DE69106966T2

DE69106966T2 - Flüssigkristallanzeigeelement sowie Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit einer aktiven Matrix.

Info

Publication number: DE69106966T2
Application number: DE69106966T
Authority: DE
Inventors: Tomoki Gunjima; Yoshinori Hirai; Hiroshi Kumai; Satoshi Niiyama
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2011-07-27
Also published as: US5103327A; DE69106966D1; EP0468529A2; EP0468529A3; EP0468529B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix mit einem aktiven Element für jede Bildelementelektrode, und sie betrifft eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix.
In den letzten Jahren wurden Flüssigkristalldisplays in großein Umfang für Textverarbeitungs-PCs, Taschencomputer, tragbare Fernsehgeräte usw. verwendet, wobei die Vorteile geringen Energieverbrauchs, geringer Betriebsspannung usw. genutzt wurden. Unter Flüssigkristalldisplays wurden Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix mit einem aktiven Element für jede Bildelementelektrode besonders beachtet und entwickelt.
Hinsichtlich solcher Flüssigkristall-Anzeigeelemente bestand der Vorschlag zu solchen, bei denen ein Flüssigkristall im Modus dynamischer Streuung (DSM) verwendet wird. Jedoch haben Flüssigkristall-Anzeigeelemente dieses Typs den Nachteil hohen Stromverbrauchs auf Grund der großen Stärke des durch den DSM-Flüssigkristall geleiteten elektrischen Stroms. Nun werden Flüssigkristall-Anzeigeelemente, in denen ein verdrillt-nematischer (TN) Flüssigkristall verwendet wird, in großem Umfang verwendet. Zum Beispiel sind tragbare Fernsehgeräte damit in großem Umfang in den Handel gekommen. Da ein TN-Flüssigkristall-Anzeigeelement einen sehr kleinen Leckstrom und kleinen Energieverbrauch aufweist, ist es geeignet, wenn eine Batterie als Spannungsquelle verwendet wird.
Wenn ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix im DS-Modus verwendet wird, ist der Leckstrom durch den Flüssigkristall selbst groß. Demgemäß war es erforderlich, für eine große Speicherkapazität parallel zu jedein Bildelement zu sorgen, und der Stroinverbrauch des Flüssigkristall-Anzeigeeleinents selbst ist groß.
Im TN-Modus ist es nicht erforderlich, für eine große Speicherkapazität zu sorgen, und der Energieverbrauch des Flüssigkristall-Anzeigeelements selbst kann klein sein, da der Leckstrom im Flüssigkristall selbst sehr klein ist.
Bei einem Flüssigkristall im TN-Modus besteht jedoch die Schwierigkeit, daß der Durchlässigkeitsgrad für Licht klein ist, da zwei Polarisationsplatten erforderlich sind. Insbesondere dann, wenn ein Farbfilter zum Erzielen von Farbanzeige verwendet wird, können nur einige Prozent des Einfallslichts benutzt werden. Es ist daher erforderlich, eine starke Lichtquelle zu verwenden, was eine Erhöhung des Energieverbrauchs zur Folge hat.
Ferner hat ein Flüssigkristall-Anzeigeelement im TN-Modus folgende Nachteile: Es erfordert eine starke Lichtquelle zum Projizieren eines Bilds auf einen Projektionsschirm; es ist schwierig, auf dem Projektionsschirm hohen Kontrast zu erzielen und das Flüssigkristall-Anzeigeelement erfährt auf Grund der Wärme von der Lichtquelle einen nachteiligen Effekt.
Um diese Schwierigkeiten bei einem Flüssigkristall-Anzeigeelement im TN-Modus zu überwinden, wurde ein Modus vorgeschlagen, bei dem ein Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial, bei dem ein nematischer Flüssigkristall in einer Polymermatrix dispergiert ist und in dieser festgehalten wird, wobei eine niedere Spannung von z. B. 10 V oder weniger ausreicht, unter Verwendung der Streuung-Transparent-Charakteristik betrieben wird.
Für Graustufenanzeige war jedoch die Ansprechcharakteristik insbesondere im Bereich mit kleinen Spannungen (Bereich mit dunklen Bildern) schlecht und es trat leicht ein Restbild auf.
Ferner war dann, wenn es erforderlich war, eine Farbanzeige unter Verwendung mehrerer Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix, die alle denselben Aufbau aufwiesen, zu erhalten, das Farbgleichgewicht in der Farbanzeige unzureichend und es wurde eine spezielle Farbe auffällig, da sich die Transmissionseigenschaften zwischen den Farben unterschieden. So bestand die Schwierigkeit, eine klare Farbanzeige zu erzielen.
EP-A-0 362 776 offenbart Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 sowie eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.
Die Erfindung dient dazu, Nachteile bei herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigeelementen und herkömmlichen Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtungen mit Aktivmatrix zu beseitigen.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung ist ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix gemäß Anspruch 1 geschaffen.
Als andere Erscheinungsform der Erfindung ist ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix gemäß Anspruch 2 geschaffen.
Als andere Erscheinungsform der Erfindung ist eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix gemaß Anspruch 8 geschaffen.
Beim erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeelement sind keine Polarisationsplatten mehr erforderlich und das Transmissionsvermögen von Licht kann zum Transmissionszeitpunkt stark erhöht werden, da ein Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial, das einen Lichtstreuzustand und einen Lichttransmissionszustand elektrisch steuern kann, als Flüssigkristallmaterial verwendet wird, das zwischen das Aktivmatrixsubstrat und das Gegenelektrodensubstrat eingebettet ist. Demgemäß ist eine helle Anzeige erforderlich. Insbesondere dann, wenn das erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix für eine Projektionsanzeigevorrichtung verwendet wird, ist ein projiziertes Bild mit guter Helligkeit und hohem Kontrastverhältnis erzielbar.
Ferner kann eine Anzeige mit gutem Farbgleichgewicht, hohem Kontrastverhältnis und hoher Helligkeit erzielt werden, wenn Farben in einer Projektionsanzeige gemischt werden, da der mittlere Teilchendurchmesser Rx (um) des Flüssigkristalls im Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial und der Spalt dx (um) zwischen der Gegenelektrode und den Bildelementelektroden für jeden Farbton festgelegt ist.
Ferner kann die Produktionsausbeute für die Flüssigkristall- Anzeigeelemente deutlich verbessert werden, da eine Ausrichtungsbehandlung, wie sie für ein TN-Flüssigkristall-Anzeigeelement unerläßlich ist, nicht erforderlich ist und auch Schwierigkeiten wie eine Zerstörung der Aktivelemente hervorgerufen durch bei der Behandlung erzeugte statische Elektrizität vermieden werden können.
Ferner können, da sich das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial nach der Aushärtung in einem Filmzustand befindet, Schwierigkeiten wie Kurzschlüsse zwischen den Substraten bei angelegtem Druck und eine Zerstörung der aktiven Elemente, hervorgerufen durch die Bewegung von Abstandshaltern, vermieden werden.
Ferner ist es, da der spezifische Widerstand des Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials derselbe wie im TN-Modus ist, nicht erforderlich, für jedes Bildelement eine große Speicherkapazität vorzusehen, wie im Fall des DS-Modus, so daß die Konstruktion für das aktive Element einfach ist und der elektrische Energieverbrauch des Flüssigkristall-Anzeigeelements klein gehalten werden kann. Die Herstellung ist einfach, da das Material dadurch hergestellt werden kann, daß einfach der Schritt des Ausbildens eines Ausrichtungsfilms aus den Herstellschritten für ein herkömmliches TN- Flüssigkristallelement weggelassen wird.
Der spezifische Widerstand des Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials beträgt vorzugsweise nicht weniger als 5 x 10&sup9; Ωcm und bevorzugter nicht weniger als 10¹&sup0; Ωcm, um den Spannungsabfall auf Grund von Leckströmen usw. zu minimieren, wodurch kein Erfordernis besteht, für jede der Bildelementelektroden große Speicherkapazität vorzusehen.
Als aktives Element kann z. B. ein Transistor, eine Diode, ein nichtlineares Widerstandselement verwendet werden und zwei oder mehr aktive Elemente können an einem Bildelement angeordnet werden, falls erforderlich. Das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial wird zwischen ein Aktivmatrixsubstrat, das mit den aktiven Elementen und damit verbundenen Bildelementelektroden verbunden ist, und ein mit Gegenelektroden versehenes Gegenelektrodensubstrat eingefügt, um dadurch ein Flüssigkristall-Anzeigeelement zu bilden.
Das erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeelement kann nicht nur als Draufsichtanzeigeelement, sondern auch als Projektionsanzeigeelement verwendet werden. Wenn das erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeelement als Draufsicht- Anzeigeelement verwendet wird, kann eine Anzeigevorrichtung in Kombination mit einer Hintergrundbeleuchtung, einer Linse, einem Prisma, einem Spiegel, einer Diffusionsplatte, einem Licht absorbierenden Material, einem Farbfilter usw. aufgebaut werden, abhängig von den Anzeigeeigenschaften, die erhalten werden sollen.
Das erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeelement eignet sich insbesondere für eine Projektionsanzeigevorrichtung, und die Flüssigkristall-Proektionsanzeigevorrichtung kann dadurch aufgebaut werden, daß das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit einer Projektionslichtquelle, einem optischen Projektionssystem usw. kombiniert wird.
Bei einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix werden, wenn Mehrfarbenanzeige zu erzielen ist, mehrere Farblichtquellen und ein optisches Projektionssystem verwendet. Eine herkömmliche Projektionslichtquelle und ein herkömmliches optisches Projektionssystem wie eine Linse können für die Farblichtquelle und das optische Projektionssystem verwendet werden. Im allgemeinen sind mehrere Flüssigkristall-Anzeigeelemente für jede Farblichtquelle vorhanden, so daß ein Bild durch Zusammensetzung der farbigen Lichtstrahlen durch die Flüssigkristall-Anzeigeelemente auf einen Schirm projiziert wird.
