DE60000722T2

DE60000722T2 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE60000722T2
Application number: DE60000722T
Authority: DE
Inventors: Alan Mosley
Original assignee: Central Research Laboratories Ltd
Current assignee: Central Research Laboratories Ltd
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2003-09-18
Anticipated expiration: 2020-02-15
Also published as: JP2002537581A; EP1155351A1; ATE227439T1; WO2000049453A1; EP1155351B1; DE60000722D1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung.

Hintergrund der Erfindung

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen (LCDs) sind passive optische Vorrichtungen, die zum Erzeugen eines Bildes von einer Lichtquelle beleuchtet werden. LCDs können entsprechend dem zur Beleuchtung der Anzeigevorrichtung verwendeten Lichtquellen-Typ klassifiziert werden. Wo die Quelle des Lichtes aus der Umgebung stammt, wird die Anzeigevorrichtung als reflektierende Anzeigevorrichtung bezeichnet. Bei diesem Typ von Anzeigevorrichtung ist die LCD zwischen einem Betrachter und einer reflektierenden Oberfläche angeordnet, welche an den hinteren Polarisator der LCD angeschlossen ist. Bei dieser Anordnung reflektiert die reflektierende Oberfläche von einer externen Quelle stammendes Licht. Reflektierende LCDs arbeiten gut in starkem Umgebungslicht, sind jedoch bei Bedingungen schwacher Umgebungs-Beleuchtung sehr dunkel.
Falls bei einer LCD eine Hintergrundbeleuchtung verwendet wird, wird die Anzeigevorrichtung als durchlässige Anzeigevorrichtung bezeichnet. Durchlässige Anzeigevorrichtungen sind nützlich, wo die Menge an umgebendem Licht nicht garantiert werden kann. Ein Nachteil dieser Anzeigevorrichtungen ist jedoch, dass sie einen höheren Energieverbrauch als reflektierende Anzeigevorrichtungen besitzen. Ein anderer Nachteil bei durchlässigen Anzeigevorrichtungen besteht darin, dass das Anzeige-Bild in Anwesenheit starker Umgebungs- Beleuchtung ernstlich verschlechtert (oder "ausgewaschen") werden kann. Dies ergibt sich aus der Reflexion des umgebenden Lichtes an der Frontfläche der LCD.
Falls alternativ eine Kombination zwischen umgebendem Licht und einer Hintergrundbeleuchtung verwendet wird, wird die Anzeigevorrichtung als eine transflektierende Anzeigevorrichtung bezeichnet. Diese Anzeigevorrichtungen verwenden - falls vorhanden - Umgebungs-Beleuchtung, und eine Hintergrundbeleuchtung nur, wenn dies notwendig ist. Typischerweise ist das transflektierende Material mit dem hinteren Bereich einer Anzeigevorrichtung verbunden und überträgt beispielsweise 40% der Hintergrundbeleuchtung und reflektiert 60% des Lichtes der Umgebungs-Beleuchtung. Während eine transflektierende LCD recht gut bei beiden, starker und schwacher Umgebungs-Beleuchtung arbeitet, ist ihre Leistung im Vergleich zu rein durchlässigen oder reflektierenden Anzeigevorrichtungen dürftig.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 10-078582 (Casio) offenbart eine Anzeigevorrichtung mit gutem Kontrast bei hellen und dunklen Bedingungen und mit geringem Leistungsverbrauch. Die Vorrichtung enthält ein im hinteren Bereich einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungs-Tafel angeordnetes organisches, Licht emittierendes Element, wobei das Element als Hintergrundbeleuchtung und Reflexionselement funktioniert. Das Licht emittierende Element besitzt organisches, Licht emittierendes Material, welches sandwichartig zwischen einer ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist. Die reflektierende Elektrode ist so ausgebildet, dass sie Licht streut. Auf diese Weise wird der Sichtwinkel der Anzeigevorrichtung vergrößert. Die Vorrichtung enthält ebenfalls eine Anzahl von Polarisations- Schichten. Eine erste Polarisations-Schicht ist vorn an der Anzeigetafel positioniert, und eine rückwärtige Polarisation ist im hinteren Bereich der Anzeigetafel neben dem Licht emittierenden Element positioniert.
Aufgrund der Positionierung des Diffusors im hinteren Bereich der Vorrichtung wird bei der Reflektions-Betriebsart einiges des von dem hinteren Polarisator stammenden Lichtes entpolarisiert. Dies führt dazu, dass dieses Licht verloren geht, da es von dem hinteren Polarisator absorbiert wird. Als Ergebnis davon wird die Polarisation des durch die Vorrichtung zurückströmenden Lichtes nachteilig beeinflusst. Durch diesen Effekt wird die maximale Helligkeit der Vorrichtung in der Reflektions-Betriebsart verringert, was wiederum die Kontrastrate der Vorrichtung reduziert.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu schaffen, die bei schwachem und starkem Umgebungslicht arbeiten kann.

