen ein grundlegen des Betriebsprinzip einer EOC-LCD gemäß einer ersten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung, und die Fig. 3A bis 3C veranschaulichen ein grundlegendes Betriebsprinzip der EOC-LCD gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung.

Wie in den Fig. 2A bis 2C und 3A bis 3C zu sehen ist, sind ein Paar von transparenten Glassubstraten 10 und 20, die jeweils dünne Ausrichtungsschichten bzw. Ausrich tungsfilme 90 besitzen, einander gegenüberliegend bzw. zu gewandt ausgebildet. Die linearen Elektroden 30 und 40, die parallel zueinander sind, sind auf der inneren Oberfläche eines unteren Substrates 10 von den zwei Substraten 10 und 20 ausgebildet. Das Flüssigkristallmaterial wird zwischen die zwei Glassubstrate 10 und 20 injiziert, um eine Flüs sigkristallschicht 70 zu bilden. Die Flüssigkristallmolekü le 80 der Flüssigkristallschicht 70 sind homöotropisch aus gerichtet und sind folglich senkrecht zu den zwei Substra ten 10 und 20. Die Flüssigkristallmoleküle 80 können einen Vorkippwinkel in Bezug auf die zwei Substrate 10 und 20 be sitzen. Die zwei Elektroden 30 und 40 können aus einem transparenten oder undurchsichtigen leitfähigen Material sein. Die zwei Polarisationsplatten 50 und 60, die das hin durchgehende Licht polarisieren, sind jeweils an den äuße ren Oberflächen der Glassubstrate 10 und 20 befestigt bzw. angebracht.

Im allgemeinen ist eine der zwei Elektroden 30 und 40 eine Bildpunkt-Elektrode bzw. Pixel-Elektrode, um jede Bildpunkteinheit bzw. Pixeleinheit mit einem anderen Daten signal zu beaufschlagen, und die andere Elektrode ist eine gewöhnliche bzw. gemeinsame Elektrode, um die Gesamtheit der Bildpunkteinheiten bzw. Pixeleinheiten mit einem ge meinsamen Signal zu beaufschlagen. Zusätzlich ist jede Bildpunkt-Elektrode mit einem Anschluß einer Schaltvorrich tung verbunden, wie z. B. einem Dünnschichttransistor, der in jedem Pixel bzw. Bildpunkt ausgebildet ist.

Die dielektrische Anisotropie Δε des Flüssigkristallma terials der Flüssigkristallschicht 70 sollte vorteilhafter weise positiv sein, aber sie kann auch negativ sein. Das Flüssigkristallmaterial kann eines aus der Gruppe der nema tischen Flüssigkristalle, der chiralen nematischen Flüssig kristalle und der nematischen Flüssigkristalle mit links händigen oder rechtshändigen chiralen Dontanden sein.

Zusätzlich können einer oder beide der Ausrichtungs filme 90 gerieben sein, so daß die Flüssigkristallmoleküle 80 in einer vorbestimmten Richtung geneigt sein können, oder keiner der Ausrichtungsfilme 90 kann gerieben sein. Das Reiben kann in einer willkürlichen Richtung ausgeführt werden. Es ist jedoch vorteilhaft, die zwei Ausrichtungs filme in entgegengesetzte Richtungen zu reiben, wenn beide von ihnen gerieben werden.

Die Transmissionsachsen bzw. Durchlaßrichtungen der Po larisationsplatten 50 und 60 sind parallel oder senkrecht zueinander angeordnet.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, die Breite der Elektro den 30 und 40 zwischen 1 und 10 µm, den Abstand zwischen den zwei Elektroden 30 und 40 zwischen 2 und 20 µm, und die Dicke der Flüssigkristallschicht 70 zwischen 1 und 15 µm zu wählen.

In den Fig. 2A bis 2C ist das Flüssigkristallmateri al ein reiner nematischer Flüssigkristall, der eine diele ktrische Anisotropie besitzt. In den Fig. 3A bis 3C ist das Flüssigkristallmaterial ein nematischer Flüssigkri stall, der einen chiralen Dontanden und eine positive Ani sotropie besitzt, oder ein chiraler nematischer Flüssigkri stall, der eine positive Anisotropie besitzt.

Wie in den Fig. 2A und 3A zu sehen ist, sind die Flüssigkristallmoleküle 80 der Flüssigkristallschicht 70, wenn kein elektrisches Feld angelegt ist, senkrecht zu den zwei Substraten 10 und 20 ausgerichtet, infolge der Aus richtungskraft der Ausrichtungsfilme 90.

Das Licht, das durch die Polarisationsplatte 50, die an dem unteren Substrat 10 befestigt ist, hindurchgeht, geht durch die Flüssigkristallschicht 70 hindurch ohne seine Po larisation zu ändern. Das selbe Licht geht ebenfalls durch die Polarisationsplatte 60, die an dem oberen Substrat 20 befestigt ist, hindurch, falls die Transmissionsachsen der zwei Polarisationsplatten 50 und parallel zueinander sind. Dasselbe Licht wird durch die Polarisationsplatte 60 des oberen Substrates 20 blockiert, falls die Transmissionsach sen der zwei Polarisationsplatten 50 und 60 senkrecht zu einander sind bzw. liegen.

Die Fig. 2B und 3B zeigen Zustände der Anordnung der Flüssigkristallmoleküle 80, wenn ein hinreichendes elektri sches Feld ausgebildet ist, und die Fig. 2C und 3C sind Draufsichten davon. Das elektrische Feld bei den Punkten ("Grenzebene" bzw. "zentrale Oberfläche") gleichen Abstan des von jeder der zwei Elektroden 30 und 40 ist im wesent lichen parallel zu den zwei Substraten 10 und 20 und ist senkrecht zu den zwei Elektroden 30 und 40. Wenn sich das elektrische Feld von den fraglichen Punkten wegbewegt und sich in Richtung einer der Elektroden 30 oder 40 bewegt, biegt es sich allmählich immer mehr nach unten. Das heißt, das elektrische Feld nimmt eine nach unten gerichtete para bolische Gestalt an.

Hierbei sollte die Längsachse bzw. lange Achse der Flüssigkristallmoleküle 80 entlang des elektrischen Feldes ausgerichtet sein, da das nematische Flüssigkristallmateri al eine positive dielektrische Anisotropie besitzt. Jedoch behalten die Flüssigkristallmoleküle 80 in der Nachbar schaft der Substrate 10 und 20 ihren ursprünglichen Zu stand, in welchem sie senkrecht zu den Substraten 10 und 20 ausgerichtet sind, da die Ausrichtungskraft der Ausrich tungsfilme 90 stärker ist als die Kraft des elektrischen Feldes. Dementsprechend ändert sich ein Flüssigkristalldi rektor kontinuierlich, um die Kraft des elektrischen Feldes und die Ausrichtungskraft auszugleichen, wenn das reine ne matische Flüssigkristallmaterial verwendet wird.

