DE3543235A1

DE3543235A1 - Fluessigkristall-anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE3543235A1
Application number: DE19853543235
Authority: DE
Inventors: Shinji Hasegawa; Yasuhiko Kando; Tamihito Mobara Chiba Nakagomi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-12-07
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1986-06-12
Also published as: DE3543235C2; KR860005242A; GB2168164A; JPS61137127A; US4693562A; KR900005488B1; GB8529211D0; GB2168164B

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und insbesondere eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung für den Zeit-Multiplexbetrieb.

Eine herkömmliche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom verdrillt-nematischen Typ weist einen nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie und einer um 90° verdrillten Helixstruktur auf, der zwischen zwei Substraten mit darauf in den gewünschten Anzeigemustern angebrachten durchsichtigen Elektroden eingeschlossen ist. Polarisationsplatten werden auf den Außenflächen der Substrate so angeordnet, daß ihre Polarisationsachsen senkrecht oder parallel zu den Hauptachsen der den Substraten benachbarten Flüssigkristallmoleküle sind.

Um die Flüssigkristallmoleküle zwischen den beiden Substraten um 90° zu verdrillen, werden Orientierungsschichten auf den Elektroden und den freien Substratflächen hergestellt und zwar durch Beschichten mit einem Polyimidharz und Reiben mit einem Tuch in einer Richtung der beschichteten Flächen, die

680-(338401234DE1)K/Al

mit den Flüssigkristallmolekülen in Berührung sind, wobei viele feine Rillen entstehen. Dabei werden die Hauptachsen der diesen Flächen benachbarten Flüssigkristallmoleküle parallel zu dieser Richtung ausgerichtet (d.h. zur Reibrichtung). Die beiden geriebenen Flächen werden einander gegenüberliegend so angeordnet, daß ihre Reibrichtungen um gekreuzt sind. Diese geriebenen Substrate werden dann mit einem Dichtungsmittel verschlossen,· in den Spalt zwischen den beiden Substraten wird ein nematischer Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie eingebracht, wodurch die Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle um 90° zwischen den Substraten verdrillt sind. Die so entstandene Flüssigkristallzelle wird zwischen zwei Polarisationsplatten eingebettet, deren Polarisationsachsen praktisch parallel oder senkrecht zu den Hauptachsen der daran angrenzenden Flüssigkristallmoleküle sind. In einer herkömmlicherweise verwendeten reflektierenden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, wird an der Außenfläche der unteren Polarisationsplatte ein Reflektor angebracht. Das auf der oberen Fläche der Anzeige einfallende Licht wird linear durch die Polarisationsplatte oder Polarisator polarisiert. In dem Bereich der Flüssigkristallschicht, in dem keine Spannung angelegt wird, wird die Polarisationsebene des linear polarisierten Lichts um 90° durch die Helixstruktur gedreht und von der unteren Polarisationsplatte durchgelassen. Das Licht wird dann durch den Reflektor zur oberen Fläche der Anzeigevorrichtung reflektiert. In dem Bereich der Flüssigkristallschicht, an den eine Spannung angelegt worden ist, wird jedoch die Helixstruktur zerstört, die Polarisationsebene des linear polarisierten Lichtes wird nicht gedreht, das linear polarisierte, durch die obere Polarisationsplatte durchgelassene Licht wird durch die untere Polarisationsplatte blockiert und erreicht den Reflektor nicht. Auf diese Weise können elektrische Signale in optische Bilder je nach Anwesenheit oder Abwesenheit eines

an die Flüssigkristallschicht angelegten elektrischen Feldes umgewandelt werden.

Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des verdrillt-nematischen Typs (im folgenden kurz "TN-LCD" bezeichnet) wird wegen ihrer Vorteile, wie niederer Betriebsspannung, niederem Energieverbrauch, geringer Dicke und geringem Gewicht, sehr häufig für Armbanduhren, Schreibtischrechnern, verschiedene technische Meßinstrumente und automatische Instrumente verwendet.