Gegenstand der Erfindung

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vorgestellt, welche in einer Durchlässigkeits-Betriebsart und einer Reflexions-Betriebsart arbeiten kann, wobei die Vorrichtung umfasst: a) eine Flüssigkristall-Vorrichtung; b) ein elektro-optisches Element, umfassend eine im wesentlichen optisch transparente erste Elektrode, eine zweite reflektierende Elektrode und eine dazwischen angeordnete Schicht Licht emittierenden Materials und c) ein Diffusionsmittel zum Erweitern des Betrachtungswinkels der Anzeigevorrichtung, wobei das elektro-optische Element in der Durchlässigkeits-Betriebsart als eine Hintergrundbeleuchtung und in der Reflexions-Betriebsart als ein Reflektor fungiert, wobei das Diffusionsmittel die Polarisation des hindurchtretenden Lichtes nicht beeinträchtigt.
Die Flüssigkristall-Vorrichtung besteht typischerweise aus einem ersten transparenten Substrat, einem zweiten transparenten Substrat und einem Volumen flüssigkristallinen Materials, welches dazwischen angeordnet ist. Das Flüssigkristall-Material ist vorzugsweise in wenigstens einem seiner Zustände durchlässig. Falls das Flüssigkristall-Material vom "Guest-Host- Typ" (Gast-Wirt-Typ, d. h. eine dichroitische, in dem Flüssigkristall gelöste Farbe) ist, kann die Flüssigkristall- Vorrichtung ohne Polarisator oder mit einem ersten polarisierenden Mittel verwendet werden. Alternativ umfasst die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vorzugsweise für andere Typen von Flüssigkristall-Material (wie beispielsweise gewundenes nematisches Flüssigkristall-Material) ein weiteres polarisierendes Mittel. Die Flüssigkristall-Vorrichtung wird dann vorzugsweise zwischen dem ersten polarisierenden Mittel und dem weiteren polarisierenden Mittel angeordnet.
Das elektro-optische Element umfasst eine im wesentlichen optisch transparente erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine Schicht aus im wesentlichen optisch transparentem, Licht emittierenden Material, welches dazwischen angeordnet ist.
Das Licht emittierende Material ist vorzugsweise im wesentlichen optisch isotropisch, so dass die Polarisation des durch das Licht emittierende Material hindurchtretenden Lichtes nicht wesentlich verändert ist.
Die Licht emittierende Schicht ist vorzugsweise farblos, so dass die Farbe des durch die Licht emittierende Schicht hindurchtretenden Lichtes nicht wesentlich geändert ist.
Das elektro-optische Element enthält vorzugsweise ebenfalls eine Schicht Loch-transportierenden Materials und/oder eine Schicht Elektronen-transportierenden Materials. Die Schicht Loch-transportierenden Materials und/oder Elektronentransportierenden Materials ist vorzugsweise im wesentlichen optisch isotropisch, so dass die Polarisation von durch die Materialien hindurchtretendem Licht nicht wesentlich geändert ist. Die Schicht Loch-transportierenden Materials und/oder Elektronen- transportierenden Materials ist im wesentlichen optisch transparent und/oder farblos, so dass die Farbe des durch die Materialien hindurchtretenden Lichtes nicht wesentlich geändert ist.
Die Schicht transparentes Licht emittierenden Materials ist vorzugsweise zwischen der Schicht Loch-transportierenden Materials und der Schicht Elektronen-transportierenden Materials angeordnet. Jede Schicht ist vorzugsweise weniger als 100 nm dick, und vorzugsweise am besten weniger als 60 nm dick. Das Hinzufügen einer Schicht eines Loch-transportierenden Materials und/oder Elektronen-transportierenden Materials verbessert die Wirkung des elektro-optischen Elements, wenn dieses als Hintergrundbeleuchtung fungiert, da mehr elektrische Energie in Licht umgewandelt werden kann als bei Verwendung nur transparentes Licht emittierenden Materials.
Die reflektierende zweite Elektrode befindet sich vorteilhafterweise neben der Schicht Elektronen- transportierenden Materials und besteht vorzugsweise aus Aluminium, Magnesium oder anderem Metall oder einer Legierung, welche eine niedrige Arbeitsfunktion wie beispielsweise Silber oder Calzium haben. Falls jedoch eine Schicht Elektronen- transportierendem Materials nicht benutzt wird, kann die Aluminiumschicht neben der Licht emittierenden Materialschicht angeordnet sein. Die Aluminiumschicht ist sowohl eine reflektierende Lichtquelle als auch eine Elektronenquelle.