Zusätzlich besitzt die Flüssigkristallmaterialschicht wenigstens zwei benachbarte Bereiche, welche zwischen den zwei Elektroden 30 und 40 liegen. Die Flüssigkristallmole küle 80 in einem Bereich sind in der selben Richtung aus ge richtet, und die Flüssigkristallmoleküle 80 in den zwei Be reichen sind symmetrisch in Bezug auf die Grenzebene der zwei Bereiche ausgerichtet, da das elektrische Feld zwi schen den zwei Elektroden 30 und 40 in seiner Gesamtheit eine parabolische Gestalt besitzt. Die Grenzebene befindet sich, wie oben beschrieben, im gleichen Abstand von jeder der Elektroden 30 und 40.

Dementsprechend, wie in den Fig. 2B und 2C zu sehen ist, wird ein Blickwinkel bzw. Blickwinkelbereich in der Richtung senkrecht zu den zwei Elektroden 30 und 40 vergrö ßert, da die Phasenretardation des Lichtes, das durch die Flüssigkristallschicht 70 hindurchgeht, symmetrisch kompen siert wird. Der Blickwinkel bzw. Blickwinkelbereich in der Richtung parallel zu den Elektroden 30 und 40 wird eben falls vergrößert, da der Brechungsindex in der Richtung der kurzen Achsen der Flüssigkristallmoleküle 80 nur geringe Variation besitzt.

Andererseits, da das elektrische Feld bei der Oberflä che bzw. Ebene in gleichem Abstand von jeder der Elektroden 30 und 40 parallel zu den Substraten ausgebildet ist, wird eine diskontinuierliche Grenzebene, in welcher die Flüssig kristallmoleküle nicht rotieren, bei der fraglichen Grenz ebene ausgebildet, da die Kraft des elektrischen Feldes senkrecht zu den Flüssigkristallmolekülen 80 mit langer Achse, die senkrecht zu den Substraten ausgerichtet sind, ist.

Als nächstes, wie in den Fig. 3B und 3C gezeigt ist, ergeben sich verschiedene Effekte, wenn der chirale nemati sche Flüssigkristall oder der nematische Flüssigkristall mit chiralen Dontanden an Stelle des reinen nematischen Flüssigkristalles wie in den Fig. 2A bis 2C verwendet wird. Wie zuvor wird ein diskontinuierlicher Bereich, in welchem die Flüssigkristallmoleküle 80 nicht rotieren, ebenfalls an der Grenzebene im gleichen Abstand von jeder der zwei Elektroden 30 und 40 ausgebildet. Jedoch ist die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle 80 zu beiden Seiten des diskontinuierlichen Bereiches nicht vollständig symme trisch zueinander, da die Längsachse bzw. lange Achse der Flüssigkristallmoleküle 80 durch die Kraft geändert wird, die von dem elektrischen Feld und der Ausrichtungskraft herrührt, ebenso wie durch die Kraft, die von der Chirali tät herrührt.

Das heißt, in Fig. 2C, sind die Längsachsen bzw. lan gen Achsen der Flüssigkristallmoleküle 80, wenn man sie von oben betrachtet, senkrecht zu den Elektroden 30 und 40 aus gerichtet; im Gegensatz dazu können in Fig. 3C die Flüs sigkristallmoleküle 80 zu beiden Seiten des diskontinuier lichen Bereiches entweder entgegen dem Uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn rotieren. In diesem Fall erhält man einen weiten Blickwinkel bzw. großen Blickwinkelbereich sowohl in der Richtung parallel als auch senkrecht zu den Elektroden 30 und 40.

In dem obigen Zustand rotiert die Polarisation des po larisierten Lichtes, das durch die Polarisationsplatte 50, die an dem unteren Substrat 10 angebracht ist, hindurch geht, gemäß der Verdrillung des Flüssigkristalldirektors während es durch die Flüssigkristallschicht 70 hindurch geht.

In den obigen zwei Fällen kann die Polarisation um 90 Grad rotiert werden, indem man die dielektrische Anisotro pie, den Spalt zwischen den zwei Substraten 10 und 20 oder den Verdrillungsabstand bzw. Verdrillungsschritt der Flüs sigkristallmoleküle steuert bzw. kontrolliert. In diesem Fall, falls die Transmissionsachsen bzw. Durchlaßrichtungen der zwei Polarisationsplatten 50 und 60 parallel zueinander sind, wird das Licht durch die Polarisationsplatte 60, die an dem oberen Substrat 20 angebracht ist, blockiert. Falls die Transmissionsachsen der zwei Polarisationsplatten 50 und 60 senkrecht zueinander sind, geht das Licht durch die Po larisationsplatte 90 des oberen Substrates 20 hindurch.

Zusammengefaßt, die Flüssigkristallmoleküle 80 sind in der EOC-LCD gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung symmetrisch im Bezug auf den diskontinuierlichen Bereich angeordnet. Dementsprechend geht das Licht, das in der Richtung A übertragen wird, und das Licht, das in der Richtung B übertragen wird, in den Fig. 2B und 3B durch Wege hindurch, die durch die ähnliche Anordnung der Flüs sigkristallmoleküle 80 gebildet werden. Dementsprechend kann ein weiter Blickwinkel bzw. großer Blickwinkelbereich erhalten werden, da die Retardation in Bezug auf das hin durchgehende Licht beinahe auf die selbe Weise gebildet wird.

Die Struktur und die Anordnung der Elektroden kann auf verschiedene Weise in dem obigen Typ von LCD variiert wer den. Es ist möglich, die Elektroden wie in den Fig. 4 und 5 veranschaulicht auszubilden. Im folgenden wird die Struktur und die Anordnung der Elektroden ausführlich er klärt werden.

Wie in den Fig. 4 und 5 zu sehen ist, ist in einem Pixel bzw. Bildpunkt eine Gate-Leitung 100 horizontal aus gebildet und eine Datenleitung ist senkrecht zu der Gate-Leitung 100 ausgebildet. In jedem Pixel bzw. Bildpunkt ist eine gemeinsame Elektrodenleitung, eine erste horizontale Elektrodenleitung 32, parallel mit der Gate-Leitung 100 ausgebildet, und eine Pixel-Elektrode bzw. Bildpunkt-Elek trode, eine zweite horizontale Elektrodenleitung 42, ist parallel zu der ersten Elektrodenleitung 32 ausgebildet. Ein Dünnschichttransistor (TFT - thin film transistor) ist nahe einem Kreuzungspunkt der Gate-Leitung 100 und der Da tenleitung 200 ausgebildet. Ein erster Anschluß des TFTs ist mit der Gate-Leitung 100 verbunden, ein zweiter An schluß mit der Datenleitung 200 und ein dritter Anschluß mit der zweiten horizontalen Elektrodenleitung 42.

Wie oben erwähnt sind in Fig. 4 in jedem Bildpunkt bzw. Pixel erste und zweite horizontale Elektrodenleitung 32 und 42 horizontal und parallel zueinander ausgebildet. Faßt man vier Pixel bzw. Bildpunkte zu einer Einheit zusam men, so sind in zwei Pixeln, die diagonal zueinander lie gen, z. B. den rechten oberen und linken unteren Pixel, er ste Elektroden 33 und zweite Elektroden 43 abwechselnd darin und parallel zueinander ausgebildet. Die ersten und zweiten Elektroden 33 und 43 sind vertikal mit der ersten horizontalen Elektrodenleitung 32 bzw. der zweiten horizon talen Elektrodenleitung 42 verbunden.

