DE2360486C2

DE2360486C2 - Elektrooptische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2360486C2
Application number: DE2360486A
Authority: DE
Inventors: Ulrich la Dipl.-Ing. Dr.sc.techn. Zürich Roche
Original assignee: Bbc AG Brown Boveri & Cie 5401 Baden Aargau; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-11-12
Filing date: 1973-12-05
Publication date: 1982-08-26
Also published as: ATA742374A; AT342680B; DE2360486A1; GB1456776A; CH564813A5; US4025161A; JPS5081167A; JPS5636406B2

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrooptische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit zwei linearen Polarisatoren, und einer dazwischen liegenden elektrooptischen Schichtstruktur, bestehend aus zwei parallelen, mit Elektroden versehenen transparenten Platten und einer von den Platten eingeschlossenen Schicht eines nematischen Flüssigkristalles mit Wandorientierung, bei dem dem auf der Betrachterseite angeordneten linearen Polarisator eine λ/4-Schicht beigeordnet ist, wobei der lineare Polarisator und die λ/4-Schicht gemeinsam einen zirkularen Polarisator bilden.

Die Wirkungsweise derartiger Vorrichtungen kann z. B. auf der Steuerbarkeit der optischen Aktivität eines nematischen Flüssigkristalles mit Wandorientierung mittels eines elektrischen Feldes beruhen. Flüssigkristall-Anordnungen mit steuerbarer optischer Aktivität sind bekannt aus den DE-OS 21 58 563, DE-OS 22 02 555, DE-OS 22 14 891 und US-PS 37 31 986. Sie bestehen im allgemeinen aus zwei parallelen, transparenten Glasplatten, welche auf der Innenseite mit Elektroden entsprechend einem darzustellenden Zeichen beschichtet sind und weiche Polarisatoren aufweisen. Als Elektrodenmaterial kann beispielsweise eine dünne, optisch durchlässige Schicht aus elektrisch leitendem Material, z. B. Zinnoxid, verwendet werden. Zwischen den beiden Glasplatten, welche in einem definierten Abstand voneinander gehalten werden, befindet sich die Schicht aus einem nematischen Flüssigkristall, wobei die beiden Glasplatten an ihren dem Flüssigkristall zugewandten Oberflächen eine Wandorientierung aufweisen. Zum Anlegen einer äußeren Spannung sind die Elektroden bzw. mit diesen verbundene Leiter nach außen geführt

Darüber hinaus ist es aus der DE-OS 2213 337 bekannt, bei einem Flüssigkristallanzeigeelement einen Zirkularpolarisator vorzusehen, bei welchem ein A/4-Blättchen hinter einem betrachterseitigen Linearpolarisator angeordnet ist.

Ein Problem bei den üblichen Flüssigkristallanzeigen besteht darin, daß aufgrund der Linearpolarisatoren das Licht auf der Betrachterseite linear polarisiert austritt. Wird eine solche Anzeigevorrichtung durch eine linear polarisierende Anordnung, z. B. durch eine polarisierende Sonnenbrille betrachtet, so ist der vom Auge wahrnehmbare Anzeigekontrast von der Drehorientierung der Brille gegenüber der Anzeigevorrichtung abhängig. Im ungünstigten Fall kann der Kontrast vollständig verschwinden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkristall-Anzeägevorrichtung zu schaffen, welche ihren Anzeigekontrast auch bei Betrachtung durch einen beliebig gedrehten vorgesetzten linearen Polarisator beibehält Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der eingangs definierten Anzeigevorrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst Das aus der Anzeigevorrichtung austretende Licht ist nunmehr zirkulär polarisiert Zirkular polarisiertes Licht wird jedoch von einem vorgesetzten linearen Polarisator, beispielsweise von einer polarisierenden Sonnenbrille, gleichmäßig und nicht mehr orientierungsabhängig durchgelassen. Der Anzeigekontrast bleibt daher auch bei Betrachtung durch eine polarisierende Sonnenbrille, unabhängig von deren Drehorientierung gegenüber der Anzeigevorrichtung, erhalten.

Im folgenden tvird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau einer reflektierenden FlüssigkristaH-Anzeigevorrichtung.

Auf einem diffusen Reflektor 1 liegt ein erster linearer Polarisator 2. Darüber ist eine elektrooptische Schichtstruktur 3 angebracht, welche aus einer ersten Glasplatte 4, einer zweiten Glasplatte S sowie der dazwischen liegenden Schicht 6 eines nematischen Flüssigkristalles besteht Die Glasplatten weisen auf ihren dem Flüssigkristall zugewandten Oberflächen zueinander gekreuzte Wandorientierungen auf, sind also z. B. durch einen Wattebausch entsprechend gerieben. Auf den Innenseiten der Glasplatten 4 und 5 sind Elektroden entsprechend den dazustellenden Zeichen aufgebracht An die Elektroden ist eine äußere, nicht dargestellte Spannungsquelle anschließbar. Auf der elektrooptischen Schichtstruktur 3 liegt ein zweiter linearer Polarisator 7, dessen Polarisationsrichtung Y gegenüber der Polarisationsrichtung X des ersten Polarisators 2 um 90° gedreht ist Auf dem zweiten Polarisator 7 ist eine λ/4-Schicht 8 aufgebracht, welche zusammen mit dem zweiten linearen Polarisator 7 einen zirkularen Polarisator bildet.

