DE3825697C2

DE3825697C2 -

Info

Publication number: DE3825697C2
Application number: DE3825697A
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki Hunahata; Yuji Mori; Jun-Ichi Hirakata; Yoshiharu Hitachi Jp Nagae; Hideaki Mito Jp Kawakami; Kiyoshige Chiba Jp Kinugawa; Yasuhiko Mobara Jp Kando
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-07-29
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1993-07-15
Also published as: US4906073A; DE3825697A1; KR0134974B1; KR890002702A

Description

Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus US-44 43 065 bekannt. Ähnliche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, die ebenfalls dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechen, sind aus US-44 08 839, DE 27 29 972 A1 und DE 33 14 632 A1 bekannt.

Eine derartige bekannte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Wie gezeigt, ist dabei ein nematischer Flüssigkristall 3 mit positiver dielektri scher Anisotropie in dem Raum zwischen zwei Elektrodensub straten 1 und 2 eingeschlossen, wobei die Flüssigkristall moleküle so orientiert sind, wie es ungefähr angezeigt ist. Die Flüssigkristallmoleküle sind über den Abstand zwischen den Substraten um einen Winkel verdreht, der größer als 90° ist und bevorzugt in einem Bereich von 180° bis 270° liegt, so daß die Molekülanordnung eine gedrehte schraubenförmige Struktur hat. Außerhalb der Elektrodensubstrate 1 und 2 sind Polarisationsplatten 4 und 5 angeordnet, deren Polarisa tionsachsen (Absorptionsachsen) so ausgerichtet sind, daß sie in einem geeigneten Winkel zu einer Bezugsrichtung liegen, die später noch beschrieben wird. Typischerweise liegt dieser Winkel in einem Bereich von 20° bis 70°.

Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung dieses Aufbaues ist in der US-PS 44 43 065 und in einem Artikel von D. J. Sheffer mit dem Titel "24×80 Character LCD Panel Using the Super twisted Birefringence Effect", SID, 1985 Digest, Seiten 120-123 beschrieben.

Um die gedrehte schraubenförmige Struktur zu erhalten, in der die Flüssigkristallmoleküle über den Abstand zwischen den beiden Elektrodensubstraten um einen Winkel im Bereich von 180° bis 270° verdreht sind, kann beispielsweise ein sogenannter Reibvorgang angewendet werden, bei dem die an den Flüssigkristall angrenzende Oberfläche jedes Elektroden substrates mit einem Tuch in einer Richtung gerieben wird. Die Flüssigkristallmoleküle sind dann jeweils in die gleiche Richtung wie die Richtungen 8 und 9 dieser Reibvorgänge orientiert. Die beiden zur Orientierung so behandelten Elektrodensubstrate 1 und 2 werden dann in einem Abstand gegenüberliegend angeordnet, wobei die Richtungen 8 und 9 der Reibvorgänge sich so schneiden, daß ein Winkel im Be reich von etwa 180° bis etwa 270° erhalten wird, und die Elektrodensubstrate 1 und 2 werden unter Verwendung eines Dichtmittels aneinander befestigt. Wenn in den Raum zwischen den Elektrodensubstraten ein nematischer Flüssigkristall 3 mit positiver dielektrischer Anisotropie eingefüllt ist, werden die Flüssigkristallmoleküle über den Abstand zwischen den Elektrodensubstraten um einen Winkel gedreht und ausge richtet, der von etwa 180° bis etwa 270° reicht, wodurch eine gedrehte schraubenförmige Struktur entsteht. Die Pola risationsplatte 4 ist über dem Substrat 1 und die Polarisa tionsplatte 5 unter dem Substrat 2 angeordnet. Um den Kontrast zu optimieren, ist es erforderlich, daß die Polari sationsachsen (oder die Absorptionsachsen) 6 und 7 der Polarisationsplatten im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhr zeigersinn einen Winkel von 0° bis 70° zu der Richtung der Orientierung der an jedes Elektrodensubstrat angrenzenden Flüssigkristallmoleküle einschließen.

In dem Beispiel der Fig. 2 ist eine Hintergrundbeleuchtung oder Durchlichtquelle 10 für einen Durchlichtbetrieb vor gesehen, an Stelle dieser Durchlichtquelle 10 kann jedoch auch eine Reflektorplatte angebracht sein, um nach den im wesentlichen gleichen Prinzipien wie beim Durchlichtbetrieb eine Reflexions-Betriebsweise vorzusehen.