In den verbleibenden zwei Pixeln bzw. Bildpunkten sind eine erste vertikale Elektrodenleitung 31 und eine zweite vertikale Elektrodenleitung 41, die mit der ersten horizon talen Elektrodenleitung 32 bzw. mit der zweiten horizonta len Elektrodenleitung 42 verbunden sind, darin auf den ge genüberliegenden Seiten ausgebildet. Zusätzlich erstrecken sich erste Elektroden 30 von der ersten horizontalen Elek trodenleitung 32 und der ersten vertikalen Elektrodenlei tung 31, und bilden einen vorbestimmten Winkel mit der er sten horizontalen Elektrodenleitung 32 und der ersten ver tikalen Elektrodenleitung 31. Zweite Elektroden 40 erstrec ken sich von der zweiten horizontalen Elektrodenleitung 42 und der zweiten vertikalen Elektrodenleitung 41 und sind parallel zu den ersten Elektroden 30 ausgebildet, und jede der zweiten Elektroden 40 ist zwischen zwei ersten Elektro den 30 angeordnet. Als Folge sind die ersten und zweiten Elektroden 33 und 43 in einem Pixel bzw. Bildpunkt nicht parallel mit den ersten und zweiten Elektroden 30 und 40 in dem benachbarten Pixel bzw. Bildpunkt und bilden einen vor bestimmten Winkel in Bezug zueinander.

In Fig. 5 sind erste und zweite horizontale Elektro denleitungen 32 und 42 horizontal und parallel zueinander in jedem Pixel ausgebildet. Die ersten und zweiten vertika len Elektrodenleitungen 31 und 41 erstrecken sich jeweils vertikal von den entgegengesetzten Enden der ersten und der zweiten horizontalen Elektrodenleitungen 32 und 42. Erste Elektroden 36 bestehen aus ersten Teilbereichen 34 und zweiten Teilbereichen 35; die ersten Teilbereiche 34 er strecken sich vertikal nach unten von der ersten horizonta len Elektrodenleitung 32, und die zweiten Teilbereiche 35, die mit den ersten Teilbereichen 34 verbunden sind, sind nach rechts geknickt. Ein Teil der ersten vertikalen Elek trodenleitung 31 fungiert ebenfalls als der erste Teilbe reich 34 der ersten Elektroden 36, und eine Vielzahl von Verzweigungen 37, die sich von der ersten vertikalen Elek trodenleitung 31 erstrecken, sind parallel mit den zweiten Teilbereichen 35 ausgebildet.

Zweite Elektroden 46 bestehen aus ersten Teilbereichen 44 und zweiten Teilbereichen 45; die ersten Teilbereiche 44, die sich von der zweiten horizontale Elektrodenleitung 42 und der zweiten vertikalen Elektrodenleitung 41 erstrec ken, sind zwischen und parallel zu den zweiten Teilberei chen 35 der ersten Elektroden 36 ausgebildet; die zweiten Teilbereiche 45, die sich von den ersten Teilbereichen 44 erstrecken, sind parallel mit den ersten Teilbereichen 34 der ersten Elektroden 36 ausgebildet. Ein Teil der zweiten vertikalen Elektrodenleitung 41 fungiert ebenfalls als der zweite Teilbereich 45 der zweiten Elektroden 46. Das heißt, die ersten und zweiten Elektroden 36 und 46, welche paral lel zueinander sind, sind in jedem Pixel bzw. Bildpunkt ge knickt.

Wie oben beschrieben wurde, werden die langen Achsen bzw. Längsachsen der Flüssigkristallmoleküle in vielen Richtungen ausgerichtet, indem man die Elektrode in einer Pixeleinheit oder in einem Pixel in verschiedenen Richtun gen ausbildet, wodurch man einen großen Blickwinkelbereich erhält.

Im folgenden werden die Beispiele der EOC-LCD gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich erklärt.

BEISPIEL 1

Der nematische Flüssigkristall mit chiralen Dotanden und der reine nematische Flüssigkristall wurden als die Flüssigkristallschicht 70 verwendet, und die sich ergeben den Blickwinkel wurden in jedem Fall gemessen.

Die refraktive Anisotropie Δn der Flüssigkristall schicht 70 betrug 0,09, die Dicke d der Flüssigkristall schicht 70 betrug 4,5 µm und die Ausrichtungsfilme 90 waren nicht gerieben. Zusätzlich waren die zwei Elektroden 30 und 40 horizontal ausgebildet und die Transmissionsachsen bzw. Durchlaßrichtungen der Polarisationsplatten 50 und 60, die an den auswärts gerichteten Oberflächen der zwei Substrate 10 und 20 befestigt bzw. angebracht waren, waren so ausge bildet, daß sie miteinander einen Winkel von 90 Grad bilde ten. Die Transmissionsachse der einen Polarisationsplatte war ausgebildet, um in Bezug auf die zwei Elektroden 30 und 40 einen Winkel von 45° zu besitzen, und die Transmissi onsachse der anderen Polarisationsachse war ausgebildet, um in Bezug auf die zwei Elektroden 30 und 40 einen Winkel von 135° zu besitzen. Die Winkel wurden gemessen, indem die rechte Seite der horizontalen Richtung als die Linie für Null Grad festgesetzt wurde.

Fig. 9 ist eine graphische Veranschaulichung der Blickwinkel der EOC-LCD, die erhalten wurden, wenn der ne matische Flüssigkristall mit den chiralen Dotanden von 0,1 % verwendet wurde. Die Blickwinkel von 80° in der horizon talen Richtung und 76° in der vertikalen Richtung wurden für ein Kontrastverhältnis von 10 gemessen.

Fig. 7 ist eine graphische Veranschaulichung der Blickwinkel der EOC-LCD wenn ein reiner nematischer Flüs sigkristall verwendet wurde. Die Blickwinkel von 76° in der horizontalen Richtung und in der vertikalen Richtung wurden für ein Kontrastverhältnis von 10 gemessen.

Der Blickwinkel von über 120° wurde in einer diagonalen Richtung für beide Fälle gemessen, wenn das Kontrastver hältnis auf 60 gesetzt wurde.

BEISPIEL 2

Während dieselben Bedingungen wie in Beispiel 1 beibe halten wurden, waren die Ausrichtungsfilme 90, die auf den zwei Substraten 10 und 20 ausgebildet waren, gerieben, und die resultierenden Blickwinkel wurden in jedem Fall gemes sen.

Fig. 8 ist eine graphische Veranschaulichung eines Blickwinkels der EOC-LCD, der erhalten wurde, wenn der Aus richtungsfilm 90, der auf dem oberen Substrat 20 ausgebil det war, im Winkel von 135° gerieben wurde und wenn der Ausrichtungsfilm 90, der auf dem unteren Substrat 10 ausge bildet wurde im Winkel von 315° gerieben wird.