Die Farblichtquelle kann aus mehreren Lichtquellen bestehen, die für verschiedene Farben verwendet werden, oder Licht von einer einzelnen Lichtquelle kann einer Farbaufteilung unterzogen werden, um einfarbiges Licht zu verwenden. Das von der Farblichtquelle emittierte Licht wird vom Flüssigkristall- Anzeigeelement empfangen. Bei der Erfindung werden mehrere Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix verwendet, wobei die Eigenschaften jedes Anzeigeelements für jede Farblichtquelle angepaßt werden. Die von den Flüssigkristall-Anzeigeelementen mit Aktivmatrix emittierten Lichtbündel werden gemischt und projiziert, wodurch ein helles Projektionsbild mit gutem Farbgleichgewicht und hohem Kontrastverhältnis erzielbar ist.
Bei der Erfindung besteht das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial aus einer Polymermatrix mit einer großen Anzahl feiner Löcher und einem nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie, der in die feinen Löcher eingefüllt ist. Das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial ist vorzugsweise ein solches, bei dem der Brechungsindex der Polymermatrix im wesentlichen mit dem ordentlichen Brechungsindex (n&sub0;) des verwendeten Flüssigkristalls übereinstimmt, wobei die Brechungsindexanisotropie Δn des verwendeten Flüssigkristalls 0,18 oder mehr ist. Das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial ist zwischen das Aktivmatrixsubstrat und das Gegenelektrodensubstrat eingefügt, um dadurch ein Flüssigkristall-Anzeigeelement zu bilden. Wenn eine Spannung an die Elektroden des F1üssigkristall-Anzeigeelements angelegt wird, ändert sich der Brechungsindex des Flüssigkristalls und die Beziehung zwischen dem Brechungsindex der Polymermatrix und dem Brechungsindex des Flüssigkristalls ändert sich. Genauer gesagt, existiert ein Transmissionszustand, wenn die Brechungsindizes der beiden Teile übereinstimmen, während ein Streuzustand entsteht, wenn dies nicht der Fall ist.
Das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial mit der Polymermatrix mit einer großen Anzahl feiner Löcher und dem in die feinen Löcher eingefüllten Flüssigkristall hat eine solche Struktur, daß der Flüssigkristall dicht in Vakuolen wie Mikrokapseln eingeschlossen ist, wobei die einzelnen Mikrokapseln nicht völlig unabhängig voneinander sein können oder die einzelnen Vakuolen über feine Spalten miteinander in Verbindung stehen können, wie bei einem porösen Material.
Das für ein erfindungsgemäßes Flüssigkristall-Anzeigeelement verwendete Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial kann dadurch hergestellt werden, daß ein nematischer Flüssigkristall und ein Material zum Herstellen der Polymermatrix in einer Lösung oder einem Latex gemischt werden, die Lösung durch Anwenden von Licht oder Wärme zum Aushärten gebracht wird oder das Lösungsmittel entfernt wird oder eine Reaktionsaushärtung vorgenommen wird, um die Polymermatrix abzutrennen und den Flüssigkristall in der Polymermatrix zu dispergieren.
Die Verwendung eines durch Licht oder Wärme aushärtbaren Polymers ist bevorzugt, da es in einem geschlossenen System ausgehärtet werden kann.
Insbesondere ist die Verwendung eines lichthärtbaren Polymers bevorzugt, da es unter geringer Beeinflussung durch Wärme in kurzer Zeit ausgehärtet werden kann.
Als spezielles Herstellverfahren kann eine Zelle unter Verwendung eines Abdichtmaterials hergestellt werden, die nicht ausgehärtete Mischung aus dem nematischen Flüssigkristall und der aushärtbaren Verbindung wird in derselben Weise wie bei einem herkömmlichen nematischen Flüssigkristall-Anzeigeelement durch eine Einspritzöffnung eingespritzt und nach dem Abdichten der Einspritzöffnung erfolgt Aushärten durch Lichteinstrahlung oder Erwärmung.
Das erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeelement kann auch ohne Verwendung eines Abdichtmaterials hergestellt werden, z. B. dadurch, daß eine nicht ausgehärtete Mischung aus dem nematischen Flüssigkristall und der aushärtbaren Verbindung auf ein Substrat aufgetragen wird, das mit einer transparenten Elektrode als Gegenelektrode versehen ist, und auf dieses Substrat ein Aktivmatrixsubstrat aufgelegt wird, das eine Aktivmatrix für jede Bildelementelektrode aufweist, und dann das Material durch Lichteinstrahlung oder dergleichen ausgehärtet wird.
Der Umfang der Bildelementanordnung kann durch Auftragen eines Abdichtmaterials abgedichtet werden. Bei diesem Verfahren ist der Einspritzschritt einfach und die Produktivität ist extrem hoch, da es nur erforderlich ist, die nicht ausgehärtete Mischung aus dem nematischen Flüssigkristall und der aushärtbaren Verbindung durch ein Auftragverfahren wie Beschichten durch eine Walze, Schleuderbeschichten, Aufdrukken oder durch ein Verfahren unter Verwendung einer Verteileinrichtung oder dergleichen zuzuführen.
Ferner können in die nicht ausgehärtete Mischung aus dem nematischen Flüssigkristall und der aushärtbaren Verbindung verschiedene Substanzen eingegeben werden, wie Abstandshalter zum Einstellen des Abstands zwischen den Substraten wie Keramikteilchen, Kunststoffteilchen oder Glasfasern, und Pigmente, Farbstoffe, Viskositätseinstellmittel und andere Zusätze, die das Funktionsvermögen des erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeelements nicht nachteilig beeinflussen.
Während des Aushärtschritts des erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeelements ist es möglich, wenn das Element im Zustand ausgehärtet wird, in dem eine ausreichend hohe Spannung an einen speziellen Teilbereich angelegt wird, diesen Teilbereich in einen Zustand zu überführen, der normalerweise Lichttransmission zeigt. Demgemäß kann, wenn eine unveränderliche Anzeige erwünscht ist, ein solcher Teilbereich, der normalerweise Lichttransmission zeigt, ausgebildet werden.
Beim Flüssigkristall-Anzeigeelement unter Verwendung des Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials ist höheres Transmissionsvermögen im Lichttransmissionszustand bevorzugt und der Trübungsgrad im Lichtstreuzustand liegt vorzugsweise nicht unter 80 %.
Bei der Erfindung stimmt der Brechungsindex der Polymermatrix (nach dem Aushärten) mit dem ordentlichen Brechungsindex (n&sub0;) des verwendeten Flüssigkristalls im Zustand mit angelegter Spannung überein.
So wird Licht durchgelassen, wenn der Brechungsindex der Polymermatrix mit dem Brechungsindex des Flüssigkristalls übereinstimmt, während Licht gestreut wird (undurchsichtiger Zustand), wenn die Brechungsindizes nicht übereinstimmen. Die Streueigenschaften des Elements sind höher als die eines Flüssigkristall-Anzeigeelements im herkömmlichen DS-Modus und es kann eine Anzeige mit hohem Kontrastverhältnis erzielt werden.
Bei der Erfindung besteht die Aufgabe, eine optimale Struktur für das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix selbst zu schaffen, das das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial enthält, wie auch eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix unter Verwendung eines solchen Elements.
Genauer gesagt, ist ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix zu schaffen, das schnelles Ansprechverhalten bei Graustufenanzeige zeigt, während es über gutes Farbgleichgewicht, hohes Durchlaßvermögen für Licht im Transmissionsfall, hohe Streueigenschaften (Lichtabschirmungseigenschaften) im Fall des Streuens, hohe Helligkeit und hohes Kontrastverhältnis verfügt, ohne daß ein Restbild besteht.
Als Faktoren zum Festlegen der elektrooptischen Eigenschaften des Flüssigkristall-Anzeigeelements mit Aktivmatrix unter Verwendung eines Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials existieren der Brechungsindex (ordentlicher Brechungsindex n&sub0;, außerordentlicher Brechungsindex ne), die spezifische Dielektrizitätskonstante (&epsi;//, &epsi; ; wobei // und die parallele bzw. vertikale zur Achse der Flüssigkristallmoleküle kennzeichnen), die Viskosität η und die Elastizitätskonstante K33 des verwendeten Flüssigkristalls, der Brechungsindex np, der spezifische Dielektrizitätskoeffizient &epsi;p und die Elastizitätskonstante des verwendeten Polymers, der mittlere Teilchendurchmesser R und der Volumenanteil Φ des in der Polymermatrix dispergierten und festgehaltenen Flüssigkristalls, der Abstand d zwischen den beiden Elektrodensubstraten (die Dicke des Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials), die maximale Effektivspannung V, die durch die aktiven Elemente in den Bildelementbereichen an das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial angelegt wird, usw.
In der Beschreibung bedeutet der mittlere Durchmesser P des Flüssigkristalls der maximale Durchmesser der Teilchen, wenn der Flüssigkristall unabhängige Teilchen oder Teilchen enthält, die teilweise miteinander in Verbindung stehen. Andererseits bedeutet Durchmesser den maximalen Durchmesser in einem Bereich, in dem die Ausrichtungen der Direktoren des Flüssigkristalls in Wechselbeziehung zueinander stehen, wenn der Flüssigkristall eine Struktur einnimmt, in der der Hauptteil in Wechselbeziehung steht.