In der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung dieses Aufbaus steht die für eine Anzeige angelegte Spannung mit der Leuchtdichte bzw. Helligkeit in einer Beziehung, wie sie graphisch in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Fig. 3 zeigt, daß in zwei Moden, der normal offenen Mode A und der normal geschlossenen Mode B die Helligkeit ansprechend auf die angelegte Spannung steil ansteigt oder abfällt. Aufgrund dieser Eigenschaft kann eine Zeitmultiplexansteuerung ohne Kontrastverschlechterung ausgeführt werden.

Die Zeitmultiplexansteuerung wird nun kurz anhand einer Punktmatrixanzeige beispielhaft erläutert. Wie in der Fig. 4 gezeigt, sind an dem unteren Elektrodensubstrat streifenför mige Y-Elektroden (Signalelektroden) 12 und an dem oberen Elektrodensubstrat streifenförmige X-Elektroden (Abtastelek troden) 11 ausgebildet. Durch das Ein- oder Ausschalten der Flüssigkristallelemente an den Kreuzungspunkten der X-Elek troden mit den Y-Elektroden wird jeweils ein Zeichen oder dergleichen angezeigt. In der Fig. 4 wird ein sequentielles Abtasten der n Abtastelektroden X₁, X₂, ...X_n zur Ausfüh rung der Zeitmultiplexansteuerung reiterativ wiederholt. Wenn eine Abtastelektrode (X_n in der Fig. 4) angewählt ist, werden an die Bildpunkte dieser Abtastelektrode über die Signalelektroden 12, die durch Y₁, Y₂, ...Y_n dargestellt sind, gleichzeitig Anzeige-Auswahlsignale und Anzeige-Nicht auswahlsignale gemäß dem darzustellenden Signal angelegt. Auf diese Weise werden unter Benutzung einer Abtastelektrode 11 und von an die Signalelektroden 12 angelegten Spannungs impulsen Kreuzungspunkte selektiv ein- oder ausgeschaltet. Bei diesem Beispiel entspricht die Anzahl der Abtast elektroden X der Zeitmultiplexaufteilung.

Obwohl die bekannte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des sogenannten supergedrehten nematischen Typs ein gutes Zeit multiplexansteuerungsverhalten aufweist, hat sie den Nach teil, daß der Hintergrund und/oder der Anzeigebereich gefärbt ist, wie es aus der Fig. 5 hervorgeht, in der die Farben des Hintergrundes und des Anzeigebereiches in CIE- Farbwertkoordinaten dargestellt sind. Die bekannte Flüs sigkristall-Anzeigevorrichtung kann somit keine monochro matische oder Schwarzweiß-Anzeige liefern.

Es besteht jedoch andererseits ein dringender Bedarf an Flüssigkristallanzeigen mit verbesserter Bildqualität und hoher Informationsdichte. Die bekannten monochromatischen und Farb-Anzeigen erfüllen die gestellten Anforderungen nicht.

So ist es mit den herkömmlichen Anzeigen nicht möglich, den Hintergrund weiß und den Anzeigebereich schwarz zu machen, und die Anzeigequalität ist beschränkt. Des weiteren ist der Hintergrund und/oder der Anzeigebereich gefärbt, wodurch keine Farbanzeige unter Verwendung eines Farbfilters reali siert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung anzugeben, die einerseits mit supergedrehten Flüssigkristallen wegen deren guten Schaltverhaltens arbeitet, andererseits jedoch eine Verfärbung des Hintergrundes und die damit verbundene Kontrastverringerung möglichst weitgehend vermeidet.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Stand der Technik und Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der Flüssigkri stall-Anzeigevorrichtung;

Fig. 2 eine bekannte supergedrehte nematische Flüssigkri stall-Anzeigevorrichtung;

Fig. 3 die Beziehung zwischen einer angelegten Spannung und der Helligkeit in den bekannten und den erfindungs gemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen;

Fig. 4 die Anordnung von Elektroden für eine Punktmatrixan zeige zur Erläuterung der Zeitmultiplexansteuerung;