Fig. 9 ist eine graphische Veranschaulichung der Blickwinkel der EOC-LCD, die erhalten wurden, wenn der Aus richtungsfilm 90, der auf dem oberen Substrat 20 ausgebil det war, im Winkel von 45° gerieben wurde, und der Ausrich tungsfilm 90, der auf dem unteren Substrat 10 ausgebildet war, im Winkel von 225° gerieben wurde.

Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, können gleich mäßigere Blickwinkel bzw. Blickwinkelbereich erhalten wer den, da der Unterschied zwischen den Blickwinkeln in der horizontalen und der vertikalen Richtung und dem Blickwin kel in der diagonalen Richtung verringert werden kann, in dem man die Ausrichtungsfilme wie oben beschrieben reibt.

BEISPIEL 3

Während dieselben Bedingungen wie in Beispiel 1 beibe halten wurden, wurde der Blickwinkel unter Variation der Orientierungen der Polarisationsplatten 50 und 60, die an den nach außen gerichteten Oberflächen der zwei Substrate 10 und 20 befestigt waren, gemessen.

Fig. 10 ist eine graphische Veranschaulichung der Blickwinkel der EOC-LCD, die erhalten wurden, indem man die Transmissionsachse bzw. Durchlaßrichtung der Polarisations platten 60, die an der nach außen gerichteten Oberfläche der oberen Substrate 20 angebracht waren, so anordnete, daß sie in Bezug auf die Richtung der zwei Elektroden 30 und 40 einen Winkel von 45° bildete, und indem man die Transmissi onsachse bzw. Durchlaßrichtung der Polarisationsplatte 50, die an dem unteren Substrat 10 befestigt war, so anordnete, daß sie in Bezug auf die Richtung der zwei Elektroden 30 und 40 einen Winkel von 135° bildete.

Fig. 11 ist eine graphische Veranschaulichung der Blickwinkel der EOC-LCD, die erhalten wurden, indem man die Transmissionsachse der Polarisationsplatten 60, die an den oberen Substraten 20 befestigt waren, so anordnete, daß sie einen Winkel von 30° bildeten, und indem man die Transmis sionsachse der Polarisationsplatte 50, die an dem unteren Substrat 10 befestigt war, so anordnete, daß sie einen Win kel von 120° bildete.

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde in Fig. 10 der Blickwinkel von über 120 Grad in den vier Richtungen der diagonalen Linie für das Kontrastverhältnis von 60 Grad ge messen, und der Blickwinkel von 80 Grad wurde in jeder Richtung für das Kontrastverhältnis von 10 gemessen. Wenn man die Ergebnisse von Fig. 10 und Fig. 11 vergleicht, so hängt der Blickwinkel von dem Winkel zwischen den Elektro den und der Transmissionsachse der Polarisationsplatte ab. Dementsprechend kann ein fast gleichmäßiger Blickwinkel bzw. Blickwinkelbereich in jeder Richtung erhalten werden, indem man die Richtung der Elektroden und die Richtung der Transmissionsachse der Polarisationsplatten auf verschie dene Weisen ausrichtet bzw. anpaßt.

BEISPIEL 4

Während die selben Bedingungen wie in Beispiel 1 beibe halten wurden, wurde der Blickwinkel gemessen, als negative uniaxiale Kompensationsfilme 100 wie in Fig. 12 veranschau licht an den äußeren Oberflächen der zwei Substrate 10 und 20 befestigt waren. Der Kompensationsfilm wurde zur Kompen sation der Restphasendifferenz der Retardation verwendet.

Wie in Fig. 13 gezeigt ist, wurde, wenn der Kompensati onsfilm 100 nicht verwendet wurde, der Blickwinkel von 80 Grad gemessen. Fig. 14 zeigt den gemessenen Blickwinkel, wenn der Kompensationsfilm 100 mit dem Retardationswert von 40 nm verwendet wurde. Fig. 15 zeigt den Blickwinkel, der gemessen wurde, wenn der Kompensationsfilm 100 mit dem Re tardationswert von 80 nm verwendet wurde. Fig. 16 zeigt den Blickwinkel, der gemessen wurde, wenn der Kompensationsfilm 100 mit dem Retardationswert von 120 nm verwendet wurde.

In den Fig. 14 bis 16 wurde der Blickwinkel für das Kontrastverhältnis von 10 auf 60 Grad erhöht, wenn der Kom pensationsfilm 100 verwendet wurde.

Aus den obigen Ergebnissen kann man entnehmen, daß der Blickwinkel von über 60 Grad in jeder Richtung erhalten werden kann, indem man den Spalt zwischen den zwei Substra ten 10 und 20 und den Retardationswert des Kompensations filmes 100 optimiert. Der Retardationswert des Kompensati onsfilmes sollte vorteilhafterweise zwischen 30 und 500 nm liegen.

Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen negativen uniaxialen Kompensationsfilm verwenden, kann ebenfalls ein positiver uniaxialer Kompensationsfilm, ein biaxialer Kompensationsfilm, ein Kompensationsfilm mit einer Hybridstruktur oder ein Kompensationsfilm mit einer verdrillten Struktur verwendet werden.

Zusätzlich, obwohl die Kompensationsfilme 100 an den zwei Substraten 10 und 20 in der Ausführungsform der vor liegenden Erfindung befestigt sind, können sie nur an einem Substrat befestigt sein.

BEISPIEL 5

Die elektro-optischen Eigenschaften wurden gemessen. Der reine nematische Flüssigkristall wurde als die Flüssig kristallschicht 70 verwendet, die Ausrichtungsfilme 90 wa ren nicht gerieben und die Breite bzw. Weite der zwei Elek troden 30 und 40 betrug jeweils 5 µm.

Fig. 17 ist eine graphische Veranschaulichung der Be ziehung zwischen dem Spalt zwischen den zwei Substraten, dem Abstand zwischen den zwei Elektroden und der Betriebs spannung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung.

Hierbei ist V_max die Betriebsspannung zum Erreichen der maximalen Transmission, T_max ist die maximale Transmission, t_on ist eine Antwortzeit der Flüssigkristallmoleküle, wenn die Leistung bzw. Spannung EIN (ON) geschaltet wird, t_off ist die Antwortzeit der Flüssigkristallmoleküle, wenn die Leistung bzw. Spannung AUS (OFF) geschaltet wird, t_total = t_on + t_off, V₁₀ ist die Betriebsspannung, wenn die Transmission 10% des maximalen Wertes besitzt, und V₉₀ ist die Betriebsspannung, wenn die Transmission 90% des maxima len Wertes besitzt.

In Fig. 17 liegt die Betriebsspannung bzw. Steuerspan nung zum Erreichen der maximalen Transmission zwischen 6 und 30 V, wenn der Spalt zwischen den zwei Substraten 10 und 20 zwischen 3 und 6 µm liegt, und der Abstand zwischen den zwei Elektroden 30 und 40 zwischen 8 und 10 µm liegt.

Wie oben beschrieben wurde, kann die Betriebsspannung erniedrigt werden, indem man den Abstand zwischen den Elek troden und den Spalt zwischen den zwei Substraten auf ge eignete Weise kontrolliert.