Die TN-LCD-Anzeige mit dotierter Matrix, die Buchstaben und Figuren abbilden kann, ist seit langem wegen ihrer Verwendung als Endanzeige in tragbaren Rechnern und verschiedenen Datenverarbeitungseinheiten von großem Interesse. Zur Zeit sind beispielsweise Anzeigen mit 64 χ 480 oder 128 χ 480 Bildelementen, die mit einem Impulsfaktor von 1/64 betrieben werden können, auf dem Markt. Es besteht jedoch ein immer größer werdendes Interesse an Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen mit noch größerem Anzeigeinhalt und Informationsdichte,wie Anzeigen mit 200 χ 640 oder 256 χ 640 Bildelementen, die der Anzeigekapazität von Kathodenstrahlbildröhren entsprechen. Damit diese Anzeigevorrichtungen auf den Markt gebracht werden können, müssen sie wirkungsvoll in einer hohen Zeit-gemultiplexten Weise mit einem Impulsfaktor von 1/100 oder 1/128 betrieben werden.

Der Zeit-Multiplex-Betrieb wird nun kurz anhand einer Anzeigevorrichtung mit dotierter Matrix beschrieben. Wie aus Figur 1 ersichtlich, werden auf dem oberen und dem unteren Substrat (nicht abgebildet), Y-Streifenelektroden (Signalelektroden) 33 und X-Streifenelektroden (Abtastelektroden) 34 gebildet. Bildelemente (pixel), d.h. Flüssigkristallbereiche an den Schnittpunkten der X- und Y-Elektroden 34 und 33 werden in den EIN- oder AUS-Zustand gebracht,

so daß sie beispielsweise Buchstaben anzeigen, η Abtastelektroden X1, X2, ..., Xn werden wiederholt im sogenannten Zeit-Multiplexbetrieb abgetastet. Bei einer bestimmten Abtastelektrode (beispielsweise X3 in Fig. 1) wird gleichzeitig ein gewähltes oder nicht gewähltes Anzeigesignal an alle Bildelemente P31, P32, ... und P3m auf der Abtastelektrode durch die Signalelektroden 33, die aus den Elektroden Y1, Y2, ... und Ym bestehen, gemäß einem Anzeigesignal aufgegeben. In anderen Worten, der Ein-/Aus-Betrieb der Bildelemente an den Schnittpunkten der Abtastelektroden und der Signalelektroden wird durch eine Kombination von Spannungsimpulsen, die den Abtast- und Signalelektroden aufgegeben werden, bestimmt. Das heißt, die Anzahl der Abtastelektroden X entspricht dem Zeit-Multiplexfaktor.

Wird eine TN-LCD-Anzeige durch Amplitudenauswahl betrieben (wie beispielsweise in US-B 3 976 362 beschrieben) , so sinkt das Verhältnis des Effektivwertes der Spannung, die auf das "Ein"-(gewähltes)-Segment ausgeübt wird, zu der, die auf das "Aus"-(nicht gewähltes)-Segment wirkt, der Anzeigekontrast nimmt mit steigendem Zeit-Multiplexfaktor ab. Damit der Zeit-Multiplexfaktor erhöht werden kann ohne Verlust des Anzeigekontrasts, muß die Steigung der charakteristischen Helligkeits-Spannungskurve deutlich an Steilheit zunehmen. Die Frage, wie die Steilheit der durch die Spannung verursachten Helligkeitsveränderung verbessert werden kann, ist eine wichtige Aufgabe bei der erfolgreichen Herstellung von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen mit hohem Zeit-Multiplexbetrieb.

Um die Steilheit dieser Helligkeitsveränderung zu verbessern, wurden die charakteristischen Eigenschaften von Flüssigkristallmaterial eingehend untersucht. Obwohl dabei gewisse Verbesserungen erreicht wurden, wurde bis jetzt noch kein Material gefunden, das die Forderung nach großer Steilheit

erfüllt. Eine andere vielfach angewendete Möglichkeit, die Steilheit der Helligkeitsveränderung zu verbessern, ist die, die Polarisations- oder Absorptions-(Achsen) der Polarisationsplatten und die Achsen der Flüssigkristallmoleküle in den Bereichen, die an die Flächen des oberen und unteren Elektrodensubstrats angrenzen, so voneinander abweichen zu lassen, daß der Verdrillungswinkel oc der Flüssigkristallmolekül größer als der Schnittwinkel θ der Polarisations- oder Absorptionsachsen der Polarisationsplatten ist.