Fig. 5 die Hintergrundfarbe und die Farbe des Anzeigebe reichs bei der bekannten supergedrehten Flüssigkri stall-Anzeigevorrichtung in CIE-Farbwertkoordinaten;

Fig. 6 die Richtungen der Orientierung der Flüssigkristall moleküle (z. B. die Richtung des Reibvorganges), die Verdrehungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle und die Absorptionsachsen (oder die Polarisationsachsen) von Polarisationsplatten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, von oben gesehen;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Flüssigkristall-An zeigevorrichtung, in der die Beziehungen der Fig. 6 verwirklicht sind;

Fig. 8 die Hintergrundfarbe und die Farbe des Anzeigebe reichs bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-An zeigevorrichtung in CIE-Farbwertkoordinaten;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der Flüssigkristall-An zeigevorrichtung;

Fig. 10 die Hintergrundfarbe und die Farbe des Anzeigebe reichs bei der in der Fig. 9 gezeigten Ausführungs form in CIE-Farbwertkoordinaten;

Fig. 11 die Farben der Anzeige bei einer Flüssigkristall-An zeigevorrichtung mit einem organischen Farbfilter in CIE-Farbwertkoordinaten;

Fig. 12 die Hintergrundfarbe und die Farbe des Anzeigebe reichs bei einer Vorrichtung nach Fig. 11 in CIE-Farbwertkoordinaten;

Fig. 13 die Beziehung zwischen einem Drehwinkel und einem Δn·d in einem Flüssigkristallelement, das als Phasenplatte zur Korrektur verwendet wird; und

Fig. 14 die Beziehung zwischen dem Δn·d eines als Phasen platte verwendeten Films und dem Δn·d eines Flüssig kristallelementes.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung beschrieben. In der Fig. 6 sind die Richtung der Orientierung der Flüssigkristall moleküle (zum Beispiel die Richtung des Reibvorganges), die Verdrehungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle und die Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) von Polari sationsplatten gezeigt, wenn eine Flüssigkristall-Anzeige vorrichtung wie in der Fig. 7 dargestellt von oben be trachtet wird. Mit anderen Worten zeigt die Fig. 7 in einer perspektivischen Ansicht die Flüssigkristall-Anzeigevorrich tung, in der die Beziehungen der Fig. 6 verwirklicht sind.

Die Verdrehungsrichtung und der Verdrehungswinkel α von Flüssigkristallmolekülen 23 hängen von der Richtung 28 des Reibvorganges am oberen Elektrodensubstrat 21, der Richtung 29 des Reibvorganges am unteren Elektrodensubstrat 22 und der Art und Menge eines Rotationspolarisationsmateriales ab, das dem nematischen Flüssigkristall zugefügt ist. Der Ver drehungswinkel α ist größer als 90° und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 180° bis 270°.

Da eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung geschaffen werden soll, die auch für 200 oder mehr Abtastzeilen eine monochro matische Anzeige mit befriedigendem Kontrast ergibt, wird der Verdrehungswinkel α zu 260° gewählt.

Wenn keine Phasenplatte verwendet wird, wird der Winkel β₃, der zwischen einer Polarisationsachse (oder Absorptions achse) 26 einer oberen Polarisationsplatte 24 und der Pola risationsachse (oder Absorptionsachse) 27 einer unteren Polarisationsplatte 25 liegt, vorzugsweise im Hinblick auf den Kontrast, die Helligkeit und die Farben so gewählt, daß er im Bereich von 0° bis 60° liegt. In der vorliegenden Aus führungsform jedoch, bei der eine Phasenplatte vorgesehen ist, beispielsweise eine Phasenplatte aus "G1225DU", das von NITTO DENKO hergestellt wird, wird der Winkel β₃ zu 20° gewählt. Vorzugsweise wird der Winkel β₁, der zwischen der Polarisationsachse (oder Absorptionsachse) 26 der oberen Polarisationsplatte 24 und der Richtung 28 des Reibvorganges am oberen Elektrodensubstrat 21 liegt, und der Winkel β₂ zwischen der Polarisationsachse (oder Absorptionsachse) 27 der unteren Polarisationsplatte 25 und der Richtung 29 des Reibvorganges am unteren Elektrodensubstrat 22 jeweils so gewählt, daß er im Hinblick auf den Kontrast, die Helligkeit und die Farbe jeweils im Bereich von 0° bis 60° liegt. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Winkel β₁ zu 20° und der Winkel β₂ zu 40° festgelegt.

