DE3918828A1 - Fluessigkristall-anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevor­ richtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist z. B. aus der DE-AS 21 58 563 bekannt. Eine solche Flüssigkri­ stallzelle mit verdrilltem nematischen Flüssigkristall wird allgemein als TN (twisted nematic)-Zelle bezeichnet.

Der Betrachtungswinkel, d. h. der Blickwinkelbereich sol­ cher Zellen ist nicht allzu groß. Störend macht sich auch bemerkbar, daß die Hintergrundfarbigkeit solcher Zellen schwankt, insbesondere in Abhängigkeit von der Um­ gebungs- oder Betriebstemperatur, wodurch der Betriebstem­ peraturbereich letztlich eingeschränkt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung so zu verbessern, daß bei vergrößertem Betrachtungswinkel eine verringerte Veränderung der Hintergrundfarbe über einen vergrößerten Betriebstemperaturbereich erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine erfindungsgemäße Flüssigkristallzelle zeigt auch bei stark schrägem Betrachtungswinkel einen verringerten Ab­ fall des Kontrastes. Es ist ferner eine spürbar verrin­ gerte Änderung der Hintergrundfarbe auch bei stärkeren Temperaturänderungen festzustellen. Die Erfindung ist an­ wendbar bei transmissiv, reflektiv oder transflektiv be­ treibbaren Anordnungen. Ebenso ist sie bei Negativdarstel­ lung und bei Positivdarstellung, d. h. also helle Anzeige auf dunklem Hintergrund oder dunkle Anzeige auf hellem Hintergrund anwendbar.

Anhand des in der Figur schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläu­ tert.

Die Figur zeigt eine Flüssigkristallzelle 1 zwischen einem ersten Polfilter 3 und einem zweiten Polfilter 4. Beide Filter 3 und 4 sind Linearpolfilter und sind entweder par­ allel oder gekreuzt bezüglich ihrer Polarisationsebene zu­ einander angeordnet, je nachdem, ob eine Positiv- oder eine Negativdarstellung beabsichtigt ist.

Die elektrisch in bekannter Weise steuerbare Flüssigkri­ stallzelle ist eine TN (twisted nematic)-Zelle mit einer nematischen, verdrillten Flüssigkristallschicht 2. Der Verdrillwinkel zwischen den beiden Schichtoberflächen be­ trägt 70 bis 100, insbesondere etwa 85 bis 95 Winkelgrade. Die Schichtdicke der Flüssigkristallschicht 2 ist mit d angegeben. An zu beiden Seiten der Flüssigkristallschicht 2 angeordnete transparente Elektrodenbeläge wird in be­ kannter Weise eine Steuerspannung angelegt, wodurch die optische Transmissionseigenschaft der Flüssigkristall­ schicht verändert wird.

In der Figur ist die Anordnung im Transmissionsbetrieb dargestellt, bei dem die auf die Anordnung gerichtete Lichtstrahlung 5 je nach Steuerzustand zu dem Betrachter 6 gelangt oder nicht gelangt.

Gemäß der Erfindung ist nun der optische Gangunterschied d×Δn der Flüssigkristallzelle 1 verhältnismäßig gering, nämlich 0,2 bis 0,9, vorzugsweise 0,35 bis 0,75, insbesondere etwa zwischen 0,4 bis 0,6 gewählt. Bei einem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel lag er etwa bei 0,5. Dabei ist d die Dicke der Flüssigkristallschicht 2 und Δn die optische Anisotropie des nematischen Flüssigkristallmaterials. Die optische Anisotropie ist positiv.

Zusätzlich dazu soll jedes der beiden Polfilter 3 und 4 einen Polarisationsgrad besitzen, der zwischen 98,6% und 85% liegt. Bevorzugt liegt der Polarisationsgrad zwischen 93% und 98,1%, insbesondere zwischen 95% und 97,5%.

Desweiteren sind die beiden Polfilter 3 und 4 so gewählt und so aufeinander abgestimmt, daß sie in zueinander um etwa 90° gekreuzter Lage ohne dazwischen angeordnete Flüs­ sigkristallzelle eine Transmissionsfarbe aufweisen, wie sie die zugehörige Flüssigkristallzelle 1 dann aufweisen würde, wenn sie zwischen idealen Polfiltern (Polarisati­ onsgrad 100% und wellenlängenunabhängig) angeordnet wäre.

Im Zusammenwirken dieser Merkmale ergibt sich eine Flüs­ sigkristall-Anzeigevorrichtung, die bei gutem Kontrast über einen großen Betrachtungswinkel in einem großen Tem­ peraturbereich nur unwesentliche Veränderungen der Hinter­ grundfarbe zeigt.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel war die Flüssig­ kristall-Anzeigezelle 1 so dimensioniert, daß sie im roten und grünen Spektralbereich geringe und im blauen Spektral­ bereich große Transmission besaß. Die beiden Polfilter wa­ ren so gewählt, daß sie im gekreuzten Zustand bei Beleuch­ tung mit weißem Licht ohne dazwischenliegende Flüs­ sigkristallzelle eine blaue Transmissionsfarbe aufwiesen. Der Polarisationsgrad der Polfilter lag bei etwas unter 98%. Bei einer Temperaturänderung von -40°C bis +80°C er­ gab sich eine kaum auffallende Änderung der Hintergrund­ farbe von blau nach violett bei sehr großem Betrachtungs­ winkel und gutem Kontrast über den gesamten Betrachtungs­ winkel.

Claims (4)

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer zwischen einem ersten und einem zweiten Polfilter angeordneten Flüssigkristallzelle vom Typ einer TN-Zelle, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der optische Gangunterschied d×Δn der Flüssigkristallzelle im Bereich von 0,2 bis 0,9 liegt, daß jedes der beiden Polfilter einen Polarisationsgrad zwi­ schen 98,6% und 85% aufweist, und daß die beiden Polfil­ ter derart aufeinander abgestimmt gewählt sind, daß sie in zueinander gekreuzter Anordnung ohne dazwischenliegender Zelle eine Transmissionsfarbe aufweisen wie die Flüssig­ kristallzelle zwischen idealen Polfiltern, wobei d = Dicke der Flüssigkristallschicht und Δn = optische Anisotropie des Flüssigkristallmaterials ist.

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die TN-Zelle einen Verdrill­ winkel zwischen 70 und 100, insbesondere 85 bis 95 Winkel­ graden aufweist.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Gangunterschied der Flüssigkristallzelle im Bereich von 0,35 bis 0,75, vorzugsweise etwa zwischen 0,4 bis 0,6, insbesondere bei etwa 0,5 liegt.

4. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisa­ tionsgrad der Polfilter zwischen 93% und 98,1%, insbe­ sondere bei etwa 95% bis 97,5% liegt.