DE4008525A1

DE4008525A1 - Fluessigkristall-displayvorrichtung und phasenplatte fuer diese

Info

Publication number: DE4008525A1
Application number: DE4008525A
Authority: DE
Inventors: Hisao Yokokura; Teruo Kitamura; Akio Mukoh; Junichi Hirakata; Yasuhiko Kando; Isoji Sakai; Yasuo Fujimura; Noboru Masutani
Original assignee: Hitachi Ltd; Nitto Denko Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Nitto Denko Corp
Priority date: 1989-03-18
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1990-09-20
Also published as: JP2565563B2; DE4008525C2; KR0163176B1; US5220447A; KR900014918A; JPH02245725A

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Displayvorrich tung und insbesondere eine Feldeffekt-Flüssigkristall- Displayvorrichtung und eine Phasenplatte dafür.

Ein herkömmliches tordiertes nematisches Flüssigkristall element weist eine um 90 Grad verdrehte Helixstruktur eines nematischen Flüssigkristalls mit positiver dielektrischer konstanter Anisotropie zwischen zwei Elektrodensubstraten auf, und ein Polarisator ist außerhalb jedes dieser Elektro densubstrate derart angeordnet, daß seine Polarisationsachse unter rechtem Winkel oder parallel zu Flüssigkristallmolekülen benachbart dem Elektrodensubstrat ist.

Solch ein Flüssigkristall-Displayelement mit einem Torsions winkel von 90 Grad weist Probleme auf hinsichtlich der Steil heit der an eine Flüssigkristallschicht angelegten Spannung und der Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkristallschicht, und die Sehwinkelcharakteristik und folglich die Erzielung von Hochleistungs-Multiplexnutzung ist praktisch beschränkt.

Um den Bedarf für eine Displayqualitätsverbesserung und eine Erhöhung der Informationskapazität in einem Flüssigkristall- Displayelement zu befriedigen, ist ferner eine Vorrichtung in die Praxis umgesetzt worden, welche ein Displayelement des Supertwist-Doppelbrechungstyps (STN) verwendet, in dem der Flüssigkristall zwischen zwei Elektroden orientiert wird durch Verdrehung um 180° oder mehr. Bei dieser Vorrichtung besteht aber das Problem, daß sie nur ein Display beschränkter Farben erzielen kann, das heißt, ein Display von blau auf gelbem Grund oder blau auf weißem Grund.

In den letzten Jahren ist ein Displayelement des STN-Typs angestrebt worden, das von der obigen Farbgebung befreit ist, und deshalb ist ein Verfahren zur Bildung eines Doppel schichtaufbaus von Flüssigkristallelementen vorgeschlagen worden, indem diese aufgeschichtet werden.

Das heißt, es gibt einen Vorschlag für ein vollständiges Schwarz-Weiß-Display, das gebildet wird durch Aufschichten von Displayelementen mit identischem Torsionswinkel und ∂n · d und einem unterschiedlichen Rotationswinkel (Okumura, Nagata und Wada: Television Society Technical Report, Vol. 11, page 79, 1967).

Wenn die STN-Flüssigkristallelemente verwendet werden, um den Doppelschichtaufbau zu bilden, ist jedoch der Spielraum von ∂n · d klein, und es ist schwierig, den Zellenzwischenraum (gap) zu steuern. Und es werden zwei Paare der STN-Flüssig kristallelemente benötigt oder die Kosten erhöht. Daher ist die Möglichkeit der Massenherstellung einer derartigen Vor richtung gering.

Insbesondere ist in Displayvorrichtungen mit großen Abmessungen, die in Büroautomation-Apparaten verwendet werden und zwei Paare von Glasplatten als Zellensubstrate benötigten, der obige Doppelschichtaufbau nicht erstrebenswert, da dies ein bedeutender Faktor zu seiner Gewichtsverminderung ist.

Aus diesem Grund gibt es einen anderen Vorschlag für ein Schwarz-Weiß-Display durch Phasenausgleich, bei welchem kombiniert ein Flüssigkristallelement und eine Phasenplatte aus einem Kunststoffilm mit Doppelbrechungscharakteristik verwendet werden (Nagae, Hirakata und Komura: Television Society Technical Report, Vol. 12, page 29, 1988).

Die oben erwähnte Displayvorrichtung, die eine Kunststoffilm- Phasenplatte kombiniert verwendet, weist einen niedrigeren Kontrast auf als die Displayvorrichtung, die zwei Paare von Flüssigkristall-Displayelementen verwendet. Insbesondere besitzt ein zum Anfügen des Filmes erforderliches Haftmittel einen Einfluß, und daher nimmt der Kontrast ab entsprechend der Anzahl angefügter Filme.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Flüssig kristall-Displayvorrichtung mit einem Kontrast, der dem Kontrast der vorerwähnten Doppelschicht-Flüssigkristall- Displayvorrichtung oder der Einzelschicht-Flüssigkristall- Displayvorrichtung, welche die Kunststoffilm-Phasenplatte verwendet, äquivalent oder ähnlich ist.