Die Eigenschaften der vorliegenden Ausführungsform der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigen eine bemerkens werte Abhängigkeit von Δn·d, wobei Δn die Anisotropie des Doppelbrechungsindexes der Flüssigkristallschicht und d deren Dicke sind, und im Hinblick auf den Kontrast, die Helligkeit und die Farbe sind diese Eigenschaften hervor ragend, wenn die Bedingung 0,4 µmΔn·d1,0 µm erfüllt ist. Der Wert von Δn hängt von der Wellenlänge des Lichts ab, er ist für kleine Wellenlängen groß und für große Wellenlängen klein. In der vorliegenden Beschreibung gege bene Werte für Δn wurden bei 25°C mit einem He-Ne-Laser bei einer Wellenlänge von 632,8 nm gemessen. Der Hauptbestandteil des nematischen Flüssigkristalls ist in dieser Ausfüh rungsform ein Biphenyl-Flüssigkristall, zu dem 0,5 Gewichts prozent eines Cyclohexan-Ester-Flüssigkristalles mit einem Rotationspolarisationsmaterial "S811", hergestellt von der Firma Merk, hinzugefügt sind. In dieser Ausführungsform hat der Flüssigkristall ein Δn=0,083, und die Dicke der Flüssigkristallschicht ist 6 µm. Entsprechend ist Δn·d für das Flüssigkristallelement bei dieser Ausführungsform auf 0,5 eingestellt.

Wenn das Flüssigkristallelement und die Polarisationsplatten wie oben beschrieben zusammengesetzt werden, ist der Hinter grund und der Anzeigebereich wie erwähnt nachteilig gefärbt. Zur Beseitigung dieses Nachteiles wird eine Phasenplatte zwischen dem Flüssigkristallelement und der oberen Polarisa tionsplatte 24 angeordnet, die die Hintergrundfarbe und die Farbe des Anzeigefeldes nahezu in den achromatischen Bereich bringt.

Als solche Phasenplatte wird bei der Ausführungsform der Fig. 7 ein Element verwendet, das zwei Glassubstrate 31 und 32 aufweist, die einen Zwischenraum festlegen, in den ein Flüssigkristall 33 mit einem Verdrehungswinkel α von 0°, d. h. mit paralleler Orientierung der Moleküle, eingeschlossen ist.

In Verbindung mit dem parallel orientierten Flüssigkristall element als Phasenplatte und unter Berücksichtigung, daß eine Komplementärfarbe der Hintergrundfarbe bzw. der Farbe der Anzeigefläche in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung erzielt werden soll, wird der Winkel β₄ zwischen der Rich tung 34 des Reibvorganges am oberen Substrat 31 und der Polarisationsachse 26 der oberen Polarisationsplatte 24 sowie der Winkel β₅ zwischen der Richtung 35 des Reibvor ganges am unteren Substrat 32 und der Polarisationsachse 27 der unteren Polarisationsplatte 25 vorzugsweise jeweils so gewählt, daß er im Bereich von 0° bis 60° liegt.

In der vorliegenden Ausführungsform ist der Winkel β₄ auf 25° eingestellt, damit der Winkel β₅ gleich 45° ist, oder der Winkel β₄ ist auf 65° eingestellt, damit daß der Winkel β₅ gleich 45° ist, und das Produkt Δn·d für das als Phasen platte dienende parallel orientierte Flüssigkristallelement ist zu 0,36 gewählt.

Bei dieser Ausführungsform wird als Lichtquelle 30 für das Durchlicht eine Kaltkathodenröhre verwendet, alternativ kann jedoch auch eine Glühkathodenröhre oder eine Elektrolumines zenzplatte vorgesehen werden.

Mit dem beschriebenen Aufbau kann die Hintergrundfarbe und die Farbe des Anzeigebereiches näherungsweise in den achro matischen Bereich gebracht werden. Der Verdrehungswinkel α der vorliegenden Ausführungsform ist gleich 260°, zum Zwecke des Bringens der Hintergrundfarbe und der Farbe der Anzeige in den achromatischen Bereich kann jedoch jeder Winkel ver wendet werden, der zwischen 180° und 270° liegt oder sogar größer als 270° ist.