Es ist bevorzugt, daß der in der Polymermatrix dispergierte und festgehaltene Flüssigkristall aus unabhängigen Teilchen oder Teilchen besteht, die teilweise miteinander in Verbindung stehen, da, wenn der Flüssigkristall mit niederer Spannung betrieben wird, gute Streueigenschaften und gute Transmissionseigenschaften ohne Unvereinbarkeiten erzielt werden können. An der Grenzfläche zwischen dem Flüssigkristall und dem Polymer tritt ein Streueffekt auf. Demgemäß verbessert sich die Streuwirkung, wenn die Oberfläche an der Grenze groß ist. Um die Oberfläche an der Grenze für den optimalen Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls zu erhöhen, sollte die Menge an Flüssigkristall unabhängig und getrennt vom Polymer erhöht werden. Genauer gesagt, ist es wichtig, die Dichte der Flüssigkristallteilchen zu erhöhen. Wenn jedoch die Menge an Flüssigkristall getrennt vom Polymer erhöht wird, tritt der Effekt auf, daß die Flüssigkristallteilchen miteinander verbunden sind, und schließlich nimmt der Flüssigkristall eine Struktur ein, bei der der gesamte Anteil der Teilchen miteinander in Verbindung steht. Dies führt zu einem Verlust der Grenzfläche zwischen dem Flüssigkristall und dem Polymer, was die Streueigenschaften verringert.
Ferner ist es wichtig, daß die in der Polymermatrix festgehaltenen einzelnen Teilchen des Flüssigkristalls im wesentlichen dasselbe ansteuernde elektrische Feld erfahren, um die Treiberspannung zu verringern. Aus diesem Grund ist es von Vorteil, daß zwischen dem Flüssigkristall und dem Polymer eine deutliche Grenze besteht. Der Verlust der Grenze führt zu einer Streuung des elektrischen Treiberfelds, was das Kontrastverhältnis verringern und die Treiberspannung erhöhen kann. Demgemäß sind die im Polymer dispergierten und festgehaltenen Flüssigkristallteilchen vorzugsweise unabhängige Teilchen, die mit hoher Dichte vorhanden sind, oder Teilchen, die teilweise miteinander in Verbindung stehen.
Die elektrooptischen Eigenschaften des Flüssigkristall-Anzeigeelements mit Aktivmatrix unter Verwendung des erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials sollen wünschenswerterweise so sein, daß die Eigenschaft hoher Streuung vorliegt, wenn kein elektrisches Feld angelegt ist, und die Eigenschaft hoher Transmission besteht, wenn ein elektrisches Feld angelegt ist. Das heißt, daß bei der Anzeige ein hohes Kontrastverhältnis vorliegen sollte. Wenn eine Projektionsanzeige unter Verwendung eines solchen Flüssigkristall-Anzeigeelements ausgeführt wird, ist eine Anzeige hoher Helligkeit und mit hohem Kontrastverhältnis erzielbar.
Um die vorstehend genannte Anzeige zu erhalten, ist es erforderlich, daß die vorstehend genannten Faktoren optimale Beziehungen aufweisen.
Besonders wichtige Faktoren zum Festlegen der elektrooptischen Eigenschaften des Flüssigkristall-Anzeigeelements mit Aktivmatrix unter den oben genannten Faktoren sind der Brechungsindex des verwendeten Flüssigkristalls (Brechungsindexanisotropie Δn = außerordentlicher Brechungsindex ne -ordentlicher Brechungsindex n&sub0;), die spezifische Dielektrizitätsanisotropie Δ&epsi;, die Viskosität η, die Elastizitätskonstante K33, der mittlere Teilchendurchmesser R und die Verteilung des Teilchendurchmessers des Flüssigkristalls sowie der Abstand d zwischen den beiden Elektrodensubstraten. Wenn optimale Mehrfarbenanzeige erwünscht ist, werden der mittlere Teilchendurchmesser R des Flüssigkristalls und der Abstand dx zwischen den Elektrodensubstraten für jedes der Flüssigkristall-Anzeigeelemente abhängig von der Wellenlänge λx der vorherrschenden Welle der Farblichtquellen festgelegt.
Die Brechungsindexanisotropie Δn (= ne - n&sub0;) des verwendeten Flüssigkristalls trägt zu den Streueigenschaften ohne angelegtes Feld bei. Demgemäß ist es bevorzugt, daß der Wert der Brechungsindexanisotropie größer ist, um starke Streueigenschaften zu erzielen. Speziell ist es bevorzugt, daß Δn > 0,18, speziell Δn > 0,22 ist. Ferner stimmt der ordentliche Brechungsindex n&sub0; des verwendeten Flüssigkristalls vorzugsweise im wesentlichen mit dem Brechungsindex np der Polymermatrix überein. In diesem Fall kann hohes Transmissionsvermögen erzielt werden, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Speziell ist es bevorzugt, der Beziehung n&sub0; - 0,03 < np < n&sub0; + 0,05 zu genügen. Die wichtigste Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix unter Verwendung eines Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials zu erhalten, das im Fall einer Graustufenanzeige schnelles Ansprechverhalten zeigt und das über gutes Farbgleichgewicht verfügt.
Wenn das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial in statischem Zustand betrieben wird, erfolgt dies entweder im AUS- Zustand oder im EIN-Zustand mit ausreichend hoher Spannung (nicht kleiner als die Sättigungsspannung). Demgemäß verfügt das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial über eine Ansprechzeit unter einigen zehn msec und es ist daher allgemein für eine Hochgeschwindigkeitsanzeige geeignet. Darüber hinaus kann bei einer Graustufenanzeige auch eine Spannung unter der Sättigungsspannung verwendet werden, um eine Halbtonanzeige zu erzielen. In diesem Fall ist die Ansprechzeit kleiner als beim Betreiben im statischen Zustand. Das Ansprechverhalten bei Graustufenanzeige neigt dazu, langsamer als bei einer Anzeige unter Verwendung einer niederen Spannung (Dunkelanzeige) zu sein, wobei insbesondere die Anderung vom AUS-Zustand in einen Zustand geringer Transmission am langsamsten ist und die Ansprechzeit in diesem Zustand mehr als einige zehnmal langsamer als die Ansprechzeit bei statischem Betreiben ist.
Der mittlere Teilchendurchmesser R des in der Polymermatrix dispergierten und festgehaltenen Flüssigkristalls ist ein sehr wichtiger Faktor, der zu den Streueigenschaften ohne angelegtes elektrisches Feld und zum Betrieb des Flüssigkristalls bei angelegtem elektrischem Feld beiträgt.
Als wichtige Faktoren zum Festlegen des Ansprechverhaltens bei Graustufenanzeige existieren der mittlere Teilchendurchmesser R und die Form des im Polymer festgehaltenen Flüssigkristalls, die spezifische Dielektrizitätsanisotropie Δ&epsi;, die Elastizitätskonstante K33 (10&supmin;¹² N) und die Viskosität η (cSt) des verwendeten Flüssigkristalls usw.
Eine Anzeige ohne Restbild kann bei Graustufenanzeige dann erhalten werden, wenn eine einzelne Art von Flüssigkristall verwendet wird, d.h. eine einfarbige Anzeige erhalten werden soll oder eine Mehrfarbenanzeige mit einem einzelnen Element zu erzielen ist, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
Δn² Δ&epsi;/(K33 η) > 0,0011 (1)
und
5(K33/η)0,5 > R > (K33/Δ&epsi;)0,5 (2),
wobei der mittlere Teilchendurchmesser R (um) des in der Polymermatrix dispergierten und festgehaltenen Flüssigkristalls sowie die spezifische Dielektrizitätsanisotropie Δ&epsi;, die Viskosität η (cSt) und die Elastizitätskonstante K33(10&supmin;¹² N) des Flüssigkristalls vorgegeben sind.
Ferner kann eine Anzeige ohne Restbild bei einer Graustufenanzeige auch dann erhalten werden, wenn mehrere Elemente und mehrere Arten von Flüssigkristallen verwendet werden, wobei für jede Farbe die folgenden Beziehungen erfüllt sind:
Δnx² Δ&epsi;x/(K33x ηx) > 0,0011 (1A) und
5(K33x/ηx)0,5 > Rx > (K33x/Δ&epsi;x)0,5 (2A),
wobei R, Δ&epsi;, η und K33 oben definiert sind.
Innerhalb der vorstehend genannten Bereiche ist eine auf den Flüssigkristall wirkende Drehkraft bei jeder Spannung bei Graustufenanzeige ausgeglichen, wodurch eine Anzeige ohne Restbild erhalten werden kann und das zum Betreiben des Flüssigkristalls erforderliche elektrische Feld kann auf einen niedrigen Wert heruntergedrückt werden. Die vorstehend genannten physikalischen Werte für den Flüssigkristall sind Werte, wie sie bei Raumtemperatur gelten.
Der mittlere Teilchendurchmesser R des in der Polymermatrix dispergierten und festgehaltenen Flüssigkristalls hat eine starke Auswirkung auf die Ansprechzeit. Wenn der Wert R groß wird, wird die Ansprechgeschwindigkeit plötzlich langsam. Wenn dagegen der Wert R klein wird, wird die Ansprechgeschwindigkeit hoch, während das zum Ansteuern erforderliche elektrische Feld hoch wird.
Der optimale Bereich des Werts R wird abhängig von der elektrostatischen Energie und der elastischen Energie des Flüssigkristalls sowie dem Ausgleich der auf den Flüssigkristall wirkenden Drehkraft festgelegt. Die Obergrenze für den Wert R und die Untergrenze sind 5(K33/η)0,5 und (K33/Δ&epsi;)0,5, um die gewünschte Ansprechcharakteristik zu erzielen, ohne daß es zu Schwierigkeiten bei der Anzeige kommt. Insbesondere ist es bevorzugt, daß die Obergrenze für den Wert R 4(K33/η)0,5 ist. Genauer gesagt, ist es bevorzugt, daß die vorstehend genannten Gleichungen (2) und (2A) jeweils durch die nachfolgend angegebenen Gleichungen (2B) bzw. (2C) wiedergegeben sind:
4(K33/η)0,5 > R > (K33/Δη)0,5 (2B) und
4(K33x/ηx)0,5 > Rx > (K33x/Δ&epsi;x)0,5 (2C).