In der EOC-LCD gemäß den Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung sind die zwei Elektroden in einem der zwei Substrate ausgebildet, die Flüssigkristallmoleküle sind ,senkrecht zu den Elektroden ausgerichtet, und der Flüssig kristalldirektor wird durch das elektrische Feld angetrie ben bzw. gesteuert, das in der Gestalt einer Parabel zwi schen den zwei Elektroden ausgebildet ist. Hierbei sind die Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht an der Grenzebene, die sich im gleichen Abstand von jeder der zwei Elektroden befindet, symmetrisch ausgerichtet. Dementspre chend kann ein großer Blickwinkel bzw. Blickwinkelbereich erhalten werden, da die Retardation des Lichtes symmetrisch kompensiert wird.

Es ist vorteilhaft, die Elektroden in Gestalt einem Sä ge in einem Pixel oder pixelweise, wie in den Fig. 13 und 28 veranschaulicht, auszubilden, wodurch sehr gute Anzeige eigenschaften erhalten werden können. Im folgenden wird die Struktur und die Anordnung der Elektroden in rechteckigen Pixeln bzw. Bildpunkten ausführlich erklärt werden.

Wie in den Fig. 18 und 19 gezeigt ist, sind eine erste Elektrodenleitung 32, welche eine gemeinsame Elektrodenlei tung ist, und eine zweite Elektrodenleitung 42, welche eine Pixel-Elektrodenleitung bzw. Bildpunkt-Elektrodenleitung ist, in jedem Pixel bzw. Bildpunkt parallel zueinander an geordnet.

In der in Fig. 18 veranschaulichten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die ersten und die zweiten Elektrodenleitungen 32 und 42, die sich in jedem Pixel einander gegenüberliegen bzw. zugewandt sind, in al ternierende Richtungen entlang der Reihe der Pixel, z. B. im ersten in der Querrichtung, im zweiten in der Längsrich tung, im dritten in der Querrichtung usw. Im Gegensatz dazu erstrecken sich die Elektrodenleitungen 32 und 42 in der selben Richtung entlang der Spalten der Pixel. Erste und zweite Elektroden 33 und 43 sind abwechselnd und parallel zueinander angeordnet, und erstrecken sich jeweils von den ,ersten und den zweiten Elektrodenleitungen 32 und 42.

In der in Fig. 19 veranschaulichten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die ersten und die zweiten Elektrodenleitungen 32 und 42, die einander paral lel gegenüberliegen bzw. zugewandt sind, in alternierenden Richtungen sowohl entlang der Reihen als auch der Spalten der Pixel, und folglich erstrecken sich die Elektrodenlei tungen in allen Pixeln in der Nachbarschaft eines Pixels, das eine querverlaufende Elektrodenleitung besitzt, in der Längsrichtung.

In den in den Fig. 20 und 21 veranschaulichten Ausfüh rungsformen der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die erste Elektrode und die zweite Elektrode in jedem Pixel diagonal.

Wie in den Fig. 20 und 21 veranschaulicht ist, besit zen die ersten Elektrodenleitungen 32 die Gestalt entweder eines ' ' oder ' ', was ausgebildet wird, indem man die Elektrodenleitungen von einer Ecke bzw. Spitze in den Pixeln in die Quer- und die Längsrichtungen erstreckt. Die zweiten Elektrodenleitungen 42 haben die Gestalt von entwe der einem ' ' oder ' ', was ausgebildet wird, indem man die Elektrodenleitungen von einer anderen Ecke bzw. Spitze, die der oben erwähnten Ecke bzw. Spitze diagonal gegenüberliegt, erstreckt bzw. ausdehnt. Die ersten und die zweiten Elektroden 32 und 33 besitzen eine Rotationssymme trie in Bezug auf eine Diagonale eines Pixels.

Die ersten Elektroden 33 und zweiten Elektroden 43, die parallel zueinander sind, erstrecken sich von der ersten Elektrodenleitung 32 und der zweiten Elektrodenleitung 42 in Richtungen, die mit den Elektrodenleitungen 32 und 33 Winkel bilden, und sie sind abwechselnd angeordnet. In der in Fig. 20 veranschaulichten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung bilden die Elektroden 33 und 43 in einem Pi xel einen Winkel mit den Elektroden 33 und 34 in den be nachbarten Pixeln entlang der Reihe der Pixel, und die er sten Elektroden 33 und die zweiten Elektroden 43 erstrecken sich in der selben Spalte in der selben Richtung. Anderer seits bilden in der in Fig. 21 veranschaulichten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung die Elektroden 33 und 43 in einem Pixel einen Winkel mit jenen in den benachbar ten Pixeln entlang sowohl der Reihen als auch der Spalten der Pixel.

In der in Fig. 22 veranschaulichten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzen die Pixel Gestalten von Parallelogrammen.

Wie in Fig. 22 veranschaulicht ist, sind die ersten Elektrodenleitungen 32, welche die gemeinsamen Elektroden leitungen sind, und die zweiten Elektrodenleitungen 42, welche die Pixel-Elektrodenleitungen sind, parallel zuein ander und erstrecken sich in der Querrichtung. Die ersten Elektroden 33 und die zweiten Elektroden 42, die jeweils mit den ersten und den zweiten Elektrodenleitungen 42 und 43 verbunden sind, sind abwechselnd und parallel zueinander angeordnet, und die Richtungen, in die sie sich erstrecken, sind weder die Querrichtung noch die Längsrichtung. Die Längen der Elektroden sind dieselben, und folglich besitzen die Pixel die Gestalten von Parallelogrammen. Die Elektro den 33 und 43 in einer Reihe erstrecken sich in der selben Richtung, die Elektroden 33 und 43 in benachbarten Reihen erstrecken sich jedoch in verschiedene Richtungen. Zum Bei spiel, wie in Fig. 22 gezeigt, sind die Elektroden 33 und 43 in der ersten Reihe nach rechts geneigt in Bezug auf die Richtungen senkrecht zu den Elektrodenleitungen 32 und 42, aber jene in der zweiten Reihe sind nach links geneigt. Dementsprechend bilden die ersten Elektroden 33 und die zweiten Elektroden 43 entlang der Reihe der Pixel die Ge stalt einer Säge.

In der in Fig. 23 veranschaulichten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt das Pixel selbst die Gestalt einer Säge.

Wie in Fig. 23 veranschaulicht ist, besitzt jedes Pixel die Gestalt einer Säge, wobei ein zentraler Teilbereich des Pixels geknickt ist. Eine erste Elektrodenleitung 32, wel che die gemeinsame Elektrode ist, und eine zweite Elektro denleitung 42, welche die Pixel-Elektrode ist, sind paral lel zueinander in jedem Pixel ausgebildet, und sie liegen einander gegenüber bzw. sind einander zugewandt.

Die ersten Elektroden 33 und die zweiten Elektroden 43, die mit der ersten Elektrodenleitung 32 bzw. der zweiten Elektrodenleitung 42 verbunden sind, sind abwechselnd ange ordnet und sind parallel zueinander. Die ersten Elektroden 33 und die zweiten Elektroden 43 besitzen die Gestalt einer Säge, wobei der zentrale Teilbereich in dem Pixel geknickt ist.