Auch wenn die Kaltkathodenröhren-Lichtquelle 30 dieser Aus führungsform durch eine Reflexionsplatte zur Verwendung von von außen einfallendem Licht ersetzt wird, kann auf ähnliche Weise eine achromatische Farbe erhalten werden.

Die Fig. 8 zeigt die Hintergrundfarbe und die Farbe des An zeigebereiches bei dieser ersten Ausführungsform in CIE- Farbwertkoordinaten. Es ist ersichtlich, daß sowohl die Hintergrundfarbe als auch die Farbe des Anzeigebereiches nahe am Punkt C für die Lichtquelle liegen und folglich im achromatischen Bereich, das heißt, daß eine monochromatische Anzeige erhalten wird. In diesem Fall ist das Kontrastver hältnis, das für das Verhältnis der Helligkeit während der weißen Anzeige zu der Helligkeit während der schwarzen Anzeige steht, gleich 9 zu 1.

Die Fig. 9 zeigt den Aufbau einer zweiten Ausführungsform der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. Die zweite Ausfüh rungsform ist identisch mit der ersten Ausführungsform der Fig. 7 mit der Ausnahme, daß das Flüssigkristallelement der ersten Ausführungsform mit einem Verdrehungswinkel α von 260° und einem Produkt Δn·d von 0,5 durch ein Gast/Wirt- Flüssigkristallelement ersetzt ist, in dem zu dem Flüssig kristallmaterial mit einem Verdrehungswinkel α von 260° und einem Δn·d von 0,5 zu 0,15 Gewichtsprozent eine schwarze dichroitische Farbsubstanz hinzugefügt ist. Die Bezugs zeichen 41, 42 usw. der Fig. 9 entsprechen den Bezugszeichen 21, 22 usw. der Fig. 7.

Die Fig. 10 zeigt die Hintergrundfarbe und die Farbe des Anzeigebereiches bei dieser zweiten Ausführungsform in CIE-Farbwertkoordinaten. Sowohl die Hintergrundfarbe als auch die Farbe des Anzeigebereiches liegen ersichtlich nahe dem Punkt C für die Lichtquelle und folglich im achroma tischen Bereich, wobei eine monochromatische Anzeige höherer Güte als bei der ersten Ausführungsform der Fig. 7 erhalten wird. Das Kontrastverhältnis, d. h. das Verhältnis der Helligkeit während der weißen Anzeige zu der Helligkeit während der schwarzen Anzeige ist gleich 15 zu 1.

Die Flüssigkristallelemente der ersten und zweiten Ausfüh rungsform haben jeweils ein Δn·d von 0,5, mit einem ähn lichen Ergebnis bezüglich der monochromatischen Anzeige kann jedoch auch ein Flüssigkristallelement mit einem Wert von Δn·d im Bereich von 0,6 bis 0,97 verwendet werden.

Eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann den gleichen Aufbau wie die in den Fig. 7 und 9 ge zeigten Vorrichtungen haben, das als Phasenplatte verwendete Flüssigkristallelement kann jedoch einen Verdrehungswinkel α von 180° haben. In diesem Fall sind die Winkel β₁, β₂, β₃, β₄ und β₅ gleich 50°, 30°, 20°, 25° bzw. 45°.

In dem als Phasenplatte zur Korrektur verwendeten Flüssig kristallelement steht der Verdrehungswinkel (α) vorzugs weise mit Δn·d in einer Beziehung, wie sie graphisch in der Fig. 13 dargestellt ist.

Wenn die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der Fig. 9 in Verbindung mit einem organischen oder anorganischen Farb filter verwendet wird und mit einem Tastverhältnis von 1/200 angesteuert wird, wird eine Anzeigefarbe erhalten, wie sie in CIE-Farbwertkoordinaten in der Fig. 11 dargestellt ist.

Wie aus der Fig. 11 hervorgeht, haben die jeweiligen Farben eine hohe Farbreinheit, und der Bereich für die Farbanzeige ist groß. Die bei der vorliegenden Ausführungsform verwen deten organischen oder anorganischen Farbfilter sind die gleichen Filter, die bei Flüssigkristall-Farbfernsehempfän gern verwendet werden.