Die Elastizitätskonstante des Flüssigkristalls bestimmt die elastische Energie, die sich im Flüssigkristall ansammelt. Die aus der Elastizitätskonstante K33 ableitbare Biegeenergie übt im Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial einen besonders großen Einfluß aus und die Biegeenergie hängt stark mit dem Ansprechverhalten und der Ansteuercharakteristik zusammen, d.h. mit der auf den Flüssigkristall wirkenden elastischen Drehkraft. Die spezifische Dielektrizitätsanisotropie betrifft die auf den Flüssigkristall wirkende elektrische Drehkraft, d.h. das zum Ansteuern erforderliche elektrische Feld. Die Viskosität des Flüssigkristalls betrifft die auf den Flüssigkristall wirkende Viskositätsdrehkraft. Die vorstehend genannten Gleichungen führen zu optimal ausgeglichenen Drehkräften. In diesem Bereich können unter Verwendung eines relativ schwachen elektrischen Feldes Ansprecheigenschaften erzielt werden, die zum Darstellen bewegter Bilder mit Graustufenanzeige geeignet sind. Wenn eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix, in der mehrere Farblichtquellen und mehrere Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix verwendet werden, und durch die von den mehreren Flüssigkristall-Anzeigeelementen mit Aktivmatrix erzeugte Bilder zusammengesetzt und projiziert werden, verwendet wird, ist es erforderlich, daß jedes der Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix der Gleichung (1A) genügt, damit die Anzeigeelemente durch das Anlegen eines relativ schwachen elektrischen Felds betrieben werden können, ohne daß es zu einem Restbild bei Halbtondarstellung kommt. Insbesondere ist es bevorzugt, daß der Wert bei jeder der Gleichungen (1) oder (1A) nicht unter 0,0014 liegt. Das heißt, daß die Gleichung (1) oder (1A) vorzugsweise als Gleichung (1B) bzw. (1C) wiedergegeben wird:
Δn² Δ&epsi;/(K33 η) > 0,0014 (1B) oder
Δnx² Δ&epsi;x/(K33x ηx) > 0,0014 (1C).
Ferner ist es wichtig, daß die Brechungsindexanisotropie nx, die spezifische Dielektrizitätsanisotropie Δ&epsi;x, die Biegeelastizitätskonstante K33x (10&supmin;¹² N), die Viskosität &epsi;x (cSt) und der mittlere Teilchendurchmesser Rx (um) des Flüssigkristalls in jedem Anzeigeelement der folgenden Gleichung genügen:
5(K33x/ηx)0,5 > Rx > (K33x/Δ&epsi;x)0,5 (2A).
Der mittlere Teilchendurchmesser R des in der Polymermatrix dispergierten und festgehaltenen Flüssigkristalls ist ein sehr wichtiger Faktor, der zu den Streueigenschaften ohne angelegtes Feld und zur Betriebscharakteristik des Flüssigkristalls beiträgt, wenn ein elektrisches Feld angelegt ist. Obwohl sich die Streucharakteristik des Flüssigkristalls ohne angelegtes Feld abhängig von Beziehungen für die Brechungsindexanisotropie Δn des verwendeten Flüssigkristalls, der Wellenlänge λ des Lichts und des mittleren Teilchendurchmessers R des Flüssigkristalls ändert, können die wirkungsvollsten Streueigenschaften des Flüssigkristalls pro Einheitsmenge betreibbaren Flüssigkristalls erhalten werden, vorausgesetzt, daß sich λ im Bereich sichtbaren Lichts befindet, wenn der mittlere Teilchendurchmesser R (um) der folgenden Gleichung genügt:
0,2 < R Δn < 0,7 (3).
In diesem Bereich zeigen die Streueigenschaften weniger Wellenlängenabhängigkeit und über den Bereich sichtbaren Lichts ist ein starker Streuzustand erzielbar, in dem eine Anzeige mit hohem Kontrastverhältnis erhalten werden kann.
Im Fall einer mehrfarbigen Anzeige sollte die folgende Gleichung für jede Farbe für das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix erfüllt sein:
0,2 < Rx Δnx < 0,7 (3A).
Obwohl die Ansprechgeschwindigkeit hoch wird, wenn der mittlere Teilchendurchmesser Rx des Flüssigkristall-Anzeigeelements einen Wert einnimmt, der kleiner ist als ein Wert im Bereich, wie er durch die Gleichung (3) oder (3A) beschrieben wird, nimmt die Streueigenschaft pro Einheitsmenge des betreibbaren Flüssigkristalls ab und das zum Ansteuern des Elements erforderliche elektrische Feld wird hoch. Dagegen ist es zwar möglich, das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit einem schwachen elektrischen Feld zu betreiben, wenn der mittlere Teilchendurchmesser Rx größer als ein Wert in dem durch die Gleichung (3) oder (3A) beschriebenen Bereich ist, jedoch nimmt die Streueigenschaft pro Einheitsmenge des betreibbaren Flüssigkristalls ab und die Ansprechgeschwindigkeit wird gering.
Es ist bevorzugt, daß der Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls gleichmäßig ist. Wenn eine Verteilung beim Teilchendurchmesser besteht, verringern größere Flüssigkristallteilchen die Streueigenschaften und kleinere Flüssigkristallteilchen erhöhen die Dichte des zum Ansteuern erforderlichen elektrischen Felds, mit dem Ergebnis, daß ein Ansteigen der Ansteuerspannung und eine Kontrastverringerung gefördert sind. Die Streuung des Teilchendurchmessers ist vorzugsweise nicht kleiner als das 0,25-fache des mittleren Teilchendurchmessers, bevorzugter nicht kleiner als das 0,15-fache. Der vorstehend genannte mittlere Teilchendurchmesser und die Streuung sind jeweils volumengewichtete Werte.
Der Abstand d (um) zwischen den Elektroden ist ebenfalls wichtig, um ausreichenden Kontrast zu erzielen. Der Abstand d (um) sollte einen Wert aufweisen, der der folgenden Gleichung genügt:
3R < d < 9R (4)
wobei R (um) der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls ist.
Im Fall mehrfarbiger Anzeige ist der Abstand dx (um) zwischen den Elektroden ebenfalls ein wichtiger Faktor für das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix für jede Farbe. Der Abstand dx (um) sollte einen Wert in einem Bereich aufweisen, der der folgenden Gleichung genügt:
3Rx < dx < 9Rx (4A),
wobei Rx (um) der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls ist.
Wenn mehrere Farben in einer einzelnen Zelle erzeugt werden, ist im wesentlichen nur eine Art von Flüssigkristall zulässig. Demgemäß ist es bevorzugt, daß der Flüssigkristall den folgenden Beziehungen genügt:
Δn² Δ&epsi;/(K33 η) > 0,0011 (1)
5(K33/η)0,5 > R > (K33/Δ&epsi;)0,5 (2) und
0,2 < R Δn < 0,7 (3).
Wenn drei Farben R, G und B vorliegen, sollte die folgende Beziehung erfüllt sein, da die Farbe im mittleren Bereich grün ist:
3R < dG < 9R (4B).
Wenn die drei Farben R, G und B verwendet werden und der mittlere Teilchendurchmesser RG des einer grünen Lichtquelle entsprechenden Flüssigkristallanzeigeelements einen Wert aufweist, der kleiner als ein solcher im Bereich gemäß der Gleichung (3) ist, besteht eine Wellenlängenabhängigkeit dahingehend, daß das Streuvermögen auf der Seite kurzer Wellenlängen stärker ist. Ferner tritt, da zum Betreiben des Flüssigkristalls ein hohes elektrisches Feld erforderlich ist, eine Schwierigkeit hinsichtlich großen Energieverbrauchs auf. Wenn dagegen der mittlere Teilchendurchmesser RG größer als ein Wert im Bereich gemäß Gleichung (3) ist, wird die Wellenlängenabhängigkeit des Streuvermögens klein. Jedoch treten Schwierigkeiten dahingehend auf, daß das Streuvermögen über den gesamten Bereich sichtbaren Lichts klein wird, das Kontrastverhältnis abnimmt und das Ansprechverhalten hinsichtlich der Übergangszeit vom Transmissionszustand in den Streuzustand langsam wird. Demgemäß ist der oben angegebene Bereich der bevorzugteste. In diesem Fall ist auch der Abstand dG zwischen den Elektrodensubstraten des der grünen Lichtquelle entsprechenden Flüssigkristall-Anzeigeelements ein wichtiger Faktor. Wenn d&sub0; groß gemacht wird, verbessert sich das Streuvermögen ohne angelegtes elektrisches Feld. Wenn jedoch dG zu groß ist, ist eine hohe Spannung dazu erforderlich, daß ausreichendes Transmissionsvermögen erzielt wird, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, wodurch Schwierigkeiten dahingehend hervorgerufen werden, daß die verbrauchte Energie erhöht ist, ein herkömmliches aktives Element und ein Treiber-IC für ein TN-Anzeigeelement nicht verwendet werden können usw.
Ferner nimmt, wenn dG klein gemacht wird, das Streuvermögen ohne angelegtes elektrisches Feld ab, obwohl hohes Transmissionsvermögen bei niedriger Spannung erzielt werden kann. Demgemäß sollte dG (um) der oben genannten Gleichung (4B) genügen, damit das Streuvermögen ohne angelegtes elektrisches Feld mit hohem Transmissionsvermögen bei angelegtem elektrischem Feld auftritt.
Um gleichmäßige Eigenschaften eines Flüssigkristall-Anzeigeelements für jede Farbe zu erzielen, sollten die Werte Δn R/λ oder Δn.d²/λ für die Flüssigkristall-Anzeigeelemente im wesentlichen aneinander angepaßt sein. Speziell sollten die folgenden Bedingungen erfüllt sein:
Δni Ri/λi Δnj Rj/λj (6) und
di/Ri dj/Rj (7),
oder die folgende Beziehung sollte erfüllt sein:
Δni di²/λi Δnj dj²/λj (8)
Wenn die Lichtphasen qemäß den durch die vorstehend genannten Gleichungen (6) und (7) zur Übereinstimmung gebracht werden, ist es möglich, die durch die Flüssigkristallteilchen hervorgerufene Streuintensität für jede Farbe aneinanderanzupassen, um dadurch im wesentlichen die Spannung- Transmission-Charakteristik im AUS-Zustand oder im Halbtonanzeigezustand anzupassen, um dadurch eine Anzeige mit gutem Farbgleichgewicht zu erzielen.
