DE3042865A1 - Fluessigkristall-anzeigeeinrichtung - Google Patents
Fluessigkristall-anzeigeeinrichtungInfo
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- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
- G02F2413/15—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with twisted orientation, e.g. comprising helically oriented LC-molecules or a plurality of twisted birefringent sublayers
Description
Shftrp K. K. 1535-GER-A
Die Erfindung betrifft eino FluKsigkrifitrill-An
richtung und insbesondere oine Flür.sigkrinta] 1-Anzeigezelle.
b Die Dicke herkömmlicher Flässiprkri.stall-Anzeigezellen,
insbesondere von ilürsigkristal]-Anzeigeteilen mit verdrehter
bzw. gedrehter neiaati scher Phar.e (twisted nematic
liquid crystal display cells) betrug auf Grund ihres
elektro-optischen Ansprechverhaltens bis zu etwa 10/im. .
Es sei jedoch schwierig, an eine solche dünne i'lüssigkristallzelle
ein geeignetes hohes elektrisches Feld gleichförmig anzulegen. Datier konnte mit den auftreffenden
polarisierten Licht die Kauguin-Grenze bzw. -Bedingung d · Δη ^2P. nicht eingehalten bzw. befriedigt
werden, wenn das polarisierte Licht auf die •Flüssigkristallschicht
in liichtung parallel oder senkrecht zu den Längsachsen der i'liissigkristallmoleküle in der
Flüssigkristallschicht auffallen gelassen wird. An ist hierbei der Doppelbrechungs- bzw. Doppelreflexions-Index,
d ist die Dicke der I1 lü s si gkr ist all schicht und
Λ ist die Wellenlänge des auffallenden Lichts.
Daher kann das polarisierte Licht nicht in einem erforderlichen Mass, beispielsweise um 90 ,verdreht werden,
um dadurch eine elliptische Polarisation mit ßotationspolarisation
zu erzielen. Wenn zusätzlich zu einem Polarisator ein Analysator verwendet wird, um das durch die
Flüssigkristallschicht hindurchgehende Licht zu analysieren, erscheint das Transmissionsslicht unter diesen
Umständen auf Grund der Interferenz durch die Doppel-
7>0 brechung auch, im Falle von einer Kreuz-iiicol- oder
Parallel-Nicol-Anordnung von Polarisator und Analysator
farbig bzw. verfärbt.
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Sharp X. K. 1535-^ER-A
TER MEER · MDLLEn ■ h .ΈΙΜΝ :.. S . . ι-!
Dies führt nachteiliger weise zu eini-iu schlechten Anzeigekontrastverhältnis
und zu einer schlecnten Sichtbarkeit der Anzeige.
Der Erfindung liegt daher die j-ufgabe zugrunde, eine
Flüssigkxistall-Anzeigeeinriehtung mit hohem Anzeigekontrast
und ohne Farbvorschiobung bzw. Verfärbung des
Lichts zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss rai b der in Anspruch
angegebenen ilüssigkristall-Anzeigezellü gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Krfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
weist eine Flüssigliristall-Anzeigezelle mit verdrehter
nematischer Phase zwei Schichten auf, die jeweils aus einem Flüssigkristallmate;rial bestehen bzw. ein Flüssigkristalliaaterial
enthalten. Die Wahl ist so getroffen, dass der Wert -4n-d - wobei Λ η der Doppelbrechungsindex
bzw. die Doppel br echzahl von einer der beiden i'lüssigkristallschichten
und d die Dicke von einer der beiden Flüssigkristallschichten ist - bezüglich dem V/ert Δη-d
der zweiten Flüssigkristallschicht um etwa 5 /^ bis etwa
30 % und vorzugsweise um etwa 10 % bis etwa 20 /j abweicht.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Jj'ax'bverschiebung
bzw. oine Verfärbung des Transmissionslichts auf Grund von Interferenzen durch die Doppelbrechung
verhindert wird.
Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin eine zweischichtige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit drei
Substraten.
Es wird also eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung
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Sharp K.K.
π κ MF:rn ■ um.Ln-e · s ι mMrs/.i-it.-; u-<<
jU4Z0D J
ohne i'arbverschiebung bzw. Verfärbung des Transiaissionslichts,
die durch Interferenz bei Doppelbrechung auftritt, und dadurch mit einem guten Anseigekontrast
geschaffen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Zeichnung beispielsweise näher erläutert, die einen Querschnitt
durch eine erfindungsgemässe Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung zeigt.