In der Fig. 1 ist eine dritte Ausführungsform der Flüssig kristall-Anzeigevorrichtung dargestellt. Diese Ausführungs form ist mit den vorstehenden beiden Ausführungsformen identisch mit der einzigen Ausnahme, daß ein doppelbrechen der Film 71 das als Phasenplatte verwendete parallel orien tierte Flüssigkristallelement ersetzt.

Das Flüssigkristallelement dieser Ausführungsform enthält ein oberes Elektrodensubstrat 61 mit einer Richtung 68 des Reibvorganges, ein unteres Elektrodensubstrat 62 mit einer Richtung 69 des Reibvorganges und einen Flüssigkristall 63, der in den Raum zwischen den beiden Substraten eingefüllt ist. Die Werte für den Verdrehungswinkel, die Anisotropie der Doppelbrechung Δ n und die Dicke der Flüssigkristall schicht sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform der Fig. 7 mit Werten von 260°, 0,083 bzw. 6 µm. Über und unter dem Flüssigkristallelement ist jeweils eine Polari sationsplatte 64 bzw. 65 angeordnet, wobei die Polarisa tionsachsen (oder Absorptionsachsen) 66 und 67 dieser Polarisationsplatten die gleichen Beziehungen zu den Rich tungen der Reibvorgänge wie im Falle der ersten Ausfüh rungsform der Fig. 7 aufweisen. Unter der unteren Pola risationsplatte 65 ist eine Durchlichtquelle 70 angeordnet. Diese Durchlichtquelle ist gleichermaßen durch eine Drei wellen-Kaltkathodenröhre verwirklicht. Bei dieser super gedrehten nematischen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist der doppelbrechende Film 71 zwischen der oberen Polarisa tionsplatte 64 und dem Flüssigkristallelement angeordnet, und die Phasenkorrektur wird durch den Film 71 bewirkt. Das zusätzliche Flüssigkristallelement, d. h. das parallel orientierte Flüssigkristallelement der vorhergehenden Ausführungsformen kann hier weggelassen werden.

Zur Ausbildung des Filmes 71 für diese Ausführungsform wird ein Polycarbonatfilm längs einer Achse expandiert, um Doppelbrechung zu erhalten. Wenn das Flüssigkristallelement einen Verdrehungswinkel von 240° und einen Wert Δn·d von 0,8 µm hat, liegt für den Film 71 der Wert des Produktes Δn·d bei etwa 0,4 µm; und wenn das Flüssigkristallelement einen Verdrehungswinkel von 240° und einen Wert Δn·d von 1,2 µm hat, ist das Produkt Δn·d für den Film 71 etwa gleich 0,7 µm. In diesem Fall ist der Winkel zwischen der Richtung 68 des Reibvorganges am oberen Substrat 61 und der Expansions achse (d. h. der optischen Hauptachse) des Filmes etwa 90°. Die Werte für Δn·d im Flüssigkristallelement und die ent sprechenden Werte für Δn·d im Film sind in Übereinstimmung mit den Bedingungen für die Flüssigkristall-Anzeigevor richtung geeignet gewählt.

Mit dem Verdrehungswinkel der Flüssigkristall-Anzeigevor richtung von 240° können Werte für Δn·d der Flüssigkri stallschicht vorzugsweise mit Werten Δn·d in dem als Phasenplatte verwendeten Film kombiniert werden, wie sie in der Tabelle 1 aufgelistet und graphisch in der Fig. 14 dargestellt sind.

Δn·d der Flüssigkristallschicht (µm)
Δn·d im Film (µm)
0,52
0,18
0,80	0,36
1,00	0,49
1,15	0,67
1,20	0,70

Um optimale Werte für Δn·d zu erhalten, kann der Film 71 aus verschiedenen transparenten Materalien wie Polyvinylalkohol und Trianilcyanolat zusammengesetzt sein.

Es kann auch eine Anzahl von Filmen übereinandergelegt sein, um einen optimalen Wert für Δn·d zu erhalten.

Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wurde vorstehend da hingehend beschrieben, daß die Phasenplatte in der Form des parallel orientierten Flüssigkristallelementes oder des doppelbrechenden Kunststoffilmes zwischen dem Flüssigkri stallelement mit einem Verdrehungswinkel α im Bereich von 180° bis 270° und der oberen Polarisationsplatte angeordnet ist. Eine entsprechende Phasenplatte kann jedoch auch zwischen dem Flüssigkristallelement und der unteren Polari sationsplatte angeordnet sein, um die Hintergrundfarbe und die Farbe des Anzeigebereiches näherungsweise in den achro matischen Bereich zu bringen und dadurch eine monochroma tische Anzeige zu schaffen.

Wie beschrieben, ist das Flüssigkristallelement mit dem doppelbrechenden Element kombiniert, um die Hintergrundfarbe und die Farbe des Anzeigebereichs in den achromatischen Be reich zu bringen. Die so erzielte monochromatische Anzeige macht es möglich, daß mit supergedrehten nematischen Flüs sigkristall-Anzeigevorrichtungen mittels allgemein bekannter Färbevorgänge unter Verwendung von Farbfiltern für die drei Primärfarben, die mosaikartig angeordnet sind, eine Farb anzeige verwirklicht werden kann.

Da das Flüssigkristallelement oder der Film, das bzw. der als Phasenplatte verwendet wird, allgemein und insbesondere letzterer eine experimentell gesicherte hohe Lichtdurch lässigkeit haben, können sie auch vorteilhaft mit einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps verwendet werden.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit

einer zwischen gegenüberliegenden Elektroden (21, 22; 41, 42; 61, 62) angeordneten Flüssigkristallschicht (23; 43; 63) des verdreht nematischen Typs,
einem Paar von Polarisationsplatten (24, 25; 44, 45; 64, 65), zwischen denen die Flüssigkristallschicht (23, 43; 63) angeordnet ist, und
einer zwischen den beiden Polarisationsplatten (24, 25; 44, 45; 64, 65) angeordneten Phasenplatte (33; 53; 71),

dadurch gekennzeichnet

daß der Verdrehungswinkel der Flüssigkristallschicht (23; 43; 63) zwischen 180° und 270° liegt,
daß das Produkt aus dem Anisotropie-Doppelbrechungsindex Δn und der Schichtdicke d der Flüssigkristallschicht (23; 43; 63) im Bereich von 0,4 bis 1,0 µm liegt,
daß das Produkt aus dem Anisotropie-Doppelbrechungsindex Δn und der Dicke d der Phasenplatte (33; 53; 71) im Bereich von 0,18 bis 0,8 µm liegt, und
daß der Winkel (β₁, β₂) zwischen der Polarisationsachse (26, 27; 46, 47; 66, 67) der Polarisationsplatte (24, 25; 44, 45; 64, 65) und der Reibrichtung (28, 29; 48, 49; 68, 69) an der Oberfläche der dieser Polarisationsplatte jeweils benachbarten Elektrode (21, 22; 41, 42; 61, 62) der Flüssigkristallschicht (23; 43; 63) im Bereich von 0° bis 60° liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (β₄) zwischen der optischen Achse (34; 54) der Phasenplatte (33; 53; 71) und der Polarisationsachse (26; 46; 66) der der Phasenplatte (33; 53; 71) benachbarten Polarisationsplatte (24; 44; 64) im Bereich von 0° bis 60° liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenplatte in Form eines doppelbrechenden organischen Films (71) vorliegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Film (71) ein längs einer Achse expandierter Film aus Polycarbonat, Polyvinylalkohol oder Trianilcyanolat ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Film (71) aus mehreren übereinander angeordneten Filmen aufgebaut ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenplatte in Form einer weiteren Flüssigkristallschicht (33; 53) mit einem Verdrehungswinkel zwischen 0 und 180° vorliegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (30; 50; 70) zum Durchleuchten der Flüssigkristallschicht (23; 43; 63) durch eine der beiden Polarisationsplatten (25; 45; 65) hindurch vorgesehen ist, und
daß die Phasenplatte zwischen der Flüssigkristallschicht (23; 43; 63) und der der Lichtquelle (30; 50; 70) benachbarten Polarisationsplatte (25; 45; 65) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (30; 50; 70) eine Kaltkathodenröhre umfaßt.