Durch die besonderen Maßnahmen bei der Herstellung der elektrooptischen Schichtstruktur 3 sowie durch Auswahl geeigneter Flüssigkristall-Stoffe läßt sich erreichen, daß die Moleküle der Flüssigkristalle wandorientiert sind, d. h. an der Oberfläche der ersten Glasplatte 4 in einer ersten Richtung ausgerichtet sind, während sie an der Oberfläche der zweiten Glasplatte 5 in einer senkrecht dazu stehenden Richtung ausgerichtet sind. Die nematische Schicht 6 verursacht damit eine Verdrehung der Polarisationsrichtung für durchtretendes, polarisiertes Licht um 90°. Linear polarisiertes Licht, welches in einer bestimmten Richtung in die Schicht einfällt tritt also mit einer um 90° gedrehten Polarisationsrichtung aus der Schicht aus. Die Verdrehung der Polarisationsrichtung verschwindet jedoch bei anliegendem elektrischem Feld, so daß in diesem Fall der Polarisationsrichtung des Lichtes bei Durchgang durch die nematische Schicht 6 beibehalten wird. Diese Erscheinung hat bei einer gekreuzten Anordnung der beiden Polarisatoren 2 und 7 zur Folge, daß die Anzeigevorrichtung normalerweise einfallendes Umgebungslicht reflektiert, also hell wiedergibt, und unter der Wirkung eines elektrischen Feldes, also bei angelegter Spannung, lichtdurchlässig, und damit wegen der Wirkung der gekreuzten Polarisatoren dunkel wird. Das von der Oberfläche des zweiten Polarisators 7

austretende Licht ist linear polarisiert, was bedeutet, daß der Kontrast der Anzeigevorrichtung durch einen weiteren vorgesetzten linearen Polarisator von der Drehorientierung dieses zusätzlichen Polarisators abhängig wäre. Durch die gemäß der Figur auf den zweiten Polarisator 7 aufgebra.- hte zusätzliche λ/4-Schicht 8 wird jedoch dieses Licht zirkulär polarisiert Zirkular polarisiertes Licht wird jedoch durch einen eventuell vorgesetzten linearen Polarisator konstant und nicht mehr orientierungsabhängig durchgelassen. R«i Betrachtung der Anzeigevorrichtung durch einen linearen Polarisator, beispielsweise durch eine polarisierende Sonnenbrille, wird der Kontrast der Anzeige also nicht mehr von der Drehorientierung der Brille beeinflußt Die Anzeige ist damit auch durch eine polarisierende Sonnenbrille mit hoher Sicherheit und Zuverlässigkeit ablesbar. Dies ist besonders wichtig bei

der Anwendung einer derartigen Anzeigevorrichtung in Fahrzeugen oder öffentlichen Verkehrsmitteln, bei denen die Sicherheit der Passagiere von der Zuverlässigkeit der Ablesung abhängt.

Es sei noch bemerkt, daß außer der beschriebenen reflektierenden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung auch transmittierende Vorrichtungen bekannt sind, bei denen eine vorgesetzte Λ/4-Schicht die gleichen Verbesserungen bringt Bei solchen transmittierenden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen fehlt der diffuse Reflektor 1. Dafür ist hinter der Vorrichtung eine Lichtquelle angeordnet, deren Licht bei Durchgang durch die Vorrichtung normalerweise ausgelöscht und bei anliegendem elektrischen Feld durchgelassen wird. Zu diesem Zweck sind die beiden Polarisatoren 2 und 7 nicht gekreuzt, sondern parallel ausgerichtet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Elektrooptische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit zwei linearen Polarisatoren und einer dazwischen liegenden elektrooptischen Schichtstruktur, bestehend aus zwei parallelen, mit Elektroden versehenen transparenten Platten und einer von den Platten eingeschlossenen Schicht eines nematischen Flüssigkristalles mit Wandorientierung, bei dem dem auf der Betrachterseite angeordneten linearen Polarisator eine λ/4-Schicht beigeordnet ist, wobei der lineare Polarisator und die λ/4-Schicht gemeinsam einen zirkulären Polarisator bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Λ/4-Schicht (8) auf der Betrachterseite des betrachterscitigen Polarisators (7) angeordnet ist.