In der JA-A SHO 53(1978)-134 459 ist beispielsweise eine Anordnung beschrieben, in der der Verdrillungswinkel d> im Bereich von 94 bis 106° und der Schnittwinkel θ der Polarisationsachsen der Polarisationsplatten im Bereich von 74 bis 86° liegt. In der JA-A. SHO 55(1980)-95 929 ist eine Anordnung beschrieben, in der der Schnittwinkel der Polarisationsoder Absorptionsachsen der Polarisationsplatten geringer ist als der Verdrillungswinkel OC der Flüssigkristallmoleküle, wobei der Schnittwinkel der Polarisations- oder Absorptionsachsen der Polarisationsplatten entweder 80, 85 oder 90° und der Verdrillungswinkel d der Flüssigkristallmoleküle 85° beträgt oder der Schnittwinkel der Polarisations- oder Absorptionsachsen der Polarisationsplatten 85, 90 oder 95° und der Verdrillungswinkel Oi der Flüssigkristallmoleküle 90° beträgt. In der JA-A SHO 56(1981)-92 518 ist eine Anordnung beschrieben, in der der Verdrillungswinkel ⁰^ der Flüssigkristallmoleküle im Bereich von 80 bis 100° und der Schnittwinkel der Polarisationsachsen der Polarisationsplatten im Bereich von 74 bis 84° liegt. Gemäß der JA-A SHO 59 (1984)- 40 623 beträgt der Verdrillungswinkel & der Flüssig- kristallmoleküle von 92 bis 120°, der Schnittwinkel θ der Polarisationsachsen der Polarisationsplatten wird so gewählt, daß er der Forderung 180° - oU₊ q 6 21o° genügt. Jedoch erfüllt keine dieser Anordnungen gleichzeitig die Forderungen in Bezug auf die Steilheit der Helligkeits-Spannungskurve,

das Erscheinen der Farbe auf der Anzeigefläche und die Abhängigkeit des Betrachtungswinkels von der Helligkeit.

Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer Zellstruktur, die von den herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen verschieden ist, und einem Verdrillungswinkel o^ ,

der sich von den 90° einer herkömmlichen Helixstruktur von nematischen Flüssigkristallmolekülen unterscheidet, anzugeben. Dadurch sollten ausgezeichnete Zeit-Multiplex-Betriebseigenschaften und somit ein höherer Kontrast, ein weiterer Bereich der Betrachtungswinkel und weniger Farbe in der Anzeige erreicht werden, selbst dann, wenn der Zeit-Multiplexfaktor, d.h. die Anzahl anAbtastzeilen über 100 liegt.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst durch eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die gekennzeichnet ist durch die Einbringung eines mit einem chiralen Material versetzen nematischen Flüssigkristallmaterials mit positiver dielektrischer Anisotropie zwischen ein oberes und ein unteres Substrat mit darauf angeordneten Elektroden, wobei die Elektrodenflächen und die freien Substratflächen mit Orientierungsschichten versehen sind, so daß eine Helixstruktur mit einer Verdrillung von 96 bis 108° in Richtung der Dicke,

ein Schnittwinkel der Absorptionsachsen von zwei Polarisationsplatten auf dem oberen und dem unteren Substrat von 63 bis 73° und

ein Produkte Δ n.d der Dicke d (in μπι) und der optischen Anisotropie /\n der Flüssigkristallschicht von 0,69 bis 0,79 μπι gebildet werden.

Die Erfindung wird durch die Abbildungen erläutert, wobei Fig. 1 der Erklärung des Zeit-Multiplexbetriebs dient,

354323

Fig. 2 eine Perspektiveansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und

Fig. 3 eine charakteristische Helligkeits-Spannungs-Kurve einer herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist, die zur Erläuterung der Zeit-Multiplex-Eigenschaften dient.