Die einzige Zeichnung zeigt eine Flüssigkristall-Anzeigezelle
mit verdrehter nematischer Phase gemäss der vorliegenden Erfindung mit drei Substraten 1a, Ib und 1c,
vier mit Mustern versehene durchsichtige Elektroden 2a, 2b, 2c und 2d, vier Ausrichtungsschichten 3, zwei Flüssigkristallschichten
4a, 4b, Abstandselemente 5 und zwei Polarisatoren 6a und 6b.
Als Material für die drei Substrate la, 1b und 1c kann
Glas gewählt werden. Diese Substrate sind zueinander parallel angeordnet. Auf der Innenfläche jedes Substrats
1a, 1b und 1c sind mit Mustern versehene durchsichtige Elektroden 2a, 2b, 2c und 2d aus In2O7, SnO2 oder dgl.
angebracht, um an die Flüssigkristallschichten 4a und 4b die elektrische Energie zu bringen. Die vier Ausrichtungsschichten 3 sind jeweils auf der Oberfläche der jeweiligen
mit Mustern versehenen Elektroden 2a, 2b, 2c und 2d ausgebildet, um eine Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle
zu bewirken. Die Ausrichtungsschichten 3 können aus SiOp bestehen.
Die beiden Flüssigkristallschichten 4a und 4b enthalten
bzw. bestehen aus jeweils nematisehen Flüssigkristallmischungen,
die die ITüssigkristall-Anzeigezelle mit verdrehter nematischer Phase bilden, bei der die Längsachsen
der Flüssigkristallmoleküle an der jeweiligen
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ΤΓΠ MFnR · MUl-Lf-T. .'ΤΗΝ.»/! ι S : . '■: *>
Γν / Π O O Γ
Oberfläche der drei iJubsLrato 1n, Ib und Ic im rechten
Winkel zueinander liegen. In den beiden !''luesigkrisrallschichten
1Vn und y!b sind die iiichtun^en der Längsachsen
der Flüssigkristallmoleküle ,iewnilc gleich.
Um den liand der jeweiligen üubiarute 1a, Ib und Ic herum
befinden sich Abstandselemente 5, die die Flüssigkristallschichten
A-a und 4b nach aussen abschiiessen. Die Abstandselemente
5 können aus Epoxy-Kunntharz mit Glasfaserteilchen
bestehen. Auf der Anzeigeneite und auf
der Gegenseite sind jeweils Tolarisatoren 6a und 6b vorgesehen.
Die Polarisationsebene des Polarisators 6a wird so gewählt, dass sie im wesentlichen senkrecht oder parallel
zur Polarisationsebene des Analysators 6b liegt. Wenn die Polarisationsebene des Polarisators 6a im wesentlichen
senkrecht auf derPolarisationsebene des Analysators 6b steht, ist die Richtung der Längsachsen der
Flüssigkristallmoleküle, die nahe bei dein Polarisator 6a bzw. nahe bei den Analysator 6b liegen, so gewählt, dass
diese Längsachsen der Flür.sigkristallmoleküle im wesentlichen senkrecht oder parallel zur Polarisationsebene
des Polarisators 6a bzw. des Analysators 6b liegen. Wenn die Polarisationsebene des Polarisators 6a dagegen im
wesentlichen parallel zur Polarisationsebene des Analysators 6b liegt, ist die dichtung der Längsachsen der
Flüssigkristallmoleküle, die nahe bei dem Polarisator 6a
und dem Analysator 6b liegen, so gewählt, dass die Eichtung dieser Längsachsen der Flüssigkristallmoleküle im
wesentlichen senkrecht oder parallel zur Polarisationsebene des Polarisators 6a bzw. des Analysators 6b liegt.
Diese Anordnung ergibt in Verbindung mit der Polarisationsebene
des Polarisators 6a und des Analysators 6b, sowie
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meer · mülle:;; f~, e!N(v.l.s". .-.^ ο η / ο ο ρ c
in Verbindung mit der ItLchtung der Längsachsen der Flüssigkri
stallmoleküle vier mögliche unterschiedliche Kombinationen.