Die erste Elektrode fungiert als eine Anode und ist vorzugsweise eine Schicht aus Indium-Zinnoxid (ITO), oder Zinoxid. Diese Schicht kann neben der Loch-transportierenden Materialschicht (bei Gebrauch) oder neben der Licht emittierenden Schicht angeordnet sein.
Die erste und/oder zweite Elektrode kann gemustert oder ungemustert sein.
Das optisch transparente Licht emittierende Material und die Loch- und Elektronen-transportierenden Materialien sind vorzugsweise organische Stoffe. Die Schichten organischer Stoffe können gemustert oder ungemustert sein. Das Licht emittierende Material kann beispielsweise ein Organolanthanid sein. Ein Beispiel eines solchen organischen Stoffes ist in der veröffentlichten internationalen Patentanmeldung Nr. WO-A1- 9855561 (ISIS Innovation Limited) beschrieben. Das Lochtransportierende Material enthält vorzugsweise ein substituiertes aromatisches Diamin. Das Elektronen-transportierende Material enthält vorzugsweise ein Triazolderivat.
Das elektro-optische Element umfasst vorzugsweise auch ein. Mittel zum Anlegen einer Spannung an die erste und zweite Elektrode. Diese Spannung kann zwischen 1 und 30 Volt betragen. Vorzugsweise beträgt die Spannung zwischen 3 und 15 Volt. In den Schichten organischen Stoffs wird ein Strom erzeugt, welcher wiederum das Licht emittierende Material dazu veranlasst, Licht zu emittieren, wodurch die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung beleuchtet wird, wenn die opto-elektrische Vorrichtung als Hintergrundbeleuchtung fungiert.
Da die Oberfläche der zweiten Elektrode des elektrooptischen Elements typischerweise glatt und spiegelähnlich ist, agiert sie als ein Spiegelreflektor. Zur Verbesserung des Sichtwinkels der Anzeigevorrichtung ist ein Diffusionsmittel vorgesehen. Das Diffusionsmittel streut Licht und erzeugt im wesentlichen Lambertsche (anstatt Spiegel)-Reflektivität, wodurch der Sichtwinkel der Anzeigevorrichtung erweitert wird. Das Diffusionsmittel setzt sich zusammen aus einem Material, welches die Polarisation des durch dieses hindurchtretenden Lichtes nicht beeinträchtigt, sondern diese vielmehr aufrecht erhält. Das Diffusionsmittel kann eine Diffusionsschicht enthalten. Die Diffusionsschicht kann ein Polymer enthalten.
Die Diffusionsschicht kann a) neben dem ersten polarisierenden Mittel, b) zwischen dem ersten polarisierenden Mittel und der Flüssigkristall-Vorrichtung, c) zwischen der Flüssigkristall-Vorrichtung und dem weiteren polarisierenden Mittel oder d) zwischen dem weiteren polarisierenden Mittel und dem elektro-optischen Element angeordnet sein.
Alternativ kann das Diffusionsmittel als Teil des elektrooptischen Elementes ausgebildet sein. Dies kann erreicht werden, indem die zweite (reflektierenden) Elektrode der art ausgebildet ist, dass sie Licht streut. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Flüssigkristall-Material in einem seiner Zustände optisch streuend sein, so dass eine separate Diffusionsschicht nicht benötigt wird.
Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann eine weitere Schicht transparenten Materials, wie beispielsweise Glas, umfassen. Diese weitere Schicht transparenten Materials ist vorzugsweise neben der Anode des elektro-optischen Elements angeordnet, und sie agiert während der Herstellung der Vorrichtung als tragende Schicht.
Eine Einkapselungsschicht wird vorzugsweise neben die Kathode des elektro-optischen Elementes platziert. Dies kann Glas, Kunststoff, Epoxidharz oder anderes Einkapselungsmaterial sein. Diese Schicht ist vorzugsweise weniger als 0,5 mm dick. Die Schicht kann auf das elektro-optische Element aufgeklebt werden, beispielsweise unter Verwendung eines Epoxid-Klebers.
Das elektro-optische Element kann a) zwischen den weiteren polarisierenden Mitteln und der Einkapselungsschicht, b) zwischen der Diffusionsschicht und der Einkapselungsschicht, c) zwischen der weiteren Schicht transparenten Materials und der Einkapselungsschicht angeordnet sein.