Der erste Aspekt der Erfindung ist auf eine Flüssigkristall- Displayvorrichtung gerichtet, welche gekennzeichnet ist durch ein Flüssigkristall-Displayelement, das gebildet wird, indem zwischen zwei Substraten, von denen wenigstens eines eine lichtdurchlässige Elektrode aufweist, eine Flüssigkristall schicht gehalten wird, in welcher Flüssigkristallmoleküle eines nematischen Flüssigkristalls mit positiver dielektrischer Anisotropie und mit einem Gehalt an einer optisch aktiven Substanz, eine zu den Substraten senkrechte Helixachse zwischen den Substraten aufweist und schraubenförmig orien tiert sind, und die Flüssigkristallmoleküle, zwischen den Substraten einen Torsionswinkel von 180 bis 270 Grad aufweisen, und durch eine Phasenplatte, die gebildet wird durch Auf schichten von Wasseroberflächen-Ausbreitungsfilmen aus einem organischen Polymer unter Veränderung ihrer Orientierungs achsen mit einem konstanten Winkel.

Diese Flüssigkristall-Displayvorrichtung kann natürlich einen Farbfilter umfassen.

Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf eine Phasenplatte für eine Flüssigkristall-Displayvorrichtung gerichtet, welche Phasenplatte gebildet wird durch Aufnehmen einer organischen Polymerlösung in einer konstanten Richtung an einer Wasser oberfläche mit einer höheren Geschwindigkeit als ihrer spontanen Ausbreitungsgeschwindigkeit, um einen organischen Polymerfilm zu bilden, und durch Aufschichten der Filme unter Veränderung ihrer Orientierungsachsen mit einem konstanten Winkel.

Ferner ist ein anderer Aspekt der Erfindung auf eine Phasen platte für eine Flüssigkristall-Displayvorrichtung gerichtet, welche Phasenplatte gebildet wird durch Bilden einer Lösung eines organischen Polymers in einem organischen Lösungsmittel an einer Wasseroberfläche, wobei ein fester Film des organischen Polymers gebildet wird, während der Film mit einer höheren Geschwindigkeit als einer spontanen Ausbreitungs geschwindigkeit der Lösung an der Wasseroberfläche aufgenommen wird, und während das organische Lösungsmittel verdampft wird, um die Lösungskonzentration zu erhöhen, und wobei die Filme aufgeschichtet werden unter Veränderung ihrer Orientie rungsachsen mit einem konstanten Winkel.

In der Erfindung ist das Flüssigkristall-Displayelement mit einer Phasenplatte versehen, die gebildet wird durch Auf schichten einer Mehrzahl spezifischer organischer Polymer filme mit einer konstanten Winkeldifferenz in der Orientie rungsachse und optischer Aktivität, wodurch es möglich ist, eine Flüssigkristall-Displayvorrichtung zu erhalten mit einem Kontrast, der dem Kontrast der vorerwähnten Doppelschicht- Flüssigkristall-Displayvorrichtung oder einer Einzelschicht- Flüssigkristall-Displayvorrichtung, welche die Kunststoffilm- Phasenplatte verwendet, äquivalent oder ähnlich ist.

In dieser Spezifikation bedeutet die Phasenplatte mit konstanter Winkeldifferenz der Orientierungsachse eine durch Aufschichten dünner Filme gebildete Phasenplatte, welche durch ein Wasseroberfächen-Ausbreitungsverfahren mit Verän derung der Orientierungsachsen der dünnen Filme mit einem konstanten Winkel gebildet worden sind. Die erwähnten dünnen Filme können gebildet werden durch Aufnehmen eines organischen Polymerfilmes aus einer das organische Polymer enthaltenden Lösung an einer Wasseroberfäche mit einer höheren Geschwindigkeit als ihrer spontanen Ausbreitung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung und anhand von Beispielen beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, welche die Gestalt einer Flüssigkristall- Displayvorrichtung der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer Apparatur zur Erzeugung einer Phasenplatte;

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die ein zur Bildung eines Wasseroberflächen-Ausbreitungsfilmes aus einer organischen Polymerlösung zeigt, worin (I) eine Draufsicht und (II) eine Seitenansicht ist;

Fig. 4 ist ein Norm-Farbwertanteildiagramm für Hinter grundfarben und eine Flüssigkristall-Displayvor richtung der Erfindung; und

Fig. 5 ist ein Norm-Farbwertanteildiagramm für Farben eines Displayabschnitts einer Flüssigkristall- Displayvorrichtung der Erfindung, in welcher Farbfilter kombiniert vorgesehen sind.