Fig. 2 zeigt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 1, in der ein nematischer Flüssigkristall 13 mit positiver dielektrischer Anisotropie zwischen zwei Substraten 11, 12 eingebettet ist. Auf den Substraten 11, 12 sind durchsichtige Elektroden in den gewünschten Anzeigemustern angeordnet; auf den Elektroden und den freien Flächen der Substrate werden Orientierungsschichten (nicht dargestellt) gebildet und zwar durch Beschichten beispielsweise mit einem Polyimidharz und Reiben der beschichteten Flächen mit einem Tuch in einer Richtung, wobei viele feine Rillen entstehen. Die Reibrichtung des oberen Substrats 11 der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 1 ist durch den Pfeil 2, die Reibrichtung des unteren Substrats 12 durch den Pfeil 3 angegeben; der Verdrillungswinkel zwischen den dem oberen Substrat benachbarten Flüssigkristallmolekülen und den dem unteren Substrat benachbarten Flüssigkristallmolekülenist mit oC bezeichnet. Eine obere Polarisationsplatte (Polarisator) auf dem oberen Substrat 11 und eine untere Polarisationsplatte auf dem unteren Substrat 12 sind mit 20 bzw. 21 angegeben, der Schnittwinkel der Absorptionsachse 22 der oberen Polarisationsplatte 20 und der Absorptionsachse 23 der unteren Polarisationsplatte 21 ist mit ß angegeben. X- und Y-Achsen sind auf der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 1 angegeben, wobei die X-Achse die Richtung für die Halbierung des Verdrillungswinkels ⁰^ der Flüssigkristallmoleküle darstellt. Die Z-Achse ist senkrecht zur X-Y-Ebene. Der Winkel zwischen der Betrachtungsrichtung 5 und der Z-Achse wird als Betrachtungswinkel 0 definiert. In diesem Fall liegt

aus Einfachkeitsgründen die Betrachtungsrichtung 5 in der X-Z-Ebene. Der Betrachtungswinkel 0 in Figur 2 wird als positiv angenommen. Da der Kontrast größer wird, wenn aus einer Richtung in der X-Z-Ebene betrachtet wird, wird diese Richtung Betrachtungsrichtung 5 genannt.

Die Leistungsparameter für eine Anzahl von Zeit-Multiplex-Betriebseigenschaften werden nun kurz erläutert:

Fig. 3 zeigt eine typische Durchlässigkeits-Spannungskurve einer durchlässigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom verdrillt-nematischen Typ bei gekreuzten Polarisationsachsen. Die Kurve zeigt die relative Lichtdurchlässigkeit in Abhängigkeit von der Betriebsspannung. Der Anfangsdurchlässigkeitswert wird mit 100% angegeben, der Endwert, bei dem keine oder nur eine geringe Änderung der Durchlässigkeit bei genügend hoher Spannung erfolgt,wird mit Ol angegeben. Bei einem Betrachtungswinkel 0 wird eine 801 Durchlässigkeit verursachende Betriebsspannung, bei der die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung einem Beobachter im "Ein"-Zustand erscheint, mit V( T, 801), eine 201 Durchlässigkeit verursachende Betriebsspannung, unter der eine weitere Durchlässigkeitsabnahme für das Auge nicht mehr wahrnehmbar erscheint, mit V( T, 201) und eine 50? Durchlässigkeit verursachende Betriebsspannung, die für die Bestimmung der Eigenschaften des Flüssigkristallmaterials selbst, unabhängig von den Orientierungsschichten , geeignet ist, mit V(T , 501) bezeichnet.

Ist J in der folgenden Gleichung (1)

* _ V (10°, 208) _m

" V C10", 80°s) ^U ^J

der Parameter für die Bestimmung der Steilheit der Durchlässigkeits-Spannungskurve, so kann festgestellt werden, daß

■ 1 ϊ·-·

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T kleiner als T ist und daß die Steilheit mit Annäherung von χ an 1 zunimmt.

Ist Δ 0 in der folgenden Gleichung (2) Λ0 - V (4P;,

ein anderer Parameter für die Bestimmung der Abhängigkeit des Betrachtungswinkels von der Durchlässigkeit, so kann festgestellt werden, daß Δ 0 kleiner als 1 ist und daß die Abhängigkeit des Betrachtungswinkels bei Annäherung von 40 an 1 abnimmt, das heißt, daß eine größere Zahl von geeigneten Betrachtungswinkeln vorhanden ist.