Eine durchlässige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem dünnen lichterzeugenden Film, der als Hintergrundbeleuchtung dient (jedoch nicht als Reflektor für die Anzeigevorrichtung), ist in dem US-Patent 5.796,509 (IBM) beschrieben. Der lichterzeugende Film ist jedoch nicht optisch isotropisch, und daher wird die Polarisation des durch den Film hindurchtretenden Lichtes verändert. Dadurch besitzt die Anzeigevorrichtung einen niedrigen Kontrast. Außerdem besitzt die Anzeigevorrichtung kein Mittel zum Streuen von Licht, und deshalb besitzt die Anzeigevorrichtung keinen weiten Sichtwinkel, wenn sie bei starkem Umgebungslicht betrachtet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend nur beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt einer Flüssigkristell- Anzeigevorrichtung mit einer organisches Licht emittierenden Hintergrundbeleuchtung (Stand der Technik);
Fig. 2 eine Querschnitts-Ansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung;
Fig. 3 eine Querschnitts-Ansicht einer organischen Licht emittierenden Hintergrundbeleuchtung; und
Fig. 4a, 4b, 4c, 4d und 4e Querschnitts-Ansichten einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer Diffusionsschicht.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Eine vom Stand der Technik her bekannte Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung (10) ist in Fig. 1 gezeigt. Die Anzeigevorrichtung (10) besitzt eine Flüssigkristall-Vorrichtung (14), die zwischen einem vorderen polarisierenden Mittel (12) und einem hinteren polarisierenden Mittel (16) und einer neben dem hinteren polarisierenden Mittel befindlichen Hintergrundbeleuchtung (26) angeordnet ist. Eine Einkapselungsschicht (24) ist mit dem hinteren Teil der Anzeigevorrichtung (10) neben der Hintergrundbeleuchtung verbunden. Ein Auge (30) ist vor der Anzeigevorrichtung (10) positioniert, um anzuzeigen, von welcher Seite ein Betrachter die Anzeigevorrichtung sieht.
Die Flüssigkristall-Vorrichtung (14) ist in Fig. 2 gezeigt und umfasst typischerweise ein Volumen von Flüssigkristall- Material (14b), welches zwischen den vorderen (14a) und hinteren (14c) Schichten transparenten Substrats angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt der Hintergrundbeleuchtung (26), die aus einem Volumen organisches Licht emittierenden Materials (20) gebildet wird, welches sich zwischen einer Anode (18) und einer Kathode (22) befindet. Das Volumen des organischen, Licht emittierenden Materials (20) wird von einer Loch-transportierenden Schicht (20a), einer Licht emittierenden Schicht (20b) und einer Elektronen-transportierenden Schicht (20c) gebildet.
Eine Anzahl von erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist in Fig. 4 gezeigt, die nachfolgend beschrieben werden. Fig. 4a zeigt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a) mit einer zwischen einem vorderen polarisierenden Mittel (12) und einem hinteren polarisierenden Mittel (16) angeordneten Flüssigkristall-Vorrichtung (14), und einem neben dem hinteren polarisierenden Element (16) angeordneten elektro-optischen Element (27). Das elektro-optische Element (27) besitzt eine reflektierende Schicht (22). Eine Streuschicht (28) befindet sich an der Vorderseite der Anzeigevorrichtung neben dem vorderen polarisierenden Mittel (12).
Fig. 4b zeigt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10b) mit einer zwischen einem vorderen polarisierenden Mittel (12) und einem hinteren polarisierenden Mittel (16) angeordneten Flüssigkristall-Vorrichtung (14), und einem neben dem hinteren polarisierenden Mittel (16) positionierten elektro-optischen Element (27). Eine Streuschicht (28) befindet sich zwischen dem vorderen polarisierenden Mittel (12) und der Flüssigkristall- Vorrichtung (14).
Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10c) ist in Fig. 4c gezeigt. Die Anzeigevorrichtung (1%) besitzt eine zwischen dem vorderen polarisierenden Mittel (12) und dem hinteren polarisierenden Mittel (16) angeordnete Flüssigkristall- Vorrichtung (14) und ein neben dem hinteren polarisierenden Mittel (16) befindliches elektro-optisches Element (27). Die Streuschicht (28) ist zwischen der Flüssigkristall-Vorrichtung (14) und dem hinteren polarisierenden Mittel (16) angeordnet.
Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10d) ist in Fig. 4d gezeigt. Die Anzeigevorrichtung (10d) besitzt eine zwischen dem vorderen polarisierenden Element (12) und dem hinteren polarisierenden Element (16) angeordnete Flüssigkristall- Vorrichtung (14) und eine neben dem hinteren polarisierenden Element (16) befindliche Streuschicht (28). Das elektro-optische Element (28) ist neben der Streuschicht (28) positioniert.
Fig. 4e zeigt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10b) mit einer zwischen dem vorderen polarisierenden Mittel (12) und dem hinteren polarisierenden Mittel (16) angeordneten Flüssigkristall-Vorrichtung (14), einer neben dem hinteren polarisierenden Mittel (16) positionierten Glasschicht (32) und einem neben der Glasschicht (32) befindlichen elektro-optischen Element (27). Die Positionen, in denen die Streuschicht (28) platziert werden kann, sind in dieser Figur in gepunkteten Linien gezeigt.
Die elektro-optische Vorrichtung (27) kann durch Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff aus der Atmosphäre durch die reflektierende Schicht (22) einer Verschlechterung unterworfen werden. Um dieses Problem zu beseitigen, werden alle in Fig. 4 gezeigten Anzeigevorrichtungen (10a, b, c, d, e) durch Aufkleben einer dünnen Glasschicht (24) auf den hinteren Teil der reflektierenden Kathode (22) eingekapselt.
Die Struktur des elektro-optischen Elements (27) ist in Fig. 3 gezeigt. Jede der Schichten (20a, b, c) des elektro-optischen Elements (27) ist etwa 30 bis 60 nm dick und optisch transparent. Die Schichten (20a, b, c) sind ebenfalls optisch isotropisch - d. h. die Schichten (20a, b, c) werden die Polarisation des durch das hintere polarisierende Element (16) hindurchtretenden polarisierenden Lichtes nicht rotieren oder wesentlich ändern. Die Anode (18) besteht aus einer Schicht aus ITO und kann dazu benutzt werden, Löcher in die Schicht (20a) zu injizieren. Die Kathode (22) besteht aus Aluminium (oder einem anderen geeigneten Metall oder einer Legierung mit niedriger Arbeitsfunktion), welches als guter Reflektor wirkt. Die Kathode versorgt die Schicht (20c) mit Elektronen.
Durch Einfügen einer Diffusionsschicht in die Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d, e) wird durch das elektrooptische Element (29) reflektiertes Licht eher diffus als spiegelnd gemacht, wodurch der Sichtwinkel der Anzeigevorrichtung erweitert wird. Die Schicht (28) kann auf der Vorderseite der Anzeigevorrichtung neben dem vorderen polarisierenden Mittel (12), wie in Fig. 4a gezeigt, platziert werden. Alternativ kann die Schicht (28) zwischen dem vorderen polarisierenden Element (12) und der Flüssigkristall-Vorrichtung (14) platziert sein, wie in Fig. 4, zwischen der Flüssigkristall-Vorrichtung (14) und dem hinteren polarisierenden Mittel (16), wie in Fig. 4c gezeigt, oder zwischen dem hinteren polarisierenden Mittel (16) und dem elektro-optischen Element (27), wie in Fig. 4d gezeigt. Falls die Schicht (28) in den in Fig. 4b, 4c und 4d gezeigten Positionen platziert ist, darf die Duffusionsschicht die Polarisation des durch sie hindurchtretenden Lichtes nicht beeinträchtigen. Dies kann durch Verwendung eines die Polarisation aufrecht erhaltenden Diffusors erreicht werden, wie beispielsweise des von der Firma Microsharp Corporation Limited in Grossbritannien hergestellten holografischen Diffusors Microsharp ITM
Bei der Herstellung der Anzeigevorrichtung wird das elektrooptische Element (27) von einem geeigneten Substrat wie beispielsweise Glas getragen. Dies wird erreicht durch Hinzufügen einer Schicht (32) aus Substrat zu der ITO-Schicht (18) des elektro-optischen Elements (27). Alternativ kann das elektro-optische Element (27) von dem hinteren polarisierenden Mittel (16) getragen werden, wie in Fig. 4a, 4b und 4c gezeigt, oder durch die Diffusionsschicht (28), wie in Fig. 4d gezeigt.