Fig. 24 ist eine vergrößerte Ansicht eines geknickten Teilbereiches (a) der Elektroden in Fig. 23.

Die Flüssigkristallmoleküle 80 werden durch das elek trische Feld, das eine parabolische Gestalt besitzt, ange trieben, bzw. angesteuert, wenn eine Spannung an die erste Elektrode 33 und die zweite Elektrode 43 angelegt wird. Wie in Fig. 24 gezeigt ist, ist eine Projektion der Flüssigkri stallmoleküle 80 auf das Substrat senkrecht zu den Elektro den 33 und 34, und die Flüssigkristallmoleküle 80 steigen im Kopf eines Pfeiles in Fig. 24 nach oben an. Dementsprec hend ist die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle 80 sym metrisch in Bezug auf die Grenzebene C-C. Zwei Paare von zwei Bereichen, die symmetrisch zu beiden Seiten des ge knickten Teilbereiches an der Basis der Grenzebene C-C aus gerichtet sind, sind ausgebildet, da die Elektroden 33 und 43 in der Gestalt einer Säge geknickt sind. Folglich be sitzt die LCD vier Bereiche, in denen die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle 80 voneinander verschieden ist.

Die Polarisationsrichtungen der Polarisationsplatten 50 und 60 können irgendwelche Richtungen sein, aber es ist vorteilhaft, daß sie weder parallel noch senkrecht zu einem Teil der ersten und der zweiten Elektroden 33 und 43 sind. Insbesondere sind die Anzeigeeigenschaften am besten, wenn der Winkel, der durch die Polarisationsrichtungen der Po larisationsplatten 50 und 60 und die Elektroden 33 und 43 gebildet wird, 45 Grad beträgt.

Der Knickwinkel der ersten und der zweiten Elektroden 33 und 43, die die Gestalt einer Säge besitzen, kann inner halb eines Bereiches zwischen 0 und 180 Grad liegen, und steht in Beziehung zu den Polarisationsrichtungen der Po larisationsplatten 50 und 60. Wenn die Elektroden 33 und 43 mit der Polarisationsrichtung einen Winkel von 45° bilden, können die besten Blickwinkeleigenschaften erhalten werden. In diesem Fall beträgt der Knickwinkel der Elektroden 33 und 43 90°.

Um die Restphasendifferenz infolge der Retardation des Lichtes zu kompensieren kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Phasendifferenzkompensati onsfilm an der Außenseite der LCD befestigt bzw. angebracht werden.

Fig. 25 ist eine in Einzelteile aufgelöste perspektivi sche Ansicht ("Explosionsansicht") einer LCD gemäß der Aus führungsform der vorliegenden Erfindung, an welcher Kompen sationsfilme angebracht sind.

Wie in Fig. 25 veranschaulicht ist, sind die Kompensa tionsfilme 110 zwischen einer Flüssigkristallzelle 100 und den Polarisationsplatten 50 und 60 angebracht. Die LCD in Fig. 25 besitzt zwei Folien bzw. dünne Schichten von Kom pensationsfilmen 110, wobei jeder entsprechend zwischen je der Seite der Flüssigkristallzelle 100 und jeder Po larisationsplatte 50 oder 60 angebracht ist. Jedoch kann die LCD auch nur einen Kompensationsfilm 110 aufweisen, der zwischen einer der zwei Seiten der Flüssigkristallzelle und einer der Polarisationsplatten 50 oder 60 angebracht bzw. befestigt ist, und die LCD kann auch wenigstens drei dünne Schichten bzw. Folien von Kompensationsfilmen besitzen. Ein uniaxialer oder ein biaxialer Kompensationsfilm kann als Kompensationsfilm verwendet werden, und eine Kombination des uniaxialen Kompensationsfilmes und des biaxialen Kom pensationsfilmes kann verwendet werden.

Die in den Fig. 18 bis 23 veranschaulichten Elektroden 33 und 43, die die Gestalt einer Säge besitzen, können für LCDs anderer Betriebsarten ausgelegt bzw. angepaßt werden, in denen das Flüssigkristallmaterial durch die zwei Elek troden, die parallel zueinander sind, angetrieben bzw. an gesteuert wird. Zum Beispiel kann sie an eine Betriebsart mit Schalten in der gleichen Ebene bzw. an einem IPS-Modus (in-plane switching mode) oder an eine Betriebsart mit elektrisch induzierten Multi-Domänen bzw. an einem EIMD-Mo dus (electrically-induced multi domain mode) angepaßt wer den.

Im folgenden werden die Flüssigkristallanzeige mit ei nem Modus des Schaltens in der gleichen Ebene bzw. die IPS-LCD (in-plane switching liquid crystal display) und die Flüssigkristallanzeige mit elektrisch induziertem Multi-Do mänen-Modus bzw. die EIMD-LCD (electrically induced multi domain mode liquid cristal display) ausführlich erklärt werden.

In der IPS-LCD sind die zwei Elektroden, die parallel zueinander sind, auf einem Substrat wie in der EOC-LCD aus gebildet. Hierbei kann die dielektrische Anisotropie Δε des Flüssigkristallmaterials positiv oder negativ sei.

In der Abwesenheit des elektrischen Feldes sind die langen Achsen der Flüssigkristallmoleküle parallel zu den Substraten 10 und 20 und in der Richtung ausgerichtet, die parallel zu oder in einem vorbestimmten Winkel zu den Elek troden 33 und 43 verläuft. Wenn ein hinreichendes elektri sches Feld an das Flüssigkristallmaterial angelegt wird, dann wird das elektrische Feld, welches im wesentlichen parallel zu dem Substrat ist, erzeugt, wodurch die langen Achsen bzw. Längsachsen der Flüssigkristallmoleküle 80 in den zentralen Teilbereich der Flüssigkristallschicht im we sentlichen parallel zu dem elektrischen Feld ausgerichtet werden. Jedoch werden die Flüssigkristallmoleküle 80, die von den Substraten 10 und 20 zu dem zentralen Teilbereich der Flüssigkristallschicht hin positioniert sind, spiralig verdrillt, da die Flüssigkristallmoleküle 80 um die Substrate 10 und 20 herum aufgrund einer Ausrichtungskraft ihre ursprünglichen Orientierungen beibehalten.

In der EIMD-LCD sind eine Vielzahl der ersten Elektro den und zweiten Elektroden, die parallel zueinander sind, abwechselnd auf jedem Substrat ausgebildet.