Wird der untere Wert für den Verdrillungswinkel &■ auf angesetzt, so wird die Steilheit der charakteristischen Durchlässigkeits-Spannungskurve deutlich erhöht, da der Unterschied zwischen dem Verdrillungswinkel C^ und dem Schnittwinkel ß der Absorptionsachsen der Polarisationsplatten größer wird. Bei zu großem Unterschied von 0*· und ß jedoch wird die Abweichung der Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle und der Absorptionsachsen der Polarisationsplatten, die an die Flächen des oberen und unteren Substrats angrenzen, zu groß, das auf der optischen Rotationsdispersion beruhende Erscheinen der Farbe wird zunehmend wichtiger.

Die Steilheit der Durchlässigkeitsänderung hängt stark vom Wert des Produktes An.d (μΐη) der Anisotropie des Brechungsindexes des Flüssigkristalls in, multipliziert mit der Dicke d der Flüssigkristallschicht ab. Die Steilheit der charakteristischen Durchlässigkeits-Spannungskurve kann mit steigendem Wert des Produkts Δη.ά verbessert werden, bei Annäherung des Produktwertes 4n.d an 1,0 μπι ist sie jedoch nicht mehr steigerungsfähig. Andererseits steigt die Durchlässigkeitsänderung in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel 0, d.h. die Abhängigkeit des Betrachtungswinkels von

der Durchlässigkeit, mit zunehmenden Wert des Produkts Λ^η·ά, was im Gegensatz zur Steilheit der Durchlässigkeits-Spannungskurve ist.

Wird Wert auf Durchlässigkeit gelegt, so können zufriedenstellende Ergebnisse durch Einstellen des Produkts An.d in die Nähe von 1,0 μπι erreicht werden, was jedoch auf Kosten der Anzahl an geeigneten Betrachtungswinkeln geht, d.h. auf Kosten des Winkelbereichs, in dem eine gute Sicht der Anzeige möglich ist. Wird Wert auf die Breite des Betrachtungswinkels gelegt, so werden zufriedenstellende Ergebnisse bei einem Produkt An.d im Bereich von 0,5 bis 0,6 μπι erreicht, jedoch zu ungunsten des Anzeigekontrasts. Solange der Zeit-Multiplexfaktor bei einem Mittelwert liegt, wird ein praktisch zufriedenstellender Anzeigekontrast sogar bei Werten des Produkts Δ n.d im Bereich von 0,5 bis 0,6 μπι erhalten. Der Anzeigekontrast ist jedoch praktisch nicht mehr zufriedenstellend, wenn der Zeit-Multiplexbetrieb bei einem Impulsfaktor von höchstens 1/64 oder 1/100 durchgeführt wird. Wird der Wert von Δ n.d zur Behebung dieser Schwierigkeit auf etwa 1,0 μπι eingestellt und der Zeit-Multiplexbetrieb bei einem Impulsfaktor von höchstens 1/64 durchgeführt, so verliert der Bereich an geeigneten Betrachtungswinkeln an Weite.

Die Erfindung wird durch die Beispiele erläutert. Beispiele 1 bis 3

Aus den folgenden Bestandteilen wird ein Flüssigkristallgemisch I hergestellt:

Gew. I

-NC

CH, ,-(H)— CO

^OC5^H11

C₄H₉K H

34 7 7 6

13 16

Dieses Gemisch I hat eine Übergangstemperatur vom nematischen zum isotropen Zustand T_NI von 65°C und einen Δη-Wert von 0,106. Die in Tabelle 1 angegebenen Zellen 1, 2 und 3 werden durch Einbringen von 0,6 Gew.% einer chiralen Substanz, Cl5 (Produkt von BEH) zur Vermeidung der möglichen Verdrillungsumkehr hergestellt. In den Zellen 1 und 2 beträgt der Verdrillungswinkel CL 90° und der Schnittwinkel ß der Absorptionsachsen der Polarisationsplatten 80°. Die Zelle 1 mit einem Produkt A n.d von 0,53 μπι weist eine ausgezeichnete Betrachtungswinkel-Abhängigkeit Λ0 auf, die Durchlässigkeitsänderung hat jedoch keine Steilheit J. . Im Gegensatz dazu weist die Zelle 2 mit einem Produkt Δ n.d von 1,05 μπι eine ausgezeichnete Steilheit T auf, es fehlt ihr jedoch an der Betrachtungswinkel-Abhängigkeit Λ 0·