Die Verwendung der Glassubstrat-Schicht (32) ist vorteilhaft, da Glassubstrate üblicherweise bei der Herstellung von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen Verwendung finden. Andererseits kann die Verwendung einer solchen Schicht nachteilig sein, da der Abstand zwischen der reflektierenden Oberfläche des elektro-optischen Elements (27) und der Flüssigkristall-Vorrichtung (14) durch Hinzufügen der Glasschicht (die mehr als 0,3 mm dick sein kann) vergrößert wird. Dadurch tritt das Problem der Parallaxe auf, welche das Bild verschlechtert.
Wenn das elektro-optische Element (27) auf dem hinteren polarisierenden Element (16) gebildet wird, ist der Betrag an Parallaxe der gleiche wie für konventionell reflektierende ode r transflektierende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen. Dies ist der Fall, weil die reflektierende Oberfläche (22) und die LCD (14) nur durch die organische Schicht (20) getrennt sind, deren Dicke weniger als 1 Mikrometer beträgt.
Die Verwendung der Diffusionsschicht (28) als das Substrat zum Tragen des elektro-optischen Elements (27), wie in Fig. 4d gezeigt, ergibt eine Anzeigevorrichtung, die weniger Parallaxe besitzt als die das Glassubstrat (32) beinhaltende Anzeigevorrichtung (10e). Dies ist der Fall, da die Diffusionsschicht (28) typischerweise weniger als 100 Mikrometer dick ist.
In Bezug auf Fig. 4c wird nachfolgend die Arbeitsweise der Anzeigevorrichtung (10c) beschrieben. Bei heller Umgebungsbeleuchtung tritt Licht durch die Anzeigevorrichtung hindurch wie beim Pfeil a angedeutet. Das Licht wird durch die Streuschicht (28) gestreut, tritt durch die transparente organische Materialschicht (20) hindurch und wird bei der Aluminiumschicht (22) reflektiert. Da die Schichten (20) optisch transparent, farblos und optisch isotropisch sind, ist die Darstellung der Anzeigevorrichtung (10c), wenn sie in der Reflexions-Betriebsart arbeitet, vergleichbar mit einem konventionellen rein reflektierenden LCD. Zusätzlich ist die Helligkeit der Anzeigevorrichtung (10c) beträchtlich größer als diejenige der transflektierenden LCD, und die Diffusionsschicht (28) erweitert den Sichtwinkel der Anzeigevorrichtung.
Unter Bedingungen von wenig Umgebungsbeleuchtung wird zwischen der Aluminium-Kathode (22) und der ITO-Anode (18) eine Spannung von beispielsweise etwa 3 bis 15 V angelegt. Hierdurch fließt Strom in der organischen Materialschicht (20), was wiederum zur Lichtemission von der Licht emittierenden Schicht (20b) führt. Die Leistung der Anzeigevorrichtung ist wiederum größer als die mit einer konventionellen transflektierenden Anzeigevorrichtung erreichte. Dies ist der Fall, weil für eine transflektierende Anzeigevorrichtung nur 40% des Lichtes von der Hintergrundbeleuchtung von dem Transflektor übertragen wird.
Eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung liefert gute Bildqualität bei allen Umgebungslicht-Bedingungen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das elektro-optische Element (wenn es auf einer polarisierenden Schicht gebildet ist) sehr dünn ist, typischerweise weniger als 1 Mikrometer.
Die Erfindung ist durch eine Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden, und diese können Änderungen unterworfen werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann ein elektro-optisches Element ohne eine Loch-transportierende Schicht (20a) und/oder Elektronen- transportierende Schicht (20c) vorgesehen werden.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) zum Arbeiten in einer Durchlässigkeits-Betriebsart und einer Reflexions-Betriebsart, wobei die Anzeigevorrichtung umfasst: a) eine Flüssigkristall-Vorrichtung (14); b) ein elektro-optisches Element (27), umfassend eine im wesentlichen optisch transparente erste Elektrode (18), eine zweite reflektierende Elektrode (22) und eine dazwischen angeordnete Schicht Licht emittierenden Materials und c) ein Diffusionsmittel (28) zum Erweitern des Betrachtungswinkels der Anzeigevorrichtung, wobei das elektro-optische Element in der Durchlässigkeits-Betriebsart als eine Hintergrundbeleuchtung und in der Reflexions- Betriebsart als ein Reflektor fungiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionsmittel die Polarisation des hindurchtretenden Lichtes aufrecht erhält.