Der Doppelreflexions- bzw. JDoppelbrechungsindex (double refractive index) jeder Flüssigkristallschicht 4a und 4b
sei Δ n^ und Δηρ, wobei sich diese beiden Indices in
ihrem Wert etwas unterscheiden. Die Materialien der Schichten 4a und 4b sind verschieden. Die Polarisationsrichtung der Flüssigkristallmolekiile ist in den jeweiligen
Schichten 4a und 4b jeweils gleich. Die Schichten 4a und 4b sind d^ bzw. dg dick und sind einander im wesentlichen
gleich. Vorzugsweise liegen die Dicken d^ und do
in einem Bereich von etwa 4 /um bis etwa 10/um.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
waren die Werte d^ und dp etwa 6/um. Die Schicht 4a
bestand aus dem Material ROTN 403 und die Schicht 4b bestand aus dem Material EOTN 570, die beide von der Firma
Hoffmann-La Boche Inc. hergestellt werden, und es ergaben sich Werte 4n^ = 0,26, 4np = 0,22 bei Ί( = 633 mn· Iß
Verbindung mit den elektro-optischen Eigenschaften des verdrehten nematischen Feldeffektmodus bzw. des Feldeffektmodus
mit verdrehter nematischer Phase, weisen die beiden ausgewählten Flüssigkri stall mi schlingen 4a und 4b
eine Schwellwertspannung von etwa 1,55 V auf. Darüberhinaus haben sie ein gleiches bzw. ähnliches zeitliches
Ansprechverhalten. Bei Zimmertemperatur zeigen sie im wesentlichen die gleichen elektro-optischen Eigenschaften.
Daher besteht zwischen einer ersten Anzeige mit der Flüssigkristallschicht 4a und einer zweiten Anzeige mit
der Flüssigkristallschicht 4b als alternative Anzeige kein wesentlicher Unterschied bezüglich des Anzeigekontrastverhältnisses
und der Ansprechzeit, und zwar auch dann, wenn die alternative Anzeige sich über den gesamten
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Anzeigebereich erstreckt.
Anzeigebereich erstreckt.
Im Gegensatz zu anderen Darstellungstypen von Flüssigkristallanzeigen,
bei denen die Materialien der Schichten 4a und 4b gleich sind, und die denselben Doppelbrechungsindex
bei gleicher ücke der Schichten 4a und 4b aufweisen,
weist die erfindungsgemässe Anzeigezelle den Vorteil auf, dass Verfärbungs- bzw. Farbphänomene des
durchgehenden Lichts auf Grund von Interferenzen durch die Doppelbrechung nicht auftreten und daher ein gutes Anzeigekontrastverhältnis
geschaffen wird.
Der zuvor beschriebene Vorteil scheint auf folgenden Gründen zu beruhen:
Licht, beispielsweise natürliches Licht, das auf die erste Flüssigkristallschicht 4a auffällt, wird vom PoIarx3ator
6a linear polarisiert. Wenn die Schicht 4a eine Flüssigkristallschicht mit verdrehter nematischer Phase
ist, wird das durch die Schicht 4a hindurchgehende Licht in elliptisch-polarisiertes, nicht linear-polarisiertes
Licht mit Rotationspolarisation unter rechten Winkeln geändert, dass dann auf die zweite Flüssigkristallschicht
4b auffällt.
Dieser Vorgang tritt ohne Anlegen eines elektrischen Feldes an die Schicht 4a, bei Anlegen eines elektrischen Feldes
unterhalb der Schwellwertspannung der Schicht 4a und bei
Befriedigung der Ungleichung "d^,. n^ ^6 2" auch dann auf,
wenn die Polarisationsrichtung des auf die Schicht 4a auffallenden Lichtes im wesentlichen parallel oder senkrecht
zur Ebene der Längsachsen der Flüssigkristallmoleküle in der Schicht 4a ist.
Die zweite Flüssigkristallschicht 4b kann als eine Art optischer Kompensator in dem Falle wirken, wenn der Wert
"do* np" bezüglich der zweiten Flüssigkristallschicht
4b vom Wert 130022/0808
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TEIR MEER ■ MÜLLER · HTbINMF-ISTf-R η η ι J Q O Γ
- 10 -
"α^,.Δη^" bezüglich, der ersten i'lussigkristallschicht 4a
um einen Betrag von vorzugsweise etwa |> % bis etwa
30 % und insbesondere um einen Wert von vorzugsweise etwa 10 % bis etwa 20 % abweicht- -Dieser bevorzugte Wert
wurde bei Untersuchungen festgestellt.
Der durch die Schicht 4b gebildete optische Kompensator bewirkt, dass das durch die Schicht 4b hindurchgehende
Licht sehr stark bzw. nahezu linear-polarisiert wird. Wenn der Analysator 6b das durch die Schicht 4b hindurchgehende
Licht analysiert, kann eine Verfärbung bzw. eine JParbwirkung durch Interferenz auf Grund der Doppelbrechung
unter diesen Umständen vermieden werden.