Bei den herkömmlichen Anordnungen mit einem Verdrillungswinkel von 90° und einem Schnittwinkel von 80° ist es schwierig, die Steilheit T und die Abhängigkeit des Betrachtungswinkels Δ 0 auf optimale Werte festzulegen. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit wurde versucht, den Verdrillungswinkel über 90° zu erhöhen und den Unterschied zwischen dem Verdrillungswinkel oC und dem Schnittwinkel ß auf einen Wert im Bereich von 20 - 30° zu erweitern. Unter diesen Bedingungen wurde festgestellt, daß das durch die optische Rotationsdispersion verursachte Erscheinen der Farbe zunehmend wichtig wird, wenn die Abweichung zwischen den Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle und den. Absorptionsachsen der den Substratflächen benachbarten Polarisationsplatten zu groß wird.

Tabelle 1

^^~^-~-^^Flüssigkristall-	1	2	3
" ^^_^ zelle	Vergleich	Vergleich	erfindungsgem.
Verdrillungswinkel C^	90°	90°	102°
Schnittwinkel ß	80°	80°	68°
Dicke d	5 j O pm	9,9 pm	7,0 ,um
Δ η . d (pm)	0,53	1,05	0,74
V (10°, 505)	2_r25 V	2,63 V	2,22 V
Y	1,241	1,160	1,161
Δ φ	0.902	0,878	O₇916

Die erfindungsgemäße Zelle 3 hat einen Verdrillungswinkel O^ von 102° und einen Schnittwinkel ß von 68° sowie ein Produkt An.d von 0,74 μπι. Durch Einstellung des Verdrillungswinkels cL , des Schnittwinkels ß und des Produkts Δ n.d auf diese Werte werden charakteristische Eigenschaften erhalten, in denen die ausgezeichnete Abhängigkeit des Betrachtungswinkels der Zelle 1 und die ausgezeichnete Steilheit der Zelle 2 kombiniert sind und gleichzeitig das durch die optische Rotationsdispersion verursachte Erscheinen der Farbe auf einen praktisch annehmbaren Wert verschoben ist. In dieser Anordnung erscheint der Hintergrund der Anzeige in leuchtend goldener Farbe.

Damit in der erfindungsgemäßen Zelle die Hintergrundfarbe einheitlich über die Gesamtfläche der Anzeige erscheint, ist es notwendig, daß der Spalt zwischen den Substraten einheitlich ist. Das wird dadurch erreicht, daß über die Gesamtfläche der Anzeige Glasfasern mit einem einheitlichen Durchmesser als Abstandshalter dispergiert werden, der Flüssigkristall in die Zelle eingebracht und die Zelle verschlossen wird, so daß der innere Druck der Zelle etwas höher als der atmosphärische Druck ist.

Beispiele 2 bis 4

Diese Beispiele sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt, die Zusammensetzung der verwendeten Flüssigkristallgemische II bis IV wird in Tabelle III angegeben.

In der Anordnung der Beispiele 2 bis 4 liegen die Verdrillungswinkel ⁰^ , die Schnittwinkel ß und die Werte für das Produkt Δ n.d im erfindungsgemäßen Bereich. Auf diese Weise werden in diesen Anordnungen ausgezeichnete Werte für die Steilheit T und die Betrachtungswinkel-Abhängigkeit Δ 0 erhalten.