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach Anspruch 1, wobei das Diffusionsmittel ein holografischer Diffusor ist.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Diffusionsmittel weniger als 100 Mikrometer dick ist.

4. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach Anspruch 3, wobei das elektro-optische Element (27) ferner eine Schicht (20a) aus Loch-transportierendem Material und eine Schicht (20c) aus Elektronentransportierendem Material umfasst, wobei die Schicht (20b) Licht emittierenden Materials dazwischen angeordnet ist.

5. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach Anspruch 4, wobei die Schicht (20a) Lochtransportierenden Materials und/oder die Schicht (20c) Elektronen-transportierenden Materials im wesentlichen optisch transparent sind, im wesentlichen optisch isotropisch, so dass die Polarisation des durch sie hindurchtretenden Lichtes nicht beträchtlich verändert wird und im wesentlichen farblos ist, so dass die Farbe des hindurchtretenden Lichtes nicht beträchtlich geändert wird.

6. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schicht (20b) Licht emittierenden Materials im wesentlichen optisch transparent ist, im wesentlichen optisch isotropisch, so dass die Polarisation des durch sie hindurchtretenden Lichtes nicht wesentlich verändert wird, und im wesentlichen farblos ist, so dass die Farbe des hindurchtretenden Lichtes nicht wesentlich geändert wird.

7. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die zweite Elektrode (22) neben der Schicht (20a) aus Elektronen- transportierendem Material angeordnet ist.

8. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die erste Elektrode (18) neben der Schicht (20a) aus Loch-transportierendem Material angeordnet ist.

9. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Licht emittierende Material ein Organolanthanid umfasst.

10. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei das Lochtransportierende Material ein aromatisches Diamin umfasst.

11. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei das Elektronen- transportierende Material ein Triazolderivat umfasst.

12. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend ein erstes polarisierendes Mittel (12).

13. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach Anspruch 12, enthaltend ein weiteres polarisierendes Mittel (16).

14. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b) nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Diffusionsmittel (28) neben dem ersten polarisierenden Mittel (12) angeordnet ist.

15. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10b) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Diffusionsmittel (28) zwischen dem ersten polarisierenden Mittel (12) und der Flüssigkristall-Vorrichtung (14) angeordnet ist.

16. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10c) nach Anspruch 13, wobei das Diffusionsmittel (28) zwischen der Flüssigkristall-Vorrichtung (14) und dem weiteren polarisierenden Mittel (16) angeordnet ist.

17. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10d) nach Anspruch 13, wobei das Diffusionsmittel (28) zwischen dem weiteren polarisierenden Mittel (16) und dem elektro-optischen Element (27) angeordnet ist.

18. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Elektrode so ausgebildet ist, dass sie Licht diffundiert.

19. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkristall-Vorrichtung (14) Flüssigkristall-Material enthält.

20. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (10a, b, c, d) nach Anspruch 19, wobei das Flüssigkristall-Material in wenigstens einem Zustand optisch streut, so dass es Licht diffundiert.