Die Fig. 26A und 26B sind schematische Ansichten ei nes Prinzips der EIMD-LCD gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Wie in den Fig. 26A und 26B veranschaulicht ist, sind ein Paar von transparenten Glassubstraten 10 und 20, auf welchem jeweils Ausrichtungsfilme 90 ausgebildet sind, auf eine parallele Weise einander zugewandt. Eine erste li neare Elektrode 30 und eine zweite lineare Elektrode 40, die parallel zueinander sind, sind jeweils auf der inneren Oberfläche der Substrate 10 und 20 ausgebildet, und sind abwechselnd angeordnet. Das Flüssigkristallmaterial ist zwischen die zwei Glassubstrate 10 und 20 injiziert, wo durch eine Flüssigkristallschicht 40 ausgebildet ist, und die Flüssigkristallmoleküle 80 in der Flüssigkristall schicht 70 sind senkrecht zu den zwei Substraten 10 und 20 ausgerichtet. Zusätzlich sind die Polarisationsplatten 50 und 60 jeweils an den Außenseiten der zwei Substrate 10 und 20 befestigt bzw. angebracht.

Es ist vorteilhaft, daß die dielektrische Anisotropie Δε des Flüssigkristallmaterials der Flüssigkristallschicht 70 positiv ist, jedoch kann die dielektrische Aniostropie Δε auch negativ sein.

Wie in Fig. 26A veranschaulicht ist, sind in der Abwe senheit des elektrischen Feldes die Flüssigkristallmoleküle 80 in der Flüssigkristallschicht 70 aufgrund der Ausrich tungskraft des Ausrichtungsfilmes 90 senkrecht zu den zwei Substraten 10 und 20 ausgerichtet.

Die Fig. 26A und 26B sind Ansichten der EIMD-LCD, wenn ein hinreichendes elektrisches Feld in der LCD vorhanden ist. Das elektrische Feld, das einen Neigungswinkel in Be zug auf die Richtung senkrecht zu den zwei Substraten 10 und 20 aufweist, wird durch die ersten und die zweiten Elektroden 30 und 40 ausgebildet, wenn das hinreichende elektrische Feld in der LCD vorhanden ist. Das elektrische Feld ist symmetrisch in Bezug auf eine Ebene ausgebildet, welche senkrecht zu den zwei Substraten 10 und 20 ist und durch die zwei Elektroden 30 und 40 hindurch geht. Im Fall eines nematischen Flüssigkristallmaterials mit positiver dielektrischer Anisotropie sind die langen Achsen der Flüs sigkristallmoleküle 80 infolge des elektrischen Feldes, daß die oben erwähnte Neigungsrichtung aufweist, entlang der Richtung des elektrischen Feldes ausgerichtet.

In der oben erwähnten IPS-LCD und EIMD-LCD und glei chermaßen der EOC-LCD sind die Elektroden 30 und 40 in der Gestalt einer Säge ausgebildet und die Retardation des Lichtes wird durch die Bereiche kompensiert, in denen die Neigungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle voneinander verschieden sind, wodurch man den weiten Blickwinkel bzw. großen Blickwinkelbereich erhält.

In der Flüssigkristallanzeige gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die zwei Elektroden auf den zwei Substraten ausgebildet, die Flüs sigkristallmoleküle sind senkrecht ausgerichtet, und ein Flüssigkristalldirektor wird durch das elektrische Feld in der Gestalt einer Parabel zwischen den zwei Elektroden an getrieben bzw. ausgerichtet. Hierbei sind die Flüssigkri stallmoleküle der Flüssigkristallschicht zu beiden Seiten der Grenzebenenoberfläche symmetrisch ausgebildet. Dement sprechend wird die Retardation des projizierten Lichtes symmetrisch kompensiert, wodurch man den weiten Blickwinkel bzw. den großen Blickwinkelbereich erhält. Zusätzlich kann ein größerer Blickwinkelbereich erhalten werden, da vier Bereiche, in denen die Ausrichtungsrichtungen der Flüssig kristallmoleküle voneinander verschieden sind, durch Aus bilden der Elektroden in der Gestalt einer Säge.

Gemäß der Erfindung sind zwei Elektroden, die parallel zueinander sind, auf einen von zwei Substraten ausgebildet, homöotropische Ausrichtungsfilme sind auf den Substraten ausgebildet und ein Flüssigkristallmaterial mit positiver dielektrischer Anisotropie ist zwischen die Substrate inji ziert. Wenn eine Spannung an die zwei Elektroden angelegt wird, werden die Flüssigkristallmoleküle von einem parabo lischen elektrischen Feld zwischen den Elektroden angetrie ben bzw. angesteuert bzw. ausgerichtet. Da das erzeugte elektrische Feld symmetrisch in Bezug auf eine Grenzebene ist, die im gleichen Abstand von jeder der zwei Elektroden liegt, werden die Flüssigkristallmoleküle in Bezug auf die Grenzebene symmetrisch ausgerichtet, und die optischen Ei genschaften werden in den beiden durch die Grenzebene auf geteilten Bereichen kompensiert, wodurch man einen weiten Blickwinkel bzw. großen Blickwinkelbereich erhält. Das elektrische Feld übt keinen Einfluß auf die Flüssigkri stallmoleküle an der Grenzebene aus, da das elektrische Feld an der Grenzebene parallel zu den Substraten und senk recht zu den zwei Elektroden ist; und folglich ist es senk recht zu den Flüssigkristallmolekülen. Hierbei wird die Polarisation des Lichtes geändert während es durch die Flüssigkristallschicht hindurchgeht, und als Folge davon geht nur ein Teil des Lichtes durch die Polarisationsplat ten hindurch. Die Transmission des Lichtes kann variiert werden, indem man die Größe der an die zwei Elektroden an gelegten Spannung regelt bzw. kontrolliert. Die Ausrich tungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle wird in den bei den Bereichen eines geknickten Teilbereiches der Elektroden geändert, indem man die Elektroden in der Gestalt einer Sä ge in einem Pixel oder pixelweise ausbildet, und die Retar dation des Lichtes wird kompensiert, wodurch man einen grö ßeren Blickwinkelbereich bzw. weiteren Blickwinkel erhält.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden für Fachleute offensichtlich werden, wenn sie die hier offen barte Spezifikation und Beschreibung betrachten und die hier offenbarte Erfindung in die Praxis umsetzen. Die Spe zifikation und Beschreibung und die Beispiels sind nur bei spielhaft zur Veranschaulichung angegeben, wobei der Anwen dungsbereich und die Prinzipien der Erfindung durch die folgenden Ansprüche bezeichnet bzw. spezifiziert werden.

Claims

1. Flüssigkristallanzeige mit:
einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat, die einander zugewandt sind;
einer Flüssigkristallmaterialschicht, die zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat injiziert und homöo tropisch ausgerichtet ist; und
wenigstens zwei Elektroden, die parallel zueinander und entweder auf dem ersten oder dem zweiten Substrat aus gebildet sind.

2. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, worin die Flüssigkristallmaterialschicht eine positive dielektri sche Anisotropie besitzt.

3. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 2, worin die Flüssigkristallmaterialschicht aus einem Material ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus chiralem nematischen Flüssigkristallmaterial, nematischen Flüssigkristallmaterial und nematischen Flüssig kristallmaterial mit chiralen Dotanden besteht.

4. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, die desweiteren jeweils an den Oberflächen der ersten und der zweiten Substrate befestigte Polarisationsplatten aufweist.

5. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 4, die desweiteren auf den ersten und den zweiten Substraten ausgebildete Ausrichtungsfilme zum Ausrichten der Achsen der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallmaterial schicht senkrecht zu den Substraten aufweist.

6. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 5, worin die Transmissionsachsen der Polarisationsplatten senkrecht zueinander oder parallel zueinander sind.

7. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 6, worin die Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallmaterial schicht einen Vorkippwinkel besitzen.

8. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 7, worin der Unterschied zwischen einer an die Elektroden angelegten Betriebsspannung, wenn das Licht, das durch die Flüssigkristallmaterialschicht und die Polarisations platten hindurchgeht, die maximale Transmission besitzt, und einer an die Elektroden angelegten Betriebsspannung, wenn das Licht, das durch die Flüssigkristallmaterialschicht und die Polarisations platten hindurchgeht, die minimale Transmission besitzt, weniger als 30 V beträgt.

9. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, worin die Elektroden in benachbarten Pixeln in verschiedene Richtungen in Bezug auf einander ausgerichtet sind.

10. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, worin die Elektroden in einer Pixeleinheit geknickt sind.

11. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, worin die Breite der Elektroden zwischen 1 und 10 µm liegt.

12. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 11, worin der Abstand zwischen den Elektroden zwischen 2 und 20 µm beträgt.

13. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 12, worin der Spalt zwischen den ersten und den zweiten Substraten zwischen 1 und 15 µm beträgt.

14. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 13, worin der Spalt zwischen den ersten und den zweiten Substraten zwischen 3 und 10 µm beträgt.

15. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 14, worin der Spalt zwischen den ersten und den zweiten Substraten zwischen 3 und 6 µm beträgt.

16. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 13, worin einer oder beide der Ausrichtungsfilme gerieben sind.

17. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 4, die desweiteren Kompensationsfilme aufweist, die zwischen dem ersten oder dem zweiten Substrat und den Polarisationsplatten eingefügt sind.

18. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 17, worin der Kompensationsfilm eine Struktur besitzt, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die eine positive uniaxiale Struktur, eine negative uniaxiale Struktur, eine biaxiale Struktur, eine Hybridstruktur und eine verdrillte Struktur umfaßt.

19. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 18, worin der Retardationswert des Kompensationsfilmes zwischen 30 und 500 nm liegt.

20. Flüssigkristallanzeige mit:
einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat, die einander zugewandt sind;
einer Flüssigkristallmaterialschicht, die zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat injiziert und anfangs homöotropisch ausgerichtet ist;
einer Einrichtung zum variieren der Richtungen der langen Achsen der Moleküle der Flüssigkristallmaterial schicht, wobei die Flüssigkristallmaterialschicht wenigstens zwei benachbarte Bereiche besitzt, wobei die Moleküle in irgendeinen Bereich der benachbarten Bereiche in derselben Richtung ausgerichtet sind, und wobei die Moleküle in den zwei Bereichen symmetrisch in Bezug auf die Grenzebene der zwei Bereiche ausgerichtet sind.

21. Flüssigkristallanzeige mit wenigstens einem Pixel mit:
einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat, die einander zugewandt sind;
einer Flüssigkristallmaterialschicht, die zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat injiziert ist; und
wenigstens zwei linearen Elektroden, die parallel zueinander und auf dem ersten oder dem zweiten Substrat ausgebildet sind, wobei jede Elektrode einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich besitzt, die nicht parallel zueinander sind.

22. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 21, worin die Elektroden entweder auf dem ersten Substrat oder dem zweiten Substrat ausgebildet sind.

23. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 22, worin die Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallmaterial schicht im wesentlichen senkrecht zu dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat sind, wenn die Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden im wesent lichen Null beträgt.

24. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 23, worin die Flüssigkristallmaterialschicht eine positive dielektri sche Anisotropie besitzt.

25. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 24, worin die Flüssigkristallmaterialschicht aus der Gruppe aus gewählt ist, die aus einem chiralem nematischen Flüssigkristallmaterial, einem nematischen Flüssig kristallmaterial und einem nematischen Flüssigkristall material mit chiralen Dotanden besteht.

26. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 25, die desweite ren auf den ersten und den zweiten Substraten aus ge bildete Ausrichtungsfilme zum Ausrichten der Achsen der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallmaterial schicht senkrecht zu den Substraten aufweist.

27. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 22, worin die Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallmaterial schicht im wesentlichen parallel zu dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat sind, wenn die Spannungs differenz zwischen den Elektroden im wesentlichen Null ist.

28. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 27, die desweite ren auf den ersten und zweiten Substraten ausgebildete Ausrichtungsfilme zum Ausrichten der Achsen der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallmaterial schicht parallel zu den Substraten aufweist.

29. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 21, worin die Elektroden abwechselnd auf dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat ausgebildet sind.

30. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 29, worin die Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallmaterial schicht im wesentlichen senkrecht zu dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat sind, wenn die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Elektroden im wesentlichen Null beträgt.

31. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 30, worin die Flüssigkristallmaterialschicht eine positive dielektri sche Anisotropie besitzt.

32. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 31, die desweite ren auf den ersten und den zweiten Substraten aus gebildete Ausrichtungsfilme zum Ausrichten der Achsen der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristall materialschicht senkrecht zu den Substraten aufweist.

33. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 21, worin der von dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich der Elektroden gebildete Winkel größer als Null und kleiner als 180 Grad ist.

34. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 33, worin der von dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich der Elektroden gebildete Winkel 90 Grad beträgt.

35. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 21, worin die Flüssigkristallanzeige wenigstens zwei Pixel besitzt, und worin der erste Teilbereich und der zweite Teil bereich der Elektroden jeweils in benachbarten Pixeln ausgebildet sind.

36. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 35, worin der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich der Elektroden nicht verbunden sind.

37. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 21, worin der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich der Elektroden in einem Pixel ausgebildet sind.

38. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 37, worin der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich der Elektroden verbunden sind.

39. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 21, worin die Breite der Elektroden zwischen 1 und 10 µm beträgt.

40. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 39, worin der Abstand zwischen den Elektroden zwischen 2 und 20 µm beträgt.

41. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 21, worin der Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat zwischen 1 und 15 µm beträgt.

42. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 21, die desweite ren Polarisationsplatten aufweist, die jeweils an den äußeren Oberflächen der ersten und der zweiten Substrate befestigt sind.

43. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 42, worin die Polarisationsrichtungen der Polarisationsplatten entweder senkrecht oder parallel zueinander sind.

44. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 43, worin die Polarisationsrichtungen der Polarisationsplatten weder parallel noch senkrecht zu dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich der Elektroden sind.

45. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 44, worin der von den Polarisationsrichtungen der Polarisationsplatte und dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich der Elektroden gebildete Winkel 45 Grad beträgt.

46. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 45, die desweite ren wenigstens einen Kompensationsfilm aufweist, der an dem ersten oder dem zweiten Substrat befestigt ist.

47. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 46, worin der Kompensationsfilm aus der Gruppe ausgewählt ist, die einen positiven uniaxialen, einen negativen uniaxialen und einen biaxialen Kompensationsfilm umfaßt.