Tabelle 2

^——^^	Beispiel 2 Gemisch II	Beispiel 3 Gemisch III	Beispiel 4 Gemisch IV
Verdrillungswinkel ^	100°	103°	101°
Schnittwinkel ß	70°	67°	69°
Δ η . d (μτη)	0_r75	0,73	0,76
V (10°, 50%)	2_r25 V	2,18 V	2,14 V
γ	1,159	1,145	1,152
Δ i	0,916	0,919	0,914

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•Η

§. C3

O O

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co

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CJ

IO

CD

CO

Die gewünschten Eigenschaften der Steilheit ^f von TN-LCD-Anzeigen steigen mi.t dem Verhältnis der Elastizitätskonstanten des Flüssigkristallmaterials (mit K₁ und K₃ werden die Dehnbzw. Spannungselastizitätskonstanten bezeichnet.^ Ein typisches Flüssigkristallgemisch mit Pyrimidinverbindungen als Hauptbestandteile, das üblicherweise für günstig befunden wird, weist ein K_xZK₁-Verhältnis von 0,75 auf, eines der kleinsten K^ZK₁-Verhältnisse aller auf dem Markt erhältlichen Produkte. In Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, in denen dieses besondere Flüssigkristallmaterial verwendet wird, hat die Zelle einen Verdrillungswinkel C^ von 90°, einen Schnittwinkel ß von 80° und ein Produkt An.d von 1,07 μπι, der Wert für T ist 1,156 und /\ 0 0,857. In den Anordnungen der Beispiele 2 bis 4 ist der Wert für U gleich oder besser als dieser Wert, was deutlich zeigt, daß die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung zu ausgezeichneten Ergebnissen führt.

Die Zusammensetzung des in der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung verwendbaren Flüssigkristallgemisches ist nicht besonders kritisch. Besonders günstige· Ergebnisse werden bei Anwendung eines der Gemische I bis IV oder entsprechender Gemische erhalten.

Die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist besonders geeignet, wenn der Verdrillungswinkel c£ 102°, der Schnittwinkel ß der Absorptionsachsender Polarisationsplatten 68° und der Wert für das Produkt An.d 0,74 beträgt. Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung ist ausreichend, wenn der Verdrillungswinkel (λ. im Bereich von 102° - 6°, der Schnittwinkel ß im Bereich von 68° - 5° und der Wert für das Produkt Δ n.d im Bereich von 0,74 - 0,05 liegen. Vorzugsweise beträgt der. Verdrillungswinkel c£ 102° - 4°, der Schnittwinkel ß 68° - 3° und der Wert für das Produkt A n.d 0,74 i 0,04.

Mit der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung können die Steilheit der Durchlässigkeitsänderungskurve und die Abhängigkeit des Betrachtungswinkels von der Durchlässigkeit gleichzeitig verbessert werden, auch die Qualität der Anzeige dieser erfindungsgemäßen Vorrichtungen bei hohem Zeit-Multiplexbetrieb kann deutlich erhöht werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, gekennzeichnet durch die Einbringung eines mit einem chiralen Material versetzten nematischen Flüssigkristallmaterials mit positiver dielektrischer Anisotropie zwischen ein oberes und ein unteres Substrat mit darauf angeordneten Elektroden, wobei die Elektrodenflächen und die freien Substratflächen mit Orientierungsschichten versehen sind, so daß eine Helixstruktur mit einer Verdrillung von 96 bis 108° in Richtung der Dicke,

ein Schnittwinkel der Absorptionsachsen von zwei auf dem oberen und unteren Substrat angebrachten Polarisationsplatten von 63 bis 73° und ein Produkt Δη.d der Dicke d (in μπι) und der optischen Anisotropie Δη der Flüssigkristallschicht von 0,69 bis 0,79 μπι gebildet werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierungsschichten durch Reiben der mit einem Polyimidharz beschichteten Elektrodenflächen und freien Substratflächen hergestellt werden.

680-(338401234DE1)K/A1

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das nematische Flüssigkristallmaterial eine Helixstruktur mit einer Verdrillung von 98 bis 106° aufweist, die Absorptionsachsen der Polarisationsplatten einen Schnittwinkel von 65 bis 71° bilden und das Produkt An.d einen Wert von 0,70 bis 0,78 μΐη hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden auf einem der Substrate streifenförmig sind und die Spannungen im Zeit-Multiplexbetrieb aufgegeben werden.