Durch eine vereinfachte Berechnung kann die Abweichung von etwa 5 % bis etwa 30 % durch den ersten Abweichungstyp
von etwa 5 % bis etwa 30 % in Verbindung mit Werten
von Λ JXy, und Δ np zueinander bei gleichen Werten d^ und
dp oder durch den zweiten Abweichungstyp von etwa 5 % bis
etwa 30 % in Verbindung mit den Werten d^ und dp erhalten
werden, wenn die Werte Λ n^ und A^ gleich sind.
Der erste Abweichungstyp ist praktikabler als der zweite Abweichungstyp, da die Beziehung d^ = dp im Hinblick auf
das zeitliche Ansprechverhalten eingehalten werden sollte.
Die Variationen bzw. Änderungen sollten bzw. müssen jedoch nicht auf den ersten Abweichungstyp beschränkt sein,
weil das Material der jeweiligen Schichten 4a und 4b so gewählt werden kann, dass die zuvor beschriebene
Abweichung durch den zweiten Abweichungstyp oder irgendwelche andere Variationen bzw. Änderungen der Werte
Jm^ ^n2, dxj und d2 bei Erfüllung von Erfordernissen
der zeitlichen Ansprechverhalten befriedigt werden.
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TER MEER -MULLEf ν · S ί CINMiiiSl ti-? 3042865
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Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen
beschrieben- Dem Fachmann sind selbstverständlich zahlreiche Abwandlungen und Ausgestaltungen möglich,
ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird-
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—AS-
Leerseite
Claims (4)
1. ι Flüssigkristall-Anzeigezelle,g e kennzeich net
^ -y durch
- ein erstes, ein zweites und ein drittes Substrat (1a,
1b, 1c),
- ein erstes Paar mit !"lüstern versehener Elektroden
(2a, 2b), die jeweils auf den ersten und zweiten ßubstrat (1a, 1b) ausgebildet sind und ein zweites Paar
mit Mustern versehener Elektroden (2c, 2d), die auf
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Gharp £.£.
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-P-
dem aweiten und dritten Substrat (1b, 1c) ausgebildet
sind,
- eine erste i'lüssigkri stall schicht (4a), die in einem
ersten Zwischenraum ζ'wische η dom ersten und zweiten
Substrat (la, 1b) vorgesehen ist, und eine zweite Flüssigkristallschicht (4b), die in einem "zweiten
Zwischenraum sxvischen dem zweiten und dritten Substrat (Ib, 1c) vorgesehen ist und
- zwei Polarisatoren (6a, 6b), von denen einer (6a) an der !''lache des ersten Substrats (la) angebracht
ist, die nicht die mit Mustern versehene Elektrode (2a) trägt, und von denen der andere (6b) auf einer
Fläche des dritten Substrats (1c) angebracht ist, die nicht die mit Mustern versehene Elektrode (2d) trägt,
- wobei der eine (6a) der beiden Polarisatoren (6a, 6b) eine Polarisationsebene aufweist, die im wesentlichen
senkrecht oder parallel zur Polarisationsebene des anderen (6b) der beiden Polarisatoren (6a, 6b) liegt,
- wobei die Polarisationsebene der beiden Polarisatoren (6a, 6b) im wesentlichen senkrecht oder parallel zur
Richtung der Längsachsen der Flüssigkristallmoleküle in der jeweiligen ersten und zweiten Flüssigkristallschicht
(4a, 4b) liegt und
- wobei der Wert Λ n^ * cL· um etwa 5 °/° bis etwa 30 %
vom Wert Δη? " d~ abweicht, wobei Δη^ der Doppelbrechungsindex
der ersten Flüssigkristallschicht (4a), Δηρ der Doppelbrechungsindex der zweiten Flüssigkristallschicht
(4b), d^ die Dicke der ersten Flüssigkristallschicht
(4a) und dp die Dicke der zweiten Flüssigkristallschicht (4b) ist.
2. Flüssigkristall-Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung in einem Bereich
von etwa 10 % bis etwa 20 % liegt.
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Sharp K..K.
! R f-AV.rZR ■ MOLLLf? ■ Ί L i: I.*/· 1S ; : ''? O p) / O O C C
3. Flüssigkristall-Anr,eip;e::el.l e nach Anspruch Ί oder 2,
dadurch, gekennzeichnet, dans die Dicke (d^,) der ersten
Flüssigkristallschicht (4a) im wesentlichen gleich der Dicke (dp) der zweiten Müsoi^kristallschicht (y4b)
ist.
4. Flüssigkristall-AnseiKezelle nach einen aei- Ansprüche
Λ bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrooptischen
.Eigenschaften der ersten Müssißkristallschicht
(4a) und der zweiten Flüssigkristallschicht (4b) in
wesentlichen gleich sind.
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ID=15425833
Family Applications (1)
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Also Published As
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