In der Zeichnung bedeuten die Bezugszeichen:

1 Düse
2 Gefäß für Wasser
3 Wasseroberfläche
4 dünner Film
5 Walze
6 dünnes Substrat
7 Tunnelofen
8 Halter
9 oberer Polarisator
10 Phasenplatte
11 oberes Elektrodensubstrat
12 Reibrichtung (rubbing) des oberen Elektrodensubstrats
13 unteres Elektrodensubstrat
14 Reibrichtung des unteren Elektrodensubstrats
15 unterer Polarisator
16 Rücklicht
17 Polarisationsachse des oberen Polarisators
18 Flüssigkristallmoleküle
19 Polarisationsachse des unteren Polarisators.

Zuerst wird der Prozeß zur Erzeugung des organischen Polymer filmes für die Phasenplatte erläutert. Für die Filmbildung kann eine Apparatur verwendet werden, die in den Fig. 2 und 3 schematisch gezeigt ist.

Eine organische Polymerlösung, die von einer Düse 1 auf eine Wasseroberfläche 3 in einem Wassergefäß 2 mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit abgegeben wird unter Verwendung einer (nicht gezeigten) quantitativen Pumpe, breitet sich spontan an der Wasseroberfläche aus, um einen Film 4 zu bilden. Fig. 3 zeigt schematisch einen Zustand, in welchem der Film gebildet wird.

Fig. 3(I) ist eine Draufsicht, und Fig. 3(II) ist eine Seitenansicht.

Die auf die Wasseroberfläche 3 abgegebene organische Polymer lösung verändert sich selbst aus einer Lösung A über einen Gelzustand B zu einem festen Zustand C, wodurch ein Film 4 gebildet wird. Der Film 4 wird in der Richtung einer Pfeil marke aufgenommen durch ein dünnes Substrat 6, das sich mittels einer Walze 5 bewegt.

Wenn in diesem Fall der Film mit einer höheren Geschwindig keit aufgenommen wird als der spontanen Ausbreitungsgeschwin digkeit der organischen Polymerlösung auf der Wasseroberfläche, können Moleküle des Filmes 4 in der Aufnahmerichtung orientiert werden. Die Aufnahmegeschwindigkeit variiert je nach der Art eines Lösungsmittels und der Art des organischen Polymers. Sie beträgt aber gewöhnlich 5 m/min bis 25 m/min.

Auf diese Weise bebildete Polymerfilme werden aufgeschichtet, wobei einem Film eine konstante Winkeldifferenz gegenüber der Aufnahmerichtung eines anderen Filmes erteilt wird, wodurch die Phasenplatte der Erfindung erhalten werden kann. Außerdem kann der konstante Winkel frei gewählt werden, und vorzugs weise wird ein derartiger Winkel vor Beginn der Stapeltätig keit gewählt. Da kein Haftmittel zum Aufschichten der Filme erforderlich ist, ist die Bearbeitbarkeit beim Aufschichten gut, und es kann eine Phasenplatte mit ausgezeichneter optischer Aktivität erhalten werden, die unten beschrieben wird.

Die Phasenplatte wird direkt auf das Flüssigkristall-Display element aufgesetzt, ohne ein Haftmittel zu verwenden, wodurch das Ziel der Erfindung erreicht werden kann.

In dem obigen Fall wird die Winkeldifferenz beim Aufschichten der organischen Polymerfilme so gewählt, daß der ∂ · d eines aufgebrachten Flüssigkristalldisplayelements und der ∂ · d der resultierenden Phasenplatte übereinstimmen, wodurch ein Schwarz-Weiß-Display erzielt werden kann.

Der organische Polymerfilm der Erfindung kann durch das oben beschriebene Wasseroberflächen-Ausbreitungsverfahren gebildet werden, und es ist möglich, diejenigen zu verwenden, die durchsichtig sind oder eine totale Lichtdurchlässigkeit von nicht weniger als 70% in dem sichtbaren Strahlenbereich (400 bis 700 nm) aufweisen. Insbesondere werden nichtchromatische Filme vorzugsweise verwendet.

Die Materialien zur Bildung dieser organischen Polymerfilme sind folgende: olefinische Polymere, beispielsweise Poly karbonat, Äthylen-Vinyl-Alkohol-Mischpolymer, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyren, Polyamid, Poly amid-Imid, Polyimid-Siloxan, Polymelamin, Polyurea, Polybuten, Poly-p-Xylylen, Polyester, Polymethylpenten, usw.; Zellulose derivate wie zum Beispiel Zelluloseacetat usw.; fluorin haltige Polymere wie beispielsweise Polyvinylfluorid, Poly vinylidenfluorid usw.; Acrylatpolymere wie zum Beispiel Poly methyl-Methacrylat usw.; Flüssigkristall-Polymere; oder Misch polymere dieser Materialien.

Als Lösungsmittel zur Ausbreitung oder Entwicklung (development) der obigen Polymere ist jedes Lösungsmittel verwendbar, das die Polymere vollständig auflösen kann. Beispiele für solche Lösungsmittel umfassen hydrophile Lösungs mittel wie zum Beispiel aliphatische oder aromatische Ketone, Ester, Alkohol, Amin, Aldehyd, Peroxid und Mischungen derselben.

Der beschriebene dünne Film der Erfindung kann direkt an der Oberfläche des Flüssigkristall-Displayelementsubstrats oder auf dem Polarisator gebildet werden. Ferner kann er auch auf einem anorganischen Film von SiO₂, Al₂O₃, TiO₂ oder dergl. gebildet werden. Und ein Silan-Kopplungsmittel kann auch in Verbindung verwendet werden.

Ferner kann er auch zusätzlich zu der Verwendung als Phasen platte als Ausrichtungsfilm für einen Flüssigkristall verwendet werden. In diesem Fall ist es erforderlich, die Phasen platte an einer den Flüssigkristall enthaltenden Fläche vor zusehen und die Orientierungsachse ihrer Oberflächenschicht mit der Orientierungsrichtung des Flüssigkristalls in Über einstimmung zu bringen.

Er kann auch als optischer Modulatorfilm in einem optischen Gerät verwendet werden.

Die Phasenplatte der Erfindung weist eine optische Aktivität auf, da sie gebildet ist durch Aufschichten der Filme unter Veränderung ihrer Orientierungsachsen mit einem konstanten Winkel.

Die Phasendifferenz wird zerstört (destroyed), indem ihr ∂ · d mit dem ∂ · d des Flüssigkristallelements in Übereinstimmung gebracht wird, wodurch ein Schwarz-Weiß-Display ermöglicht wird.

Die Phasenplatte der Erfindung weist einen ausgezeichneten Kontrast gegenüber einer herkömmlichen Phasenplatte aus einem Kunststoffilm auf, und als Grund dafür wird die Tatsache angesehen, daß die Phasenplatte der Erfindung eine geringere Dicke aufweist und kein Haftmittel für das Aufschichten der Filme benötigt.

Die Erfindung wird anhand von Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Ausbildung der Flüssigkristall-Displayvorrichtung der Erfindung.

Ein Flüssigkristall wird zwischen einem oberen Elektroden substrat 11 mit einer durchsichtigen Elektrode und einem unteren Elektrodensubstrat 13 mit einer durchsichtigen Elektrode gehalten, und der mit 18 bezeichnete Flüssigkristall ist ver dreht orientiert aufgrund einer Orientierungsbehandlung des oberen und des unteren Substrats und einer optisch aktiven Substanz. In diesem Flüssigkristalldisplayelement ist das obere Elektrodensubstrat 11 mit einer Phasenplatte 10 versehen, und das Flüssigkristalldisplayelement wird zwischen oberen und unteren Polarisatoren 9 und 15 gehalten. Ein Rück licht (back light) 16 ist an der unteren Seite vorgesehen.

Ein Flüssigkristalldisplayelement wurde so gebildet, daß eine Flüssigkristall-Molekularschicht zwischen den Oberflächen des oberen und unteren Substrats einen Torsionswinkel von 240 Grad aufwies, und daß die Flüssigkristall-Molekularschicht eine Dicke d von 6 µm hatte. S811 als optisch aktive Substanz (geliefert von Merk Co.) wurde inkorporiert in einen nematischen Flüssigkristall, der als Hauptbestandteile einen Flüssig kristall auf Biphenylbasis und einen Flüssigkristall auf Ester-Zyklohexanbasis enthielt, um einen Flüssigkristall mit einer Brechungsanisotropie ∂n von 0,133 zu bilden. Dieser Flüssigkristall wurde in dem Flüssigkristall-Displayelement eingeschlossen, um ein STN-Flüssigkristall-Displayelement mit einem ∂n · d von 0,8 µm zu bilden.

Eine Phasenplatte, welche aus aufgeschichteten dünnen Filmen gebildet war, die durch ein Wasseroberflächen-Ausbreitungs verfahren erhalten wurden und ein ∂n · d von 0,8 µm aufwiesen, wurde an der Substratoberfläche des Flüssigkristall-Display elements gebildet.

Der Prozeß zur Bildung dieser Phasenplatte wird nachfolgend erläutert.

Als Material für den oben erwähnten dünnen Film wurde ein Flüssigkristallpolymer verwendet, das gebildet wurde durch Mischpolykondensation von Polyäthylen-Terephthalat mit p-Hydroxy benzoat und wiedergegeben wird durch die folgende Formel:

Eine Lösung wurde zubereitet durch Lösen des Flüssigkristall polymers in einer 50 : 50 (Gewichtsteile)-Mischungslösung aus einem Phenol und Tetrachloräthan in einer solchen Menge, daß die Polymerkonzentration 10% betrug.

Der dünne Film wurde aus dieser Lösung als ein "Ausbreiter" (developer) gebildet unter Verwendung einer in den Fig. 2 und 3 gezeigten Apparatur zum Bilden eines kontinuierlichen Filmes.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird der Ausbreiter kontinuierlich abgegeben und auf eine Wasseroberfläche ausgebreitet durch eine Düse 1, um einen dünnen Ausbreitungsfilm 4 zu bilden. Der dünne Ausbreitungsfilm 4 wird aufgenommen mittels eines bandförmigen dünnen Substrats 6, das sich vermöge einer Walze 5 in der Pfeilrichtung mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.

Wie in Fig. 3(I) und (II) gezeigt, wird der aus der Düse 1 herausfließende Ausbreiter dann durch das dünne Substrat 6 aufgenommen und gestreckt, und während er sich ent lang einem Bereich A durch einen Bereich B hindurch zu einem Bereich C bewegt, erfährt das Lösungsmittel eine partielle Verflüchtigung, und der feste Film 4 wird gebildet.

Der dünne Film wird dann mit höherer Geschwindigkeit als der spontanen Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ausbreiters auf der Wasseroberfläche aufgenommen, wodurch das organische Polymer, das den dünnen Film bildet, in der Aufnahmerichtung orien tiert wird, und der resultierende dünne Film weist eine optische Polarisationscharakteristik auf. Zusätzlich kann durch den geschilderten Prozeß ein dünner Film mit einer Dicke von 500 bis 1000 Å durch eine Operation erhalten werden.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wurde ein Flüssigkristall-Display element an einem Halter 8 angebracht, der an dem dünnen Substrat 6 angeordnet war, und der dünne Film wird direkt an die Ober fläche des Elementsubstrats angefügt. Der angefügte dünne Film wird durch einen Tunneltrockenofen geleitet, um ihn zu trocknen und das Lösungsmittel zu entfernen.

Zusätzlich wurde bei diesem Beispiel der Tunneltrockenofen auf 60°C gehalten, und es war so eingestellt, daß der dünne Film etwa fünf Minuten zum Durchlaufen des Tunneltrockenofens brauchte.

Ferner ließ man bei diesem Beispiel das dünne Substrat 6 sich mit 3 m/min bewegen, um einen Film auf der Flüssigkristall- Displayelementoberfläche zu bilden.

Das Flüssigkristall-Displayelement wurde aus dem Halter 8 jedesmal entfernt, wenn es zur Bildung von fünf Schichten aufgeschichtet war, und dann wurde das Element um 10 Grad von der Bewegungsrichtung des dünnen Substrats 6 weggedreht, das heißt, von der Achse der Aufnahmerichtung des dünnen Filmes (die nachfolgend als Orientierungsachse bezeichnet wird), und wieder eingesetzt. Dann wurde der obige Vorgang wiederholt, um den dünnen Film auf den aufgeschichteten Filmen aufzu schichten.

Jedesmal, wenn fünf Schichten des beschriebenen dünnen Filmes aufgeschichtet waren, wurde die Achse um 10 Grad in der gleichen Richtung gedreht, und insgesamt 100 Schichten wurden aufgeschichtet, um eine Phasenplatte mit einem ∂n · d von 0,8 µm auf dem Flüssigkristall-Displayelementsubstrat zu bilden.

Ferner wurde unter einem Polarisationsmikroskop mit gekreuzten Nicolschen Prismen ein Kompensator (eine Phasenaus gleichsplatte) und die gebildete Phasenplatte aufgeschichtet, und die Phasendifferenz des Kompensators wurde so einge stellt, daß sie ein dunkles Feld ergab, auf der Grundlage dessen der Wert ∂n · d bestimmt wurde.

Das Helligkeitsverhältnis zwischen dem Hintergrund und dem Displayabschnitt der geschilderten Displayvorrichtung, das heißt, das Kontrastverhältnis, betrug 32 : 1, und der Quotient der Hintergrundhelligkeit und der Lichtquellenhelligkeit oder der Transmissionsgrad betrug 20%.

Fig. 4 ist ein CIE(Standard)-Farbwertanteildiagramm für Farben der Hintergrund- und der Displayabschnitte.

Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die Hintergrundfarbe (○) und die Displayfarbe (⚫) sämtlich in Stellungen nahezu in der Mitte der Koordinaten und nahe der Lichtquelle (), was zeigt, daß diese Abschnitte nicht-chromatisch sind. Es ist daher zu erkennen, daß die Displayvorrichtung eine Schwarz-Weiß- Displayvorrichtung war.

In diesem Beispiel wurde die Phasenplatte direkt auf der Flüssigkristall-Displayelement-Substratfläche gebildet. Anstelle des obigen Flüssigkristall-Displayelementes kann jedoch auch ein Film verwendet werden, der aus dem gleichen Material wie die Phasenplatte gebildet ist, und ein dünner Film kann direkt darauf gebildet werden in der gleichen Weise wie oben und als Phasenplatte verwendet werden.

Beispiel 2

Eine Ausbreiterlösung wurde zubereitet durch Lösen eines Polycarbonats in einer 80 : 20 (Gewichtsteile)-Mischungslösung eines Zyklohexanons und Acetophenons in solch einer Menge, daß die Polymerkonzentration Gewichts-% betrug. Durch die Verwendung dieser Lösung wurde ein dünner Film auf einem Flüssigkristall-Displayelementsubstrat gebildet durch ein Wasseroberflächen-Ausbreitungsverfahren auf gleiche Art wie in Beispiel 1. Und jedesmal, wenn zehn Schichten des Filmes aufgeschichtet waren, wurde die Orientierungsachse um 20 Grad gedreht, und dieser Vorgang wurde 11mal wiederholt, um eine Phasenplatte mit insgesamt 120 Schichten und einem ∂n · d von 0,8 µm zu bilden. Der Aufbau einer Flüssigkristall- Displayvorrichtung, die mit der Phasenplatte versehen war, war so, wie in Fig. 1 gezeigt.

Die Flüssigkristall-Displayvorrichtung hatte ein Kontrastver hältnis zwischen dem Hintergrundabschnitt und dem Displayab schnitt von 30 : 1 und in dem Hintergrundabschnitt einen Trans missionsgrad von 16%.

Beispiel 3

Eine Ausbreiterlösung wurde zubereitet durch Formulieren eines verzweigten Polymers, Flüssigkristall-Polysiloxan zu einer 80 : 20 (Gewichtsteile)-Mischungslösung von Toluen und Methyläthylketon in solch einer Menge, daß die Polymerkonzen tration 8 Gewichts-% betrug. Durch die Verwendung dieser Lösung wurde ein dünner Film auf einem Flüssigkristall- Displayelementsubstrat gebildet durch ein Wasseroberflächen- Ausbreitungsverfahren auf gleiche Art wie in Beispiel 1. Und jedesmal, wenn acht Schichten des Filmes aufgeschichtet waren, wurde die Orientierungsachse um 10 Grad gedreht, und dieser Vorgang wurde 23mal wiederholt, um eine Phasenplatte mit insgesamt 192 Schichten und einem ∂n · d von 0,8 µm zu bilden. Der Aufbau einer Flüssigkristall-Displayvorrichtung, die mit der Phasenplatte versehen war, war so, wie in Fig. 1 gezeigt.

Die Flüssigkristall-Displayvorrichtung hatte ein Kontrastver hältnis zwischen dem Hintergrundabschnitt und dem Displayab schnitt von 28 : 1 und einen Transmissionsgrad in dem Hinter grundabschnitt von 18%.

Beispiel 4

Eine Ausbreiterlösung wurde zubereitet durch Lösen eines Polyimids, das durch Polymerisation von 3,3′, 4,4′-Benzophenon- Tetracarboxyl-Dianhydrid und 4,4′-bis (m-Aminophenoxy)- Diphenylsulfon erhalten wurde, in einer 50 : 50 (Gewichts teile)-Mischungslösung von N-Methyl-2-Pyrrolidon und Aceto phenon in solch einer Menge, daß die Polymerkonzentration 7 Gewichts-% betrug.

Durch die Verwendung dieser Lösung wurde ein dünner Film mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 12 m/min gebildet durch ein Wasseroberflächen-Ausbreitungsverfahren auf gleiche Art wie in Beispiel 1. Und jedesmal, wenn 5 Schichten des Filmes auf geschichtet waren, wurde die Orientierungsachse um 10 Grad verändert, und dieser Vorgang wurde 47mal wiederholt, um eine Phasenplatte mit insgesamt 240 Schichten und einem ∂n · d von 0,8 µm zu bilden. Der Aufbau einer Flüssigkristall- Displayvorrichtung, die mit der Phasenplatte versehen war, war so, wie in Fig. 1 gezeigt.

Die Flüssigkristall-Displayvorrichtung hatte ein Kontrastver hältnis zwischen dem Hintergrundabschnitt und dem Displayab schnitt von 26 : 1 und einen Transmissionsgrad in dem Hinter grundabschnitt von 15%.

Beispiel 5

Eine Flüssigkristall-Displayvorrichtung in Matrixanordnung, erzeugt durch Drucken von Farbfiltern von rot, grün und blau auf die Phasenplattenfläche der Flüssigkristall-Displayvor richtung von Fig. 1, wurde im 1/200 Tastverhältnis (duty) angesteuert. Fig. 5 zeigt ein Diagramm, in dem die Displayfarben in diesem Fall auf CIE-Farbwertkoordinaten ange zeigt sind.

Es ist zu erkennen, daß jede Farbe eine hohe Farbreinheit und einen weiten Displayfarbenbereich aufwies. Außerdem waren die Farbfilter die gleichen wie die, welche in allgemeinen Flüssig kristall-Farbfernsehempfängern verwendet werden.

Die in diesem Beispiel verwendeten Elemente wiesen einen Tor sionswinkel von 240 Grad auf. Und wenn Flüssigkristall elemente mit einem ∂n · d von 0,4 bis 1,5 µm und einem Torsions winkel von 180 bis 270 Grad verwendet wurden, waren die Ergebnisse ähnlich denen dieses Beispiels.

Die obige Phasenplatte kann auch dann ähnliche Effekte erbringen, wenn sie als Belag für einen Polarisator oder als Grundierung für einen Orientierungsfilm verwendet wird. Ferner kann wie die obigen Farbfilter in einem Flüssig kristall-Farbfernsehempfänger ein durchsichtiger Kunst stoffilm durch Färben desselben verwendet werden.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Flüssigkristall-Displayvorrichtung wurde hergestellt unter Verwendung eines Polykarbonatfilms (∂n · d = 0,8 µm) als Phasenplatte und des gleichen Flüssikristall wie dem in Beispiel 1 verwendeten, und der Kontrast und der Transmissions grad der Flüssigkristall-Displayvorrichtung wurden gemessen.

Die Vorrichtung wies ein Kontrastverhältnis von 8 : 1 und einen Transmissionsgrad von 15% auf.

Vergleichsbeispiel 2

Zwei Polykarbonatfilme (∂n · d = 0,4 µm) wurden aufgeschichtet unter Veränderung einer Orientierungsachse gegenüber der anderen um 30 Grad, um eine Phasenplatte zu erzeugen. Diese Phasenplatte wurde verwendet, und die Prozedur von Ver gleichsbeispiel 1 wurde wiederholt, um eine Flüssigkristall- Displayvorrichtung zu bilden.

Die Vorrichtung wies ein Kontrastverhältnis von 19 : 1 und einen Transmissionsgrad von 18% auf.

Die Erfindung verwendet die Phasenplatte, die durch Auf schichten der in einem Wasseroberflächen-Ausbreitungsverfahren erhaltenen organischen Polymerfilme mit Veränderung ihrer Orientierungsachsen um einen konstanten Winkel gebildet wurde, wodurch das Kontrastverhältnis, ein Verhältnis zwischen der Helligkeit in weißem Display und der Helligkeit in schwarzem Display, der resultierenden Flüssigkristall- Displayvorrichtung bemerkenswert ausgezeichnet ist gegenüber einer Vorrichtung, die durch Aufschichten von Kunststoffilmen erhalten wurde, und es ist auch möglich, einen Transmissions grad, einen Quotienten aus Hintergrundhelligkeit und Licht quellenhelligkeit, zu erzielen, welcher dem einer herkömmlichen Flüssigkristall-Displayvorrichtung mit Doppelschichtauf bau äquivalent ist.

Da die Anzahl der in der Erfindung benötigten Flüssig kristallschichten eins beträgt, ist es außerdem möglich, eine kompakte, leichte und qualitativ hochwertige Flüssigkristall- Displayvorrichtung zu schaffen.

Claims

1. Flüssigkristall-Displayvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Flüssigkristall-Displayelement, das gebildet wird, indem zwischen zwei Substraten (11, 13), von denen wenigstens eines eine lichtdurchlässige Elektrode aufweist, eine Flüssig kristallschicht gehalten wird, in welcher Flüssigkristall moleküle eines nematischen Flüssigkristalls mit positiver dielektrischer Anisotropie und mit einem Gehalt an einer optisch aktiven Substanz, eine zu den Substraten senkrechte Helixachse zwischen den Substraten (11, 13) aufweist und schraubenförmig orientiert sind, und die Flüssigkristall moleküle zwischen den Substraten (11, 13) einen Torsionswinkel von 180 bis 270 Grad aufweisen, und durch eine Phasenplatte (10), die gebildet wird durch Aufschichten von Wasseroberflächen- Ausbreitungsfilmen (14) aus einem organischen Polymer unter Veränderung ihrer Orientierungsachsen mit einem konstanten Winkel.

2. Displayvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmoleküle so gewählt werden, daß das Produkt aus der Refraktionsanisotropie ∂n des nematischen Flüssigkristalls und der Dicke (d [µm]) der zwischen den zwei Substraten (11, 13) gehaltenen Flüssigkristallschicht 0,4 bis 1,5 µm beträgt.

3. Displayvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Farbfilter umfaßt.

4. Displayvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Farbfilter umfaßt.

5. Flüssigkristall-Displayvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Flüssigkristall-Displayelement, das gebildet wird, indem zwischen zwei Substraten (11, 13), von denen wenigstens eines eine lichtdurchlässige Elektrode aufweist, eine Flüssig kristallschicht gehalten wird, in welcher Flüssigkristall moleküle eines nematischen Flüssigkristalls mit positiver dielektrischer Anisotropie und mit einem Gehalt an einer optisch aktiven Substanz, eine zu den Substraten senkrechte Helixachse zwischen den Substraten (11, 13) aufweist und schraubenförmig orientiert sind, und die Flüssigkristall moleküle zwischen den Substraten (11, 13) einen Torsionswinkel von 180 bis 270 Grad aufweisen, und durch eine Phasenplatte (10), die gebildet wird durch Aufschichten von Filmen (4) eines organischen Polymers durch Aufnehmen eines Filmes (4) in einer bestimmten Richtung mit einer höheren Geschwindigkeit als einer spontanen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Lösung des organischen Polymers, wenn es spontan auf einer Wasserober fläche ausgebreitet wird, mit Veränderung der Orientie rungsachsen der Filme (4) um einen konstanten Winkel.

6. Verfahren zum Bilden einer Phasenplatte für eine Flüssigkristall-Displayvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung eines organischen Polymers in einem organischen Lösungsmittel auf einer Wasseroberfläche ausgebreitet wird, daß ein fester Film aus dem organischen Polymer gebildet wird durch Verflüchtigen des Lösungsmittels, um die Poly merkonzentration in der Lösung zu erhöhen, wobei ein Film mit einer höheren Geschwindigkeit als einer spontanen Ausbrei tungsgeschwindigkeit der Lösung aufgenommen wird und die Filme mit Veränderung der Orientierungsachsen der Filme um einen konstanten Winkel aufgeschichtet werden.

7. Optischer Modulatorfilm, dadurch gekennzeichnet, daß er gebildet ist durch Aufschichten von Filmen eines organischen Polymers, welches gebildet wird durch Aufnehmen eines Filmes (4) auf einer Wasseroberfläche in einer bestimmten Richtung mit einer höheren Geschwindigkeit als einer spontanen Aus breitungsgeschwindigkeit einer das organische Polymer enthaltenden Lösung, mit Veränderung der Orientierungsachsen der Filme (4) um einen konstanten Winkel.

8. Phasenplatte für eine Flüssigkristall-Displayvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie gebildet wird durch Aufschichten von Filmen eines organischen Polymers, welche gebildet werden durch Aufnehmen eines Filmes (4) des organischen Polymers auf einer Wasseroberfläche in einer bestimmten Richtung mit einer höheren Geschwindigkeit als einer spontanen Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Lösung des organischen Polymers, mit Veränderung der Orientierungsachsen der Filme (4) um einen konstanten Winkel.

9. Substrat für ein Flüssigkristall-Displayelement, dadurch gekennzeichnet, daß es gebildet wird durch Aufschichten von Filmen eines organischen Polymers, welche gebildet werden durch Aufnehmen eines Filmes (4) des organischen Polymers auf einer Wasseroberfläche in einer bestimmten Richtung mit einer höheren Geschwindigkeit als einer spontanen Ausbreitungsge schwindigkeit einer Lösung des organischen Polymers, auf wenigstens einer Oberfläche eines durchsichtigen Substrats mit Veränderung der Orientierungsachsen der Filme (4) um einen konstanten Winkel.

10. Substrat für ein Flüssigkristall-Displayelement, gekennzeichnet durch eine Phasenplatte, die gebildet wird durch Aufschichten von Filmen eines organischen Polymers, die gebildet werden durch Aufnehmen eines Filmes (4) des organischen Polymers auf einer Wasseroberfläche in einer bestimmten Richtung mit einer höheren Geschwindigkeit als einer spontanen Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Lösung des organischen Polymers, mit Veränderung der Orientierungsachsen der Filme (4) um einen konstanten Winkel.