In der Praxis kann eine Farbanzeige mit besserem Farbgleichgewicht durch eine Treiberschaltung zur Feineinstellung erhalten werden.
Die Charakteristiken für jede Farbe können auch dadurch gleichmäßig gemacht werden, daß der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls für jede Farbe konstant gehalten wird, wie in Gleichung (8) angegeben, wobei der Wert Δnx dx²/λx angepaßt wird. Demgemäß kann Farbkorrektur bei paarweise vorhandenen Flüssigkristall-Anzeigeelementen, deren Eigenschaften aneinander anzupassen sind, unter Verwendung der Gleichungen (6) und (7) oder von Gleichung (8) ausgeführt werden.
Wenn drei oder mehr Flüssigkristall-Anzeigeelemente verwendet werden, um mehr als drei Farben zu erzeugen, ist es auch möglich, daß ein Teil der Flüssigkristall-Anzeigeelemente den Beziehungen genügt, wie sie durch die Gleichungen (6) und (7) gegeben sind, und der andere Teil, der durch die Gleichung (8) gegebenen Beziehung genügt. Ferner kann, wenn mehr als drei Flüssigkristall-Anzeigeelemente für mehr als drei Farben verwendet werden und zwischen bestimmten Farben nur wenig Farbdifferenz zu korrigieren ist, die Farbkorrektur der Farben mit großer Farbdifferenz unter Verwendung der Gleichungen (6) und (7) oder der Gleichung (8) ausgeführt werden. Speziell dann, wenn drei Arten von Farben R, G und B verwendet werden, kann ideale Farbkorrektur erzielt werden, wenn diese für alle drei Flüssigkristall-Anzeigeelemente so ausgeführt wird, daß den Gleichungen (6) und (7) oder der Gleichung (8) genügt ist. Jedoch sollte die Farbkorrektur für mindestens ein Paar Flüssigkristall-Anzeigeelemente unter den drei Flüssigkristall-Anzeigeelementen unter Verwendung der Gleichungen (6) und (7) oder der Gleichung (8) erfolgen. Genauer gesagt, sollte unter den folgenden drei Gleichungssätzen:
ΔnR RR/λR ΔnG RG/λG und dR/RR dG/RG
ΔnR RR/λR ΔnB RB/λB und dR/RR dB/RB und
ΔnG RG/λG ΔnB RB/λB und dG/RG dB/RB
mindestens ein Gleichungssatz erfüllt sein. Oder es sollte von den folgenden drei Gleichungen:
ΔnR dR²/λR ΔnG dG²/λG
ΔnR dR²/λR ΔnB dB²/λB und
ΔnG dG²/λG ΔnB dB²/λB
mindestens ein Satz Gleichungen erfüllt sein.
Wenn Farbkorrektur für alle drei Farben R, G und B auszuführen ist, sind die Gleichungen (6), (7) und (8) wie folgt gegeben:
ΔnR RR/λR ΔnG RG/λG ΔnB RB/λB (6A) und
dR/RR dG/RG dB/RB (7A) oder
ΔnR dR²/λR ΔnG dG/λG² ΔnB dB/λB² (8A).
Ferner ist es möglich, wenn Farbkorrektur für alle drei Farben auszuführen ist, die Farbkorrektur für die Farben R und G unter Verwendung der Gleichungen (6) und (7) und für die Farben G und B unter Verwendung der Gleichung (8) auszuführen.
Insbesondere ist bei einer Farbkorrektur für die Farben R, G und B die Korrektur der Farbe zwischen R und G oder zwischen R und B am wichtigsten, da die optische Farbeigenschaft der Farbe rot (R) im allgemeinen sehr von der für die Farbe grün (G) oder die Farbe blau (B) verschieden ist. Demgemäß ist es möglich, daß die Farbkorrektur zwischen R und G oder zwischen R und B unter Verwendung der Gleichungen (6) und (7) oder der Gleichung (8) erfolgt, während das Flüssigkristall-Anzeigeelement für die Farbe G dasselbe wie das Flüssigkristall-Anzeigeelement für die Farbe B ist, wobei die Farbkorrektur zwischen G und B unter Verwendung der Treiberschaltung ausgeführt wird (was eine genauere Steuerung der Spannung-Transmission-Charakteristik bei Graustufenanzeige erfordert). In diesem Fall ist es nicht erforderlich, drei Arten von Flüssigkristall-Anzeigeelementen als Flüssigkristall-Anzeigeelemente für die Farben R, G und B bereitzustellen und es reicht aus, zwei Arten von Flüssigkristall-Anzeigeelementen herzustellen. Demgemäß ist dies im Hinblick auf die Herstellkosten von Vorteil.
Obwohl das Kontrastverhältnis unter der Bedingung der Gleichung (8) nachteiliger als unter der Bedingung der Gleichungen (6) und (7) ist, kann das Streuvermögen für jede der Farben im wesentlichen gleich gemacht werden und es kann eine Anzeige mit gutem Farbgleichgewicht erzielt werden. In diesem Fall ist es möglich, die Eigenschaften für jede Farbe dadurch gleich zu machen, daß der Abstand zwischen den Elektrodensubstraten eingestellt wird, wenn für jede der Farben derselbe Flüssigkristall verwendet wird, wodurch das Flüssigkristall-Anzeigeelement leicht hergestellt werden kann, und es ist möglich, eine mehrfarbige Anzeige mit gutem Farbgleichgewicht unter Verwendung eines einzelnen Flüssigkristall-Anzeigeelements zu erhalten, wenn dieses mit einem Farbfilter kombiniert wird. Wenn derselbe Flüssigkristall verwendet wird und ein Farbfilter verwendet wird, kann die Gleichung (8) wie folgt modifiziert werden:
di²/λi dj²/λj (i ≠ j) (8B).
Wenn ein Farbfilter verwendet wird, sollte der Abstand zwischen den Elektrodensubstraten für jedes Farbfilter für jede Farbe gemäß Gleichung (8B) gleich sein, wodurch eine Farbanzeige mit gutem Farbgleichgewicht erzielt werden kann.
Wenn im vorstehend genannten Fall drei Arten von Farben R, G und B verwendet werden, kann die Gleichung (8B) wie folgt wiedergegeben werden:
dR²/λR dG²/λG dB²/λB (8C).
Auch im vorstehend genannten Fall ist es möglich, daß eine Korrektur z. B. nicht durch Einstellen des Elektrodenabstands zwischen G und B eingestellt wird, sondern Korrektur nur zwischen R und G sowie zwischen R und B erfolgt, während die Korrektur zwischen G und B unter Verwendung der Treiberschaltung ausgeführt wird. In diesem Fall ist die Gleichung (8B) so modifiziert, daß sie dR²/λR dG²/λG oder dR²/λR dB²/λB lautet.
Der Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls, der die Streuintensität zur AUS-Zeit bestimmt, hängt stark mit λ und Δn zusammen, und die Streuintensität pro Einheitsmenge betreibbaren Flüssigkristalls ist durch ΔnR/λ bestimmt. Demgemäß sollte der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls dann, wenn die Charakteristik der Flüssigkristalle für jede Farbe unter Verwendung der Gleichungen (6) und (7) gleichgemacht wird und derselbe Flüssigkristall für jede Farbe verwendet wird, größer sein, wenn der Flüssigkristall auf der Seite längerer Wellenlängen verwendet wird. Angesichts der Charakteristik eines Flüssigkristalls, das die Ansprechzeit größer wird, wenn der mittlere Teilchendurchmesser größer wird, ist es erwünscht, daß der auf der Seite längerer Wellenlängen verwendete Flüssigkristall einen größeren Wert für n aufweist. Der verwendete Flüssigkristall kann unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen dem mittleren Teilchendurchmesser und der Viskosität, der Elastizitätskonstante und der spezifischen dielektrischen Anisotropie, wie durch Gleichung (1) gegeben, ausgewählt werden und eine Anzeige eines bewegten Bilds ist mit gleichmäßigen Eigenschaften für jede Farbe abhängig von der Ansprechcharakteristik, der Treiberspannung und dem für den verwendeten Flüssigkristall geeigneten Kontrastverhältnis erzielbar.
Es ist bevorzugt, daß die Brechungsindexanisotropie Δn des verwendeten Flüssigkristalls Δn > 0,18 beträgt, wie oben angegeben. Wenn für eine andere Farbe ein anderer Flüssigkristall verwendet wird, sollte jeder verwendete Flüssigkristall den oben genannten Gleichungen genügen.
Wenn eine Korrektur des Farbgleichgewichts unter den Bedingungen der Gleichungen (6) und (7) oder von Gleichung (8) ausgeführt wird, kann die Brechungsindexanisotropie für jede Farbe innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche festgelegt werden. Wenn λi > λj gilt, ist es bevorzugt, daß die Bedingung Δnj ≤ Δni erfüllt ist. Speziell dann, wenn die drei Farben R, G und B als Farblichtquellen verwendet werden, ist es bevorzugt, daß ΔnB ≤ ΔnG ≤ ΔnR gilt.
Die Bedingung ΔnB ΔnG ΔnR bedeutet, daß der Wert Δn bei den Flüssigkristall-Anzeigeelementen für jede Farbe im wesentlichen gleich ist, was zum Vorteil führt, daß derselbe Flüssigkristall für jedes der Flüssigkristall-Anzeigeelemente verwendet werden kann. In diesem Fall kann die Charakteristik der Flüssigkristall-Anzeigeelemente dadurch korrigiert werden, daß der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls und der Elektrodenabstand gemäß den Gleichungen (6) und (7) eingestellt werden oder daß der Elektrodenabstand gemäß Gleichung (8) oder (8B) eingestellt wird.
Unter der Bedingung ΔnB < ΔnG < ΔnR hat der Flüssigkristall beim Flüssigkristall-Anzeigeelement, das im Bereich langer Wellenlängen verwendet wird, einen größeren Wert von Δn. Demgemäß ist es nicht erforderlich, den Aufbau des Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials und den Elektrodenabstand für jede Farbe wesentlich zu ändern. Insbesondere dann, wenn der Wert Δn/λ für jede Farbe im wesentlichen gleich ist, ist es möglich, gutes Farbgleichgewicht unter Verwendung von Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterialien zu erhalten, die im wesentlichen denselben Aufbau aufweisen, mit im wesentlichen demselben Elektrodenabstand bei den Flüssigkristall-Anzeigeelementen.
Die Bedingung ΔnB ΔnG < ΔnR oder ΔnB < ΔnG ΔnR bedeutet, daß die Charakteristiken für die drei Farben im wesentlichen dadurch miteinander übereinstimmen, daß zwei Arten von Flüssigkristall verwendet werden. Die Charakteristik für jede Farbe kann dadurch korrigiert werden, daß der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls und der Elektrodenabstand gemäß den Gleichungen (6) und (7) eingestellt werden oder der Elektrodenabstand gemäß Gleichung (8) eingestellt wird.
Der Absolutwert des Abstands d zwischen den Elektrodensubstraten kann abhängig von der verwendeten angelegten Spannung so gewählt werden, daß die Helligkeit der Anzeige und das Kontrastverhältnis optimal werden. Es ist bevorzugt, daß die maximal angelegte Spannung und der Abstand zwischen den Elektrodensubstraten im folgenden Bereich liegen:
0,6R V < d < 1,2R V (5).
Im Fall einer mehrfarbigen Anzeige sollte das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix für jede Farbe der folgenden Beziehung genügen:
0,6Rx Vx < dx < 1,2Rx Vx (5A).
Wenn die maximal angelegte Spannung und der Abstand zwischen den Elektrodensubstraten Werte im vorstehend angegebenen Bereich einnehmen, ist es möglich, eine Anzeige mit hohem Kontrastverhältnis selbst dann zu erzielen, wenn ein herkömmliches aktives Element für den TN-Modus und ein herkömmlicher Treiber-IC verwendet werden.
Der Wert d in Gleichung (5) kann geeignet in Beziehung zur spezifischen Dielektrizitätsanisotropie Δ&epsi; (= &epsi; - &epsi;//) des verwendeten Flüssigkristalls und der Elastizitätskonstante festgelegt werden. Im allgemeinen sollte ein Flüssigkristall mit größerem Wert Δ&epsi; (Δ&epsi; > 5) verwendet werden, damit der Wert d im Bereich maximal wird, damit ausreichende Transmissionscharakteristik bei der maximal angelegten Effektivspannung erzielt werden kann.
Bei einem Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix, das ein Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial verwendet, das transparenten Zustand einnimmt, wenn eine Spannung angelegt ist, dagegen den Streuzustand annimmt, wenn kein elektrisches Feld angelegt ist, kann ein Flüssigkristall-Anzeigeelement, das den Bedingungen der Gleichungen (1) und (2) genügt, unter Verwendung eines herkömmlichen Elements für den TN-Modus oder eines herkömmlichen Treiber-ICs eine Anzeige mit hohem Kontrastverhältnis und hoher Helligkeit durch Anlegen einer Spannung im Bereich der Gleichung (5) erzielt werden.
Im Fall einer mehrfarbigen Anzeige kann ein Flüssigkristall-Anzeigeelement, das den Bedingungen der Gleichungen (1A), (2A) und der Gleichungen (6) und (7) oder den Bedingungen der Gleichungen (1A), (2A) und (8), oder der Gleichungen (1), (2) und (8B) genügt, unter Verwendung eines herkömmlichen aktiven Elements für den TN-Modus und eines herkömmlichen Treiber-ICs eine Projektionsanzeige eines bewegten Farbbilds mit hohem Kontrastverhältnis, hoher Helligkeit und gutem Farbgleichgewicht im Bereich der durch die Gleichung (5) wiedergegebenen Spannungen erzielt werden. Genauer gesagt, ist es möglich, eine Anzeige zu erzielen, bei der das Kontrastverhältnis 100 oder mehr beträgt, der Transmissionsgrad bei angelegtem elektrischen Feld 70 % oder mehr beträgt und die Ansprechzeit bei Graustufenanzeige 200 msec oder weniger beträgt.
Wenn das Flüssigkristall-Anzeigeelement für eine Anzeigevorrichtung vom Reflexionstyp verwendet wird, nimmt das Streuvermögen im Streumodus zu, da Licht doppelt durch das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial tritt. Demgemäß ist es möglich, den Wert dx im Bereich wie durch Gleichung (4A) oder (4B) gegeben, und es kann auch die gemäß Gleichung (5A) festgelegte maximale Treiberspannung verringert werden.
Um das Streuvermögen zu verbessern, wenn kein elektrisches Feld angelegt ist, ist es wirksam, den Volumenanteil Φ des Flüssigkristalls zu erhöhen, der im Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial betrieben werden kann. Der Bereich Φ > 20 % ist bevorzugt. Um höheres Streuvermögen zu erzielen, ist es bevorzugt, daß Φ > 35 %, bevorzugter Φ > 45 % gilt. Wenn der Wert von Φ übermäßig hoch ist, wird dagegen die Stabilität der Struktur des Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials schlechter. Demgemäß ist es bevorzugt, daß Φ < 70 % gilt.
Das erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeelement zeigt, wenn kein elektrisches Feld angelegt ist, auf Grund der Differenz der Brechungsindizes zwischen dem nicht ausgerichteten Flüssigkristall und der Polymermatrix einen Streuzustand (d.h. einen undurchsichtigen Zustand). Demgemäß wird, wenn der Flüssigkristall wie bei der Erfindung für eine Projektionsanzeigevorrichtung verwendet wird, Licht von einem Teilbereich des Flüssigkristall-Anzeigeelements gestreut, in dem keine Elektrode angeordnet ist und dieser Teilbereich sieht dunkel aus, da selbst dann kein Licht einen Projektionsschirm erreicht, wenn keine Lichtabschirmschicht in einem anderen Teilbereich als dem von Bildelementen vorhanden ist. Um zu verhindern, daß Licht von irgendeinem anderen Teilbereich des Flüssigkristall-Anzeigeelements als Teilbereiche mit den Bildelementelektroden ausleckt, ist es nicht erforderlich, eine Lichtabschirmschicht für andere Teilbereiche als die mit den Bildelementelektroden vorzusehen. Demgemäß besteht der Vorteil, daß ein Schritt zum Herstellen einer Lichtabschirmschicht überflüssig ist.
An ein gewünschtes Bildelement wird ein elektrisches Feld angelegt. Im Bildelement-Teilbereich mit angelegtem elektrischem Feld wird der Flüssigkristall so ausgerichtet, daß der ordentliche Brechungsindex (n&sub0;) des Flüssigkristalls und der Brechungsindex (np) der Polymermatrix miteinander übereinstimmen. Demgemäß zeigt das Flüssigkristall-Anzeigeelement einen transparenten Zustand und Licht wird durch die gewünschten Bildelemente hindurchgestrahlt, um dadurch auf einem Projektionsschirm eine helle Anzeige zu erzeugen.
Wenn das Polymer im Aushärtungsschritt ausgehärtet wird, während eine ausreichend hohe Spannung nur an einen vorgegebenen Teilbereich des Elements angelegt wird, wird der Teilbereich so erzeugt, daß er sich normalerweise im lichtdurchlässigen Zustand befindet. Demgemäß kann, wenn ein fester Anzeigeteilbereich zu erzeugen ist, ein solcher normalerweise durchlässiger Teilbereich ausgebildet werden.
Beim erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix kann farbige Anzeige durch Bereitstellen eines Farbfilters erzielt werden. Farbfilter mit drei verschiedenen Farben können in einem einzelnen Flüssigkristall-Anzeigeelement angeordnet werden oder es kann ein Farbfilter für eine spezielle Farbe in einem einzelnen Flüssigkristall-Anzeigeelement angeordnet werden und drei Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit verschiedenen Farbfiltern werden in Kombination verwendet. Das Farbfilter kann an der die Elektroden tragenden Oberfläche eines Substrats vorhanden sein oder es kann an der Außenseite des Substrats vorhanden sein.
Ferner kann ein Farbstoff, ein Pigment oder dergleichen in das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial eingemischt sein, um Farbanzeige vorzunehmen.
In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
Fig. 1 und 2 sind jeweils Diagramme, die den Grundaufbau von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtungen mit Aktivmatrix zeigen; und
Fig. 3 ist ein Querschnitt, der den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall- Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix zeigt.
Es werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeelements mit Aktivmatrix und einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix zeigt, in der dichroitische Prismen verwendet werden.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Lichtquelle, die Zahl 2 bezeichnet einen konkaven Spiegel, die Zahl 3 bezeichnet eine Kondensorlinse, die Zahl 4 bezeichnet ein farbaufteilendes dichroitisches Prisma, die Zahlen 5A, 5B, 5C, 5D bezeichnen Spiegel, wobei die Elemente 1 bis 5D die Farblichtquelle bilden, die Zahlen 6A, 6B, 6C bezeichnen Flüssigkristallelemente mit Aktivmatrix mit jeweils einem Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial für jede Farbe, die Zahl 7 bezeichnet ein zusammensetzendes, dichroitisches Prisma, die Zahl 8 bezeichnet eine Projektionslinse, die Zahl 9 bezeichnet eine Apertur zum Ausblenden anderen Lichts als direkt durchlaufenden Lichts und die Zahl 10 bezeichnet einen Projektionsschirm, wobei die Elemente 7 bis 9 ein optisches Projektionssystem bilden.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung zeigt, in der kein dichroitisches Prisma verwendet wird.
In Fig. 2 bezeichnet die Bezugszahl 11 eine Lichtquelle, die Zahl 12 bezeichnet einen konkaven Spiegel, die Zahl 3 bezeichnet eine Kondensorlinse, die Zahlen 15A, 15B, 15C bezeichnen dichroitische Spiegel, wobei die Elemente 11 bis 15C eine Farblichtquelle bilden, die Zahlen 16A, 16B, 16C bezeichnen Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix, die jeweils ein jeder Farbe entsprechendes Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial aufweisen, die Zahlen 18A, 18B, 18C bezeichnen für jede Farbe vorhandene Projektionslinsen, die Zahlen 19A, 19B, 19C bezeichnen Aperturen zum Ausblenden von anderem Licht als direkt durchgestrahltem Licht, die jeweils für verschiedene Farben vorhanden sind, und die Zahl 20 bezeichnet einen Projektionsschirm, wobei die Elemente 18A - 19C ein optisches Projektionssystem bilden.
Fig. 3 ist ein Querschnitt, der ein Ausführungsbeispiel eines Flüssigkristall-Anzeigeelements mit Aktivmatrix zeigt, wie es für eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix verwendet wird.
In Fig. 3 bezeichnet die Bezugszahl 21 ein Flüssigkristall- Anzeigeelement mit Aktivmatrix, die Zahl 22 bezeichnet ein Substrat wie ein solches aus Glas, Kunststoff oder dergleichen, das als Aktivmatrixsubstrat verwendet wird, die Zahl 23 bezeichnet eine Bildelementelektrode wie eine solche aus ITO (In&sub2;O&sub3;-SnO&sub2;), SnO&sub2; oder dergleichen, die Zahl 24 bezeichnet ein aktives Element wie einen Transistor, eine Diode, ein nichtlineares Widerstandselement oder dergleichen, die Zahl 25 bezeichnet ein Substrat wie ein solches aus Glas, Kunststoff oder dergleichen, das als Gegenelektrodensubstrat verwendet wird, die Zahl 26 bezeichnet eine Gegenelektrode wie eine solche aus ITO, SnO&sub2; oder dergleichen und die Zahl 27 bezeichnet ein Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial, das zwischen die Substrate 22, 25 eingefügt ist.
Im Fall der Verwendung eines Elements mit drei Anschlüssen wie eines TFTs (Dünnfilmtransistors) als aktivem Element gemäß der Erfindung, kann am Gegenelektrodensubstrat eine durchgehende Elektrode, die allen Bildelementen gemeinsam ist, vorhanden sein. Im Fall der Verwendung eines Elements mit zwei Anschlüssen wie eines MIM-Elements oder einer pin- Diode ist jedoch das Gegenelektrodensubstrat mit einem streifenähnlichen Muster versehen.
Im Fall der Verwendung eines TFTs als aktivem Element ist für das Halbleitersubstrat Silizium geeignet. Polykristallines Silizium ist besonders bevorzugt, da es über weniger Photoempfindlichkeit als amorphes Silizium verfügt und es selbst dann nicht zu fehlerhaftem Betrieb kommt, wenn Licht von einer Lichtquelle nicht durch einen Lichtabschirmfilm abgeschirmt wird. Im Fall der Verwendung polykristallinen Siliziums für die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung kann eine starke Projektionslichtquelle verwendet werden und es ist eine helle Anzeige erzielbar.
Im Fall eines herkömmlichen TN-Flüssigkristall-Anzeigeelements ist zwischen den Bildelementen häufig ein Lichtabschirmfilm ausgebildet, um das Auslecken von Licht aus dem Bereich zwischen den Bildelementen zu unterdrücken und ein Lichtabschirmfilm kann an einem aktiven Element gleichzeitig mit dem Ausbilden des Lichtabschirmfilms zwischen den Bildelementen hergestellt werden. Demgemäß hat die Ausbildung des Lichtabschirmfilms an den aktiven Elementen keinen wesentlichen Einfluß auf die gesamten Schritte. Das heißt, daß dann, wenn polykristallines Silizium für das aktive Element verwendet wird und im Bereich der aktiven Elemente kein Lichtabschirmfilm ausgebildet wird, die Anzahl von Schritten gegenüber dem Fall verringert werden kann, bei dem es erforderlich ist, einen Lichtabschirmfilm im Bereich zwischen den Bildelementen herzustellen.
Bei der Erfindung wird dagegen, da ein Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial, bei dem der Brechungsindex der Polymermatrix im wesentlichen mit dem ordentlichen Brechungsindex (n&sub0;) des verwendeten Flüssigkristalls übereinstimmt, wie vorstehend beschrieben verwendet wird, Licht im Bereich gestreut, an den kein elektrisches Feld angelegt wird, weswegen dieser auf dem Projektionsschirm dunkel erreicht. Demgemäß besteht kein Erfordernis, einen Lichtabschirmfilm im Bereich zwischen Bildelementen auszubilden. Daher besteht im Fall der Verwendung von polykristallinem Silizium als aktivem Element kein Erfordernis, einen Lichtabschirmfilm im Bereich mit den aktiven Elementen auszubilden, weswegen der Schritt des Ausbildens des Lichtabschirmfilms weggelassen werden kann oder strenge Erfordernisse für den Lichtabschirmfiln gemildert werden können, wodurch die Anzahl von Herstellschritten verringert werden kann und die Produktivität verbessert ist.
Selbst wenn amorphes Silizium verwendet wird, kann, wenn im Halbleiterbereich ein Lichtabschirmfilm ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix verwendet werden.
Ferner sind die verwendeten Elektroden im allgemeinen transparente Elektroden. Im Fall der Verwendung von Elektroden für eine reflektierende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann jedoch eine reflektierende Elektrode aus einem Material wie Cr, Al oder dergleichen verwendet werden.
Beim erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeelement und bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann ein Infrarot-Ausblendfilter oder ein UV-Ausblendfilter oder dergleichen in Laminatform verwendet werden oder es können Zeichen, Figuren oder dergleichen aufgedruckt sein oder es können mehrere Flüssigkristall-Anzeigeelemente verwendet werden.
Ferner kann bei der Erfindung eine Schutzplatte wie eine Glasplatte, eine Kunststoffplatte oder dergleichen auf das Flüssigkristall-Anzeigeelement aufgelegt sein oder an dessen Außenseite angebracht sein. Die Schutzplatte verringert die Gefahr eines Zerbrechens des Anzeigeelements, wenn ein Stoß auf die Oberfläche des Elements ausgeübt wird, wodurch die Sicherheit des Anzeigeelements verbessert ist.
Im Fall der Verwendung einer lichthärtbaren Verbindung als nicht ausgehärtetes Polymer, das das vorstehend beschriebene Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial bei der Erfindung bildet, wird vorzugsweise eine lichthärtbare Vinylverbindung verwendet.
Speziell sind insbesondere solche Verbindungen bevorzugt, wie z. B. eine lichthärtbare Acrylverbindung und speziell solche Verbindungen, die ein Acryloligomer enthalten, das durch Polymerisation bei Lichteinstrahlung aushärtbar ist.
Der bei der Erfindung verwendete Flüssigkristall kann ein nematischer Flüssigkristall mit positiver Dielektrizitätsanisotropie oder ein solcher Flüssigkristall sein, dessen außerordentlicher Brechungsindex (n&sub0;) mit dem Brechungsindex der Polymermatrix übereinstimmt. Ein solcher Flüssigkristall kann alleine oder in einer Zusammensetzung verwendet werden, wobei die Verwendung einer Zusammensetzung von Vorteil ist, um verschiedenen Erfordernissen zu genügen, wie hinsichtlich des Arbeitstemperaturbereichs, der Arbeitsspannung usw.
Wenn für das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial eine lichthärtbare Verbindung verwendet wird, ist es bevorzugt, die lichthärtbare Verbindung gleichmäßig im Flüssigkristall aufzulösen. Das ausgehärtete Material kann nach der Belichtung nicht gelöst werden oder es wird nur schwer gelöst. Wenn die vorstehend genannte Zusammensetzung verwendet wird, ist es erwünscht, einen Flüssigkristall mit einem engeren Löslichkeitswert zu verwenden.
Das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial wird wie folgt hergestellt. Zum Beispiel werden ein Aktivmatrixsubstrat und ein Gegenelektrodensubstrat so angeordnet, daß die Elektrodenflächen der Substrate einander gegenüberstehen; die Umfangsbereiche der zwei einander gegenüberstehenden Substrate werden mit einem Abdichtmaterial abgedichtet; eine Mischungslösung aus nicht ausgehärtetem Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial wird durch eine Einspritzöffnung eingespritzt, woraufhin die Einspritzöffnung abgedichtet wird. Oder es wird eine Mischung aus der nicht ausgehärteten Verbindung und einem Flüssigkristall auf eines der Substrate aufgetragen, gefolgt von einem Auflegen des anderen Substrats, das sie auf dieselbe Weise wie bei der herkömmlichen Herstellung eines Flüssigkristall-Anzeigeelements einander gegenüberstehen.
Was das erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeelement betrifft, kann ein dichroitischer Farbstoff, ein Farbstoff oder ein Pigment zum Flüssigkristall zugesetzt werden oder es kann ein gefärbtes Material als aushärtbare Verbindung verwendet werden.
Bei der Erfindung ist es nicht erforderlich, wenn der Flüssigkristall im Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial als Lösungsmittel verwendet wird und die lichthärtbare Verbindung durch Belichtung ausgehärtet wird, Lösungsmittel oder Wasser zu verdampfen, das beim Aushärten nicht erforderlich ist. Demgemäß kann in diesem Fall das herkömmliche Verfahren des Vornehmens eines Einspritzens des Flüssigkristalls in die Zelle verwendet werden, da die aushärtbare Verbindung in einem geschlossenen System ausgehärtet wird. Das Aushärten der aushärtbaren Verbindung im geschlossenen System schafft hohe Zuverlässigkeit. Diese kann weiter durch den Effekt unterstützt werden, daß die zwei Substrate mit einer nicht härtbaren Verbindung miteinander verbunden werden.
Bei der Erfindung kann, da das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial verwendet wird, die Möglichkeit, daß es zu einem Kurzschluß zwischen oberen und unteren transparenten Elektroden kommt, Verringert werden, und es ist nicht erforderlich, die Ausrichtung des Flüssigkristalls und des Substratabstands genau zu kontrollieren, wie es bei einem herkömmlichen TN-Anzeigeelement erforderlich ist. Demgemäß kann ein Flüssigkristall-Anzeigeelement zuverlässig hergestellt werden, das einen Transmissionszustand und einen Streuzustand steuern kann.
Beim erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeelement ist es bevorzugt, eine Schutzplatte wie eine solche aus Kunststoff oder Glas auf die Außenseite des Substrats aufzulaminieren, wenn das Substrat aus Kunststoff oder einer dünnen Glasplatte besteht.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann mit der maximalen Effektivspannung oder mit einer geringeren Spannung gemäß der vorstehend genannten Gleichung (5) oder (5A) betrieben werden. Im allgemeinen wird die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung so angesteuert, daß die maximale Effektivspannung an das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial zwischen den Bildelementelektroden und einer Gegenelektrode angelegt wird.
Die Farblichtquelle, das optische Projektionssystem, der Projektionsschirm usw., wie sie bei der Erfindung verwendet werden, können eine herkömmlich verwendete Lichtquelle, ein optisches Projektionssystem, ein Projektionssystem usw. sein. Es reicht aus, daß das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix zwischen der Farblichtquelle und dem optischen Projektionssystem angeordnet ist. In diesem Fall kann das optische Projektionssystem auf solche Weise verwendet werden, daß Bilder von den mehreren Flüssigkristall-Anzeigeelementen mit Aktivmatrix unter Verwendung des optischen Systems zusammengesetzt werden, wobei das zusammengesetzte Bild projiziert wird, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Alternativ werden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, die Bilder mehrerer Flüssigkristallelemente mit Aktivmatrix jeweils so auf den Projektionsschirm projiziert, daß sie auf dem Projektionsschirm zusammengesetzt werden.
Bei den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen wird die Farblichtquelle dadurch erhalten, daß Licht von einer einzelnen Lichtquelle einer Farbaufteilung unterzogen wird. Jedoch können mehrere Lichtquellen mit verschiedenen Farben getrennt angeordnet werden, wobei dafür gesorgt wird, daß das Licht der mehreren Lichtquellen in die Flüssigkristall- Anzeigeelemente mit Aktivmatrix eintritt.
Als Lichtquelle, wie sie als Farblichtquelle verwendet wird, existieren Halogenlampen, Metallhalogenidlampen, Xenonlampen und dergleichen. Ferner kann ein konkaver Spiegel, eine Kondensorlinse oder dergleichen mit der Lampe kombiniert werden, um den Lichtnutzungsgrad zu erhöhen.
Zusätzlich zu einer Lampe oder einer Kombination aus einer Lampe und einem Spiegel oder einer Linse kann ein Kühlsystem hinzugefügt sein oder es kann ein Infrarot-Ausblendfilter oder ein UV-Ausblendfilter hinzugefügt sein oder es kann eine Fernsehkanal-Anzeigeeinrichtung wie eine LED oder dergleichen hinzugefügt sein.
Insbesondere dann, wenn eine Projektionsanzeige verwendet wird, kann eine Vorrichtung zum Verringern von Streulicht, z. B. eine Apertur oder eine Punktblende, wie durch die Zahlen 9, 19A, 19B, 19C in Fig. 1 oder 2 gekennzeichnet, im optischen Weg angeordnet sein, um das Kontrastverhältnis der Anzeige zu erhöhen. Genauer gesagt, wird als Vorrichtung zum Verringern von Streulicht vorzugsweise eine solche Vorrichtung verwendet, daß vom Einfallslicht, das durch das Flüssigkristall-Anzeigeelement hindurchtritt, das gerade durchlaufende Licht (Licht, das durch Teilbereiche gelaufen ist, in denen die Bildelement-Teilbereiche in transparentem Zustand sind) verwendet, während nicht gerade durchlaufendes Licht (Licht, das in Teilbereichen gestreut wurde, in denen sich das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial im Streuungszustand befindet) verringert wird. Eine solche Streulicht-Verringerungsvorrichtung ist bevorzugt, da das Kontrastverhältnis verbessert werden kann. Insbesondere ist eine Vorrichtung bevorzugt, die das gerade durchlaufende Licht nicht verringert, jedoch das Streulicht im nicht gerade durchlaufenden Licht verringert.
Die Vorrichtung zum Verringern von Streulicht kann zwischen dem optischen Projektionssystem und dem Projektionsschirm vorhanden sein, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Ferner kann die Vorrichtung zum Verringern von Streulicht zwischen Linsen vorhanden sein, wenn das optische Projektionssystem durch mehrere Linsen gebildet wird.
Für die Vorrichtung zum Verringern von Streulicht besteht keine Beschränkung auf die vorstehend genannte Apertur oder die Punktblende, sondern sie kann z. B. ein Spiegel mit kleiner Oberfläche sein, der im optischen Pfad angeordnet ist.
Die Brennweite oder der Durchmesser einer Projektionslinse können geeignet gewählt werden, um Streulicht zu entfernen, ohne daß eine speziell angeordnete Apertur verwendet wird.
Ferner kann ein Mikrolinsensystem verwendet werden. Speziell kann eine Kombination aus einem Mikrolinsenfeld und einem Punktblendenfeld, bei dem im Feld kleine Löcher ausgebildet sind, auf der Seite des optischen Projektionssystems in bezug auf das Flüssigkristall-Anzeigeelement angeordnet sein, um dadurch überflüssiges Streulicht zu entfernen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Gesamtgröße der Projektionsanzeigevorrichtung verkleinert wird, da die optische Pfadlänge, die zum Entfernen von Streulicht erforderlich ist, deutlich verkürzt werden kann. Um die optische Pfadlänge zu verkürzen, stellt das Anbringen des Streulicht-Entfernungssystems im optischen Projektionssystem einen wirkungsvollen Weg dar. Die Struktur einer Projektionsanzeigevorrichtung, bei der ein Streulicht-Entfernungssystem im optischen Projektionssystem angebracht ist, ist einfacher als die Struktur, bei der das optische Projektionssystem und das Streulicht-Entfernungssystem unabhängig voneinander angeordnet sind, wodurch die Gesamtgröße der Vorrichtung verringert werden kann.
Diese Systeme können in Kombination mit einem Spiegel, einem dichroitischen Spiegel, einem Prisma, einem dichroitischen Prisma, einer Linse usw. verwendet werden, um ein Bild zusammenzusetzen und um ein farbiges Bild darzustellen. Ferner ist ein Farbbild dadurch erzielbar, daß das optische System mit einem Farbfilter kombiniert wird.
Das Verhältnis zwischen der Streulichtkomponente und der direkt durchgestrahlten Lichtkomponente, die den Projektionsschirm erreicht, kann dadurch eingestellt werden, daß der Durchmesser der Punktblende oder des Spiegels sowie die Brennweite der Linse so eingestellt werden, daß das gewünschte Kontrastverhältnis für die Anzeige und die gewünschte Helligkeit der Anzeige erzielt werden können.
Wenn die Vorrichtung zum Verringern von Streulicht, wie eine Apertur, verwendet wird, sollte von der Projektionslichtquelle in das Flüssigkristall-Anzeigeelement eintretendes Licht parallel sein, um die Helligkeit der Anzeige zu erhöhen. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, eine Projektionslichtquelle dadurch aufzubauen, daß eine Lichtquelle, die zu hoher Helligkeit führen kann (wobei es sich um eine Punkt lichtquelle handeln sollte), ein konkaver Spiegel, eine Kondensorlinse usw. kombiniert werden.
Die Beschreibung erfolgte hauptsächlich für eine Projektionsanzeigevorrichtung mit einer Struktur für Transmission. Jedoch ist die Erfindung auch auf eine Projektionsanzeige-Vorrichtung mit reflektierender Struktur anwendbar, bei der ein kleiner Spiegel statt einer Punktblende vorhanden ist, um nur das erforderliche Licht zu entnehmen.
Bei der Erfindung mit dem vorstehend genannten Aufbau kann die maximale Effektivspannung V, die an das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial angelegt wird, 10 V oder weniger betragen und selbst bei Halbtonanzeige ist schnelles Ansprechverhalten erzielbar. Demgemäß kann die Anzeige eines bewegten Bildes leicht dadurch erhalten werden, daß ein aktives Element und ein Treiber-IC verwendet werden, wie sie für ein herkömmliches TN-Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix verwendet wurden. Ferner ist durch die Erfindung eine Graustufenanzeige mit gutem Farbgleichgewicht und schönen Farben möglich, ohne daß eine spezielle Korrekturschaltung für die Treiberschaltung angebracht wird.
Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit verschiedenen Beispielen detaillierter beschrieben.

Beispiel 1

Chrom wurde mit einer Dicke von 60 nm auf ein Glassubstrat (Substrat "7059", hergestellt von Corning) aus der Dampfphase niedergeschlagen und das Erzeugnis wurde gemustert, um Gateelektroden auszubilden. Dann wurden ein Siliziumoxinitrid-Film und ein Film aus amorphem Silizium unter Verwendung einer Plasma-CVD-Vorrichtung abgeschieden. Dann wurde nach einem Tempervorgang unter Verwendung eines Lasers ein Musterbildungsvorgang ausgeführt, um Polysilizium auszubilden. Mit Phosphor dotiertes amorphes Silizium sowie Chrom wurden auf dem Polysilizium unter Verwendung einer Plasma-CVD- und Dampfniederschlagungsvorrichtung abgeschieden. Ein Musterausbildungsvorgang wurde ausgeführt, um das Polysilizium abzudecken, um Sourceelektroden und Drainelektroden für die erste Schicht auszubilden. Ferner wurde ein Dampfabscheiden von ITO ausgeführt. Danach wurde das Erzeugnis gemustert, um Bildelementelektroden auszubilden. Danach wurden