DE4029838C2

DE4029838C2 - Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE4029838C2
Application number: DE4029838A
Authority: DE
Inventors: Junichi Hirakata; Katsumi Kondo; Yasushi Tomioka; Shuji Imazeki; Yoshio Taniguchi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2010-09-21
Also published as: JP2651026B2; DE4029838A1; KR910006760A; JPH03105318A; US5179457A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen, die schwarz/weiß und farbig anzeigen können.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen, die einen Film mit Bereichen unterschiedlicher optischer Verzögerung aufweisen, insbesondere einen solchen Film, der Muster von solchen Bereichen unterschiedlicher Verzögerung hat.

Eine herkömmliche Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einer Time-Sharing- Betriebscharakteristik hat eine geringe Transmissionsrate. Deshalb war mit einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung vom sog. Reflexions-Typ eine farbige Anzeige schwierig. Eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung vom Reflexions-Typ wird in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 60-252325 (1985) beschrieben.

Linear polarisiertes Licht, das durch eine herkömmliche Flüssigkristallzelle geht, z. B. einer Flüssigkristallzelle mit verdrilltem nematischen Flüssigkristallmaterial, wurde nicht in seiner Polarisationsrichtung geändert, hatte aber eine elliptische Verteilung des elektrischen Vektors. Daraus folgte eine Interferenz-Färbung des Lichtes, das sich aus linear polarisiertem Licht und elliptisch polarisiertem Licht zusammensetzte. Um dieses Problem zu lösen, schlägt US-Patent 4 443 065 vor, außen an der Flüssigkristallzelle, die Kontrollelektroden hat, eine zweite Flüssigkristallschicht mit verdrilltem nematischen Flüssigkristall, wobei die Drehrichtung der zweiten Flüssigkristallschicht in entgegengesetzter Richtung sein soll, anzubringen; die Verzögerung d*Δn der beiden Schichten ist jeweils die gleiche und die Longitudinalachse der Flüssigkristallmoleküle in den beiden Flüssigkristallschichten ist 90° zueinander.

Im US-Patent 4 844 569 ist eine ähnliche Einrichtung beschrieben. Es wird eine optische anisotrope Schicht mit entgegengesetztem Drehsinn für die Rotation des polarisierten Lichts zwischen der Flüssigkristallzelle und dem Polarisator beschrieben. Als optisch anisotropes Material beschreibt US-Patent 4 844 569 einen ausgedehnten Film von Polyvinylalkohol. Dieses Patent beschreibt auch die Verwendung von zwei optisch anisotropen Schichten, eine an jeder Seite der Flüssigkristallzelle.

Die Anordnung einer Verzögerungsschicht an einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung ist beispielsweise aus DE-OS 33 14 632 bekannt. Sie wird dort zwischen einem Frontpolisator und einer vorderen Glasplatte eingebracht, um störende Interferenzen in dunklen Bereichen der Anzeige zu eliminieren.

Aus DE-OS 37 11 417 ist eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung vom verdrillt-nematischen Typ bekannt, bei welchem die Trägersubstrate aus Kunststoff bestehen. Zwischen dem Flüssigkristall und der Trägerfolie liegt eine polarisierende Schicht. Damit sollen die Folgen, die sich aus der häufig auftretenden Doppelbrechung der Kunststoffe ergeben, verhindert werden.

Bei der herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung vom Reflexions-Typ werden beide doppelbrechende Platten außerhalb des Flüssigkristallelements angebracht, so daß Licht zweimal durch die transparente Elektrode bzw. das Substrat gehen mußte. Die Dämpfung der Transmissionsrate ist daher groß und die Anzeige wird dunkel. Außerdem benötigten zusätzliche Lagen oder Filme außerhalb der Flüssigkristallzelle Kleber, was Grenzflächenprobleme zur Folge hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einer vergrößerten Transmissionsrate, die fähig ist in Schwarz/Weiß und in Farbe anzuzeigen, einem verbesserten Kontrast-Verhältnis und einer exzellenten Time- Sharing-Betriebscharakteristik bereitzustellen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei einer gattungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche.

In einem Ausführungsbeispiel wird eine Polarisations-Platte und eine Phasen-Platte oder eine von beiden zwischen einem Paar von Substraten, vorzugsweise an der Innenseite einer Elektrode, angebracht.

Eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einer hervorragenden Time-Sharing- Betriebscharakteristik hat eine geringe Transmissionsrate und ist nicht für einen Reflexions-Typ geeignet. Durch Anordnung von Polarisations- und Phasen-Platte zwischen einem Paar von Substraten, vorzugsweise an der Innenseite der Elektrode, wird ihre Transmissionsrate vergrößert und auch das Kontrast-Verhältnis wird möglicherweise verbessert.

Erfindungsgemäß hat die optische doppelbrechende Einrichtung eine feste schichtartige Struktur, die im wesentlichen transparent für das verwendete Licht ist und die ein Muster von mindestens zwei verschieden doppelbrechenden Bereichen in der Struktur hat. Diese Einrichtung hat vorzugsweise ein derart gestaltetes Bereichsmuster, daß die Anzeige von mindestens zwei verschiedenen Farben in den jeweiligen Bereichen unterschiedlicher Doppelbrechung möglich ist. Mit anderen Worten, bei einer bevorzugten Abänderung dieser Einrichtung, erzeugen verschiedene Bereiche verschiedene Farben aus ein und derselben Lichtquelle. Vorzugsweise sind in wenigstens einige der Bereiche schaltbar ausgeführt, z. B. mittels einer Flüssigkristall-Schalteinrichtung. Die hier im Detail beschriebenen Ausführungsformen sind bevorzugt.

Eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung setzt einen doppelbrechenden Film ein, der im wesentlichen aus Polydiacetylen besteht. Die Polydiacetylen- Moleküle in diesem Film sind im wesentlichen parallel zueinander angeordnet, vorzugsweise sind sie alle in einer Richtung orientiert. Der Film ist im wesentlichen nicht-farbig, transparent und doppelbrechend und hat adhäsive Eigenschaften. Der Film bleibt ohne zusätzlichen Kleber an Oberflächen haften, im besonderen an Glasplatten oder an anderen Schichten, die gewöhnlich in Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen verwendet werden. Die adhäsiven Eigenschaften genügen, um den Film an seiner Position in einer optischen Sandwich-Einrichtung zu halten und ihn vor Verrutschen oder Verdrehen zu bewahren. Der Film wird vorzugsweise nach folgendem Verfahren hergestellt: Die Polymermoleküle werden auf ein Nicht-Lösungsmittel fließengelassen und die fließenden Moleküle werden zusammengepreßt, wodurch eine Schicht orientierter Moleküle erzeugt wird; diese Schicht wird an die Oberfläche auf der der Film erzeugt werden soll geheftet und dieser Arbeitsvorgang wird wiederholt bis die gewünschte Filmdicke erreicht worden ist. Die bevorzugten Polydiacetylene sind jene, die in Tabelle 1 beispielhaft gezeigt werden. In dieser Tabelle ist die allgemeine Formel für bevorzugte Polydiacetylene gezeigt. Die Zahl n ist gewöhnlich und vorzugsweise im Bereich von 2-12, besonders bevorzugt von 2-10.

Tabelle 1

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in Form von Beispielen in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, wobei

Fig. 1a-1f schematisch in Querschnitts-Ansicht, verschiedene Anordnungen der Phasen-Platte innerhalb einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung zeigen;

Fig. 2a-2f schematisch Musteranordnungen des doppelbrechenden Films zeigen;

Fig. 3 als Explosionszeichnung Teile einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung darstellt;

Fig. 4 die Bildung von 8 Farben durch Überlagern dreier Schichten, die verschiedene individuelle Farben erzeugen können, zeigt;

Fig. 5-7 als Explosionszeichnungen drei Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen (teilweise) und ihre Funktionsweise darstellen;

Fig. 8 das Überlagern einer Glasplatte, von Farbfilter-Elementen und Elektroden- Elementen zeigt;

Fig. 9 eine Farbskala mit drei Farben zeigt;

Fig. 10 als Explosionszeichnung eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einer individuellen Elektroden-Anordnung vom Pixel-Typ zeigt; und

Fig. 11 schematisch einen PC mit einer Flüssigkristall-Anzeige zeigt.

Im folgenden wird eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung, die für die Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet ist, in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.

Beispiel 1

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Element-Struktur einer Flüssigkristall- Anzeigeeinrichtung, die das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip darstellt. Ein Flüssigkristall zwischen Glas-Substrate 2 und 10 gesandwicht und eine Polarisations-Platte 1 ist außerhalb des Glas-Substrates 2 angebracht. Weiter ist eine Elektrode zwischen dem Glas-Substrat und einer Flüssigkristallschicht 5 angebracht, wobei die obere Elektrode 3 eine transparente Elektrode, z. B. aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) ist, während eine untere Elektrode 9 nicht unbedingt transparent sein muß, und wobei eine Metallelektrode, z. B. aus Chrom, Aluminium oder Gold hierfür geeignet ist. Unter der unteren Elektrode 9 soll eine Reflexions-Platte, z. B. aus Aluminiumoxid, angebracht werden. Die obenerwähnte Metallelektrode kann auch als Reflexions- Platte dienen. Um das Reflexionsvermögen zu erhöhen, sollte ein weißer Farbanstrich darauf appliziert werden. Die Orientierungs-Schichten oder -Filme 4 und 6 sind in Kontakt mit der Flüssigkristallschicht 5.

Zwischen der unteren Elektrode 9 und dem Orientierungsfilm 6 ist eine Polarisations-Platte 8, vorzugsweise aus Polydiacetylen-Film hergestellt, angebracht. Die Polarisations-Platte 8 wurde wie folgt hergestellt. Eine Chloroformlösung von 0,5 g/l Komponente a aus Tabelle 1 (im weiteren p-3 BCMU genannt) wurde hergestellt. Diese Lösung wurde in wenigen Tropfen in einem Entwicklungs- Behälter entwickelt, der mit reinem Wasser in einer LB Film Herstellungs- Einrichtung gefüllt war. Nach kompletter Verflüchtigung des Chloroforms wurde der Film von zwei gegenüberliegenden Seiten her mit einer Kompressions- Geschwindigkeit von 100 cm²/min komprimiert, und ein monomolekularer Film mit einem Oberflächendruck von 20 mN/m wurde hergestellt. Ein p-3 BCMU orientierter organischer Film, der an der Grenzfläche zwischen Gas und Wasser so hergestellt worden war, wurde durch die horizontale Adhäsionsmethode auf ein Substrat übertragen. Der auf dem Substrat ausgebildete p-3 BCMU orientierte organische Film war exzellent beim Aufrechterhalten der hohen Orientierungseigenschaft von p-3 BCMU und hatte eine Filmdicke von ungefähr 27 Å (2,7 nm). Die Polarisations-Platte wurde hergestellt, indem man diesen Vorgang einige Male wiederholte, hier 30mal, und durch Überlagern der individuellen Filmschichten, mit parallel orientierten Molekülen.

Bei einer Messung mit dem Lumineszenz-Meter 1980 B, Produkt der Photo Research Co., wurde gefunden, daß die Transmissionsrate auf 40% erhöht wurde, während die konventioneller Flüssigkristallelemente nur bei 35% lag.

Weiter wird zwischen der unteren Polarisations-Platte 8 und dem Orientierungs- Film 6 eine Phasen-Platte 7, die aus einem in Tabelle 1 gezeigtem Polydiacetylen- Film bestand, angebracht, so daß die angezeigte Farbe der Flüssigkristall- Anzeigeeinrichtung geändert werden kann. Ein Produkt Δn*d aus der Differenz der Brechungsindices oder der Anisotropie Δn und der Dicke d der Phasen-Platte genügt vorzugsweise der Bedingung 0,4 µm Δn*d 1,5 µm in Hinblick auf Kontrast, Helligkeit und Farbe.

Bei einer weiteren Anordnung kann die Position der Phasen-Platte zwischen dem Orientierungs-Film und der ITO-Schicht wie in Fig. 1b, oder zwischen der Polarisations-Platte und der ITO-Schicht wie in Fig. 1c, sein.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird G 1229 DU (Handelsname), ein Produkt von NITTO DENKOH, für die untere Polarisations-Platte 8 und für die obere Polarisations-Platte benutzt. Die Anordnungs-Position der Phasen-Platte kann zwischen dem Orientierungs-Film und der ITO-Schicht wie in Fig. 1d, zwischen der ITO-Schicht und dem Glas-Substrat wie in Fig. 1e oder zwischen dem Glas-Substrat und der Polarisations-Platte wie in Fig. 1g sein. Weiter kann die untere Polarisations-Platte zwischen der Elektrode und dem oberen Glas- Substrat oder an der Außenseite des oberen Glas-Substrates angeordnet sein. Die Reflexions-Platte oder -Schicht (nicht gesondert gezeigt) ist gewöhnlich unter den Polarisations-Schichten 8 angeordnet.

Beispiel 2

Bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 2 ist eine Phasen-Platte 13, zwischen der Flüssigkristallschicht 12 und einer unteren Elektrode 14, angeordnet und sie hat einen unterschiedlichen Betrag an Doppelbrechung an Position A und Position B oder kann möglicherweise gar keine Doppelbrechung haben. Beispielsweise ist eine Anzeige-Farbe des Pixels, das keine Doppelbrechung hat, gelb; eine Anzeige-Farbe des Pixels, das das Produkt Δn*d von 0,4 µm bis 1,0 µm hat, violett und eine Anzeige-Farbe des Pixels, das das Produkt Δn*d von 1,0 µm bis 1,5 µm hat, blau. Bei der Kombination von diesen drei Arten von Pixeln wird eine Farb-Ausstrahlung, ohne einen Farbfilter zu benutzen, ermöglicht.

Weiter kann die Form der Phasen-Platte auf dem Pixel eine zu der in Fig. 2b gezeigten Elektrode parallele Streifenform, eine zu der in Fig. 2c gezeigten Elektrode rechtwinklige Streifenform oder eine in jeweils den Fig. 2d, 2e, 2f gezeigte Mosaikform sein.

Der Winkel zwischen der optischen Achse der Phasen-Platte und der Polarisations- Achse der Polarisations-Platte ist vorzugsweise ungefähr 10° bis 80°, wobei bei 45° die Transmissionsrate maximiert ist. Um die Doppelbrechung zu entfernen, ist, z. B. die Aufheizung durch einen Laser, effektiv und bevorzugt. Andere Merkmale sind die gleichen wie die in Beispiel 1.

Beispiel 3

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt. Sie ist die perspektivische Ansicht eines Struktur-Elements einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Drehrichtung und der Drehwinkel α eines Flüssigkristallmoleküls 20 wird definiert durch die Reib-Richtung 19 eines oberen Elektroden-Substrats 18, einer Reib-Richtung 22 eines unteren Elektroden-Substrats und der Art und Größe des Materials mit einer optischen Rotationseigenschaft, das dem nematischen Flüssigkristall hinzugefügt ist.

Der maximale Wert des Drehwinkels α ist limitiert, und zwar, weil die Anschaltbedingung nahe einem Schwellenwert eine Orientierung bewirkt, die Licht streut, wobei die obere Grenze 300° ist. Der untere Wert ist wegen des Kontrastes ebenso begrenzt, wobei 180° sein Limit ist.

Das Ziel der vorliegenden Ausführungsform ist, ein Flüssigkristall-Element bereitzustellen, das zur Schwarz/weiß-Wiedergabe befähigt ist, bei voll befriedigendem Kontrast mit sogar mehr als 200 Abtast-Zeilen, wobei der Dreh-Winkel bei z. B. 260° festgelegt ist.

In dieser Ausführungsform wird G 1229 DU, ein Produkt von NITTO DENKOH, z. B. als Polarisations-Platte benutzt. Ein Winkel β, der durch eine Polarisations- Achse 17 (oder Absorptions-Achse) einer oberen Polarisations-Platte 16 und einer Polarisations-Achse 25 (oder Absorptions-Achse) einer unteren Polarisations-Platte 30, gebildet wird, wird als nahezu rechtwinklig oder parallel bezeichnet. Ein Winkel β₂, der durch die Polarisations-Achse (oder Absorptions-Achse) 25 der unteren Polarisations-Platte 30 und der Reibe-Richtung 22 des unteren Elektroden- Substrats 21 gebildet wird, soll vorzugsweise im Bereich von 30°-60° (oder 120°-150°) sein, um guten Kontrast, gute Helligkeit und Farbe zu erreichen. In der vorliegenden Ausführungsform wird β₁ zu 135° gewählt und β₂ zu 45°. Das Flüssigkristall- Anzeigeelement gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt eine spürbare Abhängigkeit von dem Produkt Δn _* d. Wenn die Bedingung 0,4 µm Δn _* d 1,5 µm eingehalten wird (um guten Kontrast, gute Helligkeit und Farbe zu erhalten), zeigt das Element besonders gute Eigenschaften. Wenn dieses Produkt 20 unterhalb 0,4 µm ist, zeigt das Element geringe Transmission, und wenn es über 1,5 µm ist, zeigt das Element eine geringe Anzeige-Charakteristik wegen des geringen Kontrast- Verhältnisses.

Der Wert Δn ist von der Wellenlänge abhängig und die Abhängigkeit wird größer bei kurzer Wellenlänge und kleiner bei langer Wellenlänge. Die in der vorliegenden Beschreibung benutzten Werte von Δn wurden mit einem He-Ne- Laserstrahl (Wellenlänge 6328 Å (632,8 nm)) bei einer Temperatur von 25°C gemessen. In der vorliegenden Ausführungsform besteht der nematische Flüssigkristall zum größten Teil aus einem Flüssigkristall der Biphenyl-Serie (Pentyl-Biphenyl- Cyanid) und einem Flüssigkristall der Estercyclohexen-Serie (Alkyl-p-cyclohexyl- carboxy-p-phenyl Cyanid), und 0,5 Gew.-% von S 811 (Warenname), ein Produkt von Merck, ist als Material mit optischen Rotationseigenschaften hinzugefügt.

Es wird ein Flüssigkristall mit Δn=0,083 in der vorliegenden Ausführungsform benutzt, und die Dicke der Flüssigkristallschicht beträgt 6 µm, so daß Δn*d des Flüssigkristalls gemäß der vorliegenden Ausführungsform 0,8 ergibt.

Mit der obenerwähnten Zusammensetzung des Flüssigkristall-Anzeige-Elements und der Polarisations-Platte werden der Hintergrund und die Anzeige-Abschnitte gefärbt. In diesem Beispiel der Erfindung wird ein zweites Flüssigkristall- Element für die optische Kompensation zwischen dem Flüssigkristall- Anzeige-Element und der oberen Polarisations-Platte 21, wie in Fig. 6 gezeigt ist, angebracht. Der Drehwinkel wird so gewählt, daß er gleich zu dem des ersten Flüssigkristall-Elements, aber entgegengesetzt in der Drehrichtung ist, nämlich - 260°. Das Produkt Δn _* d wurde so gewählt, daß es 0,8 ist. In der vorliegenden Ausführungsform wurde eine kalte Kathoden-Strahl-Röhre als Lichtquellen 25 und 26 benutzt, jedoch es kann hierfür auch eine heiße Kathoden-Strahl-Röhre oder eine Elektrolumineszent-Quelle benutzt werden, und es ist wahrscheinlich, daß in einem externen Licht-Typ-Element mit einer Reflexions-Platte, die eine Lichtquelle eliminiert, keine Färbung erreicht wird.

Beispiel 4

Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 7 und 8 gezeigt.

Außer der Tatsache, daß das erste Flüssigkristall-Element mit einem Farbfilter ausgestattet ist, ist die übrige Ausstattung die gleiche wie in Fig. 1. Fig. 7 ist eine Querschnitts-Ansicht eines ersten Flüssigkristall-Elements. Der Winkel α₂, der durch ein unteres Substrat 48 und ein Flüssigkristallmolekül 47 gebildet wird, unterscheidet sich vom Winkel α₁, der durch ein oberes Substrat 46 und ein Flüssigkristallmolekül 47 gebildet wird. Vorzugsweise ist der Vorneigungs- Winkel auf der Farbfilter-Seite im Bereich von 0°-5° und vorzugsweise ist der Vorneigungs-Winkel des gegenüberliegenden Substrats im Bereich von 3°-15°.

Fig. 8 zeigt eine teilweise Querschnitts-Ansicht einer Zelle mit einem Farbfilter. Der Farbfilter wird hergestellt durch Pigment-Printing, Elektro-Deposition oder Photolithographie. Die Breite der jeweiligen Pixel von rot, blau und grün ist 90 µm, sie überlappen sich gegenseitig, ihre Überlappungsbreite und -dicke steht in Beziehung zu dem Elektroden-Intervall und ihrer Dicke, und die Substrat- Vorderseite wird flach gehalten. Die Oberfläche zwischen Elektroden, ohne den Filter auf dem Substrat, ist durch eine schwarze Matrix z. B. auf die Oberfläche eines transparenten Materials wie Polyamid aufgetragenes Chrom abgedeckt, so daß die Substrat-Vorderseite abgeflacht ist.

Fig. 9 zeigt einen Anzeige-Farbbereich der vorliegenden Ausführungsform unter Benutzung der C I E-Farbstufen-Koordinaten. In der Zeichnung war der Bereich der Farb-Reproduzierbarkeit äquivalent zu käuflichen Farbfernsehern und das Kontrast-Verhältnis war 10 : 1.

Die obige Beschreibung bezog sich auf ein Flüssigkristall-Element, das einen 260° Drehwinkel benutzt. Wenn der Bereich für Δn _* d des Flüssigkristall-Elements von 0,4 µm-1,5 µm ist und der Drehwinkel β zu 180° bis 360° oder mehr gewählt ist, werden keine Färbung des Hintergrundes und gute Anzeige-Farbe erreicht. Das Flüssigkristall-Element nahe der Licht-Quelle 19 wird für den Betrieb benutzt, aber dasselbe wird auch als Kompensations-Element benutzt.

Beispiel 5

In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind eine obere Polarisations-Platte 301, ein oberes Substrat 302, ein ferroelektrischer Flüssigkristall 308, eine Phasen-Platte 303, ein unteres Substrat 309 und eine untere Polarisations-Platte 305 in dieser Reihenfolge angeordnet. Die obere Reib-Achsen-Richtung und die untere Reib-Achsen- Richtung sind in der gleichen Richtung, und der Flüssigkristall hat keine Dreheigenschaften. Die Licht-Absorptions-Achse ist bezeichnet durch das Bezugszeichen 306 auf der oberen Seite und durch das Bezugszeichen 310 auf der unteren Seite. Das Merkmal der vorliegenden Ausführungsform ist, daß ein ferroelektrischer Flüssigkristall benutzt wird. Die sonstige Zusammensetzung dieser Ausführungsform ist die gleiche wie in den Beispielen 1, 2 und 3. Gemäß dieser Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Phasen-Korrektur einfach auszuführen und ihre Antwort-Geschwindigkeit ist hoch.

Beispiel 6

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Flüssigkristall-Element der vorliegenden Erfindung wird als Anzeige-Element benutzt. Polarisations-Platten 109 und 109′ mit den Polarisations- Achsen 111 und 111′, einem Flüssigkristall 100, Matrix-Elektroden 113 und 113′, einer gezeigten Reib-Richtung 112, Elektroden-Steuerschaltung 114 und 114′ und die Substrate 120 und 120′ sind wie gezeigt angeordnet.

Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Laptop-Computers, in dem die Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird. Die Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung 1102 der vorliegenden Ausführungsform paßt in einen Abdeckteil eines Laptop-Computers. Der Abdeckteil ist so konstruiert, daß er von der Tastatur, die aus den Funktionstasten 1104, den Zahlentasten 1105 und den Buchstabentasten 1103 besteht, getrennt werden kann. Wenn beide voneinander getrennt sind, ist eine Antenne 1101 so ausgebildet und angeordnet, daß das Gerät als Telekommunikations-Empfangs-Einrichtung benutzt werden kann.

Der übrige Aufbau ist der gleiche wie in den Ausführungsformen 1, 2 und 3. Da das Flüssigkristall-Element der vorliegenden Erfindung eine hohe Licht-Ausnützungs- Effizienz erreicht, wird von hinten einfallendes Licht eliminiert, und die Größe davon so reduziert, daß eine Anzeige geringer Größe realisiert wird, die dem geringen Gewicht von Laptop-Computern dient.

Beispiel 7

Fig. 4 zeigt eine andere für die vorliegende Erfindung geeignete Ausführungsform, die dazu dient acht Farben durch die Überlagerung dreier Schichten, die verschiedene Farben erzeugen können, darzustellen.

In der Tabelle von Fig. 4 bedeutet ein Kreissymbol, daß eine Elektrode, die einem Farbpixel entspricht, angesteuert wird. Ein x-Symbol bedeutet dagegen, daß sich eine Elektrode im abgeschalteten Zustand befindet. Wenn nur eine gelbe Elektrode angesteuert wird, ist die sich hieraus ergebende Farbe gelb. Wenn Elektroden für gelb und purpur angesteuert werden, ist die sich hieraus ergebende Farbe rot. Wenn drei Elektroden angesteuert werden, erhält man als Ergebnis die Farbe weiß.

Die Grundfarben werden derart ausgewählt, daß, nachdem die Farbe durch den Wert von Δn × d bestimmt wird (mit n: Brechnungsindex und d: Dicke), der Wert durch Auswahl einer Dicke und/oder Richtung der molekularen Ausrichtung eines jedem Pixel zugeordneten Filmabschnitts mit Doppelbrechung geändert werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Vorsehen einer Phasen-Platte in einem Flüssigkristall-Element, nämlich an der Innenseite einer Elektrode, die Transmissionsrate vergrößert, Schwarz/Weiß- und Farbanzeige realisiert, das Kontrast-Verhältnis weiter verbessert und eine abgestufte Anzeige möglich gemacht.

Bezugszeichen-Liste

1, 16, 21 Obere Polarisations-Platte
17, 28 Polarisations-Achse der oberen Polarisations-Platte
2, 30, 31, 146 Oberes Substrat eines Flüssigkristall-Anzeigeelements
10, 15, 21, 33, 40, 48 Unteres Substrat eines Flüssigkristall-Anzeigeelements
3, 18, 30, 36 Obere Elektrode eines Flüssigkristall-Anzeigeelements
4, 6 Obere und untere Orientierungs-Schicht
5, 12 Flüssigkristall
7 Phasen-Platte
9, 14, 23, 35, 42 Untere Elektrode eines Flüssigkristall-Anzeigeelements
8, 25, 43 Untere Polarisations-Platte
25, 44 Polarisations-Achse einer unteren Polarisations-Platte
19, 31, 38 Reib-Richtung des oberen Substrates
22, 34, 41 Reib-Richtung des unteren Elektroden-Substrates
26, 45 von hinten einfallendes Licht
13 Phasen-Platte
100 Flüssigkristall
109, 109′ Polarisations-Platte
111, 111′ Polarisations-Achse
112 Reib-Richtung
113, 113′ Matrix-Elektroden
114, 114′ Elektroden-Steuerschaltung
120, 120′ Substrate
209 Elektrode
210 Glasplatte
250 Filter
301 Obere Polarisations-Platte
302 Oberes Substrat
303 Phasen-Platte
305 Untere Polarisations-Platte
306 Licht-Absorptions-Achse (obere Seite)
308 Ferroelektrischer Flüssigkristall
309 Unteres Substrat
310 Licht-Absorptions-Achse (untere Seite)
1101 Antenne
1102 Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung
1103 Buchstabentasten
1104 Funktionstasten
1105 Zahlentasten

Claims

1. Matrixartige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer Sandwich-Anordnung aufweist:

- ein Paar von Substraten (2, 10),
- ein Paar von Elektroden (3, 9), die auf den Substraten angeordnet sind und bei denen mindestens eine dieser Elektroden transparent ist,
- ein Flüssigkristall-Material (5, 12) zwischen den Substraten,
- ein Paar von Polarisatoren (1, 8),
- einen Abstandshalter,

gekennzeichnet durch zumindest zwei nebeneinander angeordnete Bereiche (13A, 13B) von Phasenplatten unterschiedlicher Doppelbrechung (Δn*d) zwischen den beiden Substraten zur Erzeugung unterschiedlicher Farbanzeige in diesen Bereichen.

2. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei mehr als zwei Arten von Filmen mit doppelbrechender Eigenschaft zwischen das Flüssigkristall- Material und eines der Substrate gesandwicht sind.

3. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der optischen Achse eines der Bereiche mit Doppelbrechung und der Polarisations-Achse oder Absorptions-Achse zumindest des ersten Polarisators 10° bis 80°, insbesondere etwa 45° ist.

4. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die umfaßt: eine erste Polarisations-Platte, wobei der Winkel zwischen der optischen Achse des Films mit Doppelbrechung und der Polarisations-Achse oder der Adsorptions-Achse zumindest der ersten Polarisations-Platte 10° bis 80° ist.

5. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Film mit Doppelbrechung durch einen im wesentlichen nicht-farbigen und transparenten Polydiacetylen-Film, der mit Jod dotiert ist, gebildet ist, wobei der Film sich nahe einer axialen Richtung befindet.

6. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ungefähr 45° ist.

7. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Flüssigkristall-Material ein nematischer Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie ist und ein Material mit optischer Rotationseigenschaft enthält, und eine gedrillte Spiral-Struktur in Richtung der Dicke induziert wird durch einen Orientierungs-Film bzw. eine Orientierungs-Oberfläche.

8. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristall-Material ein ferroelektrisches Flüssigkristall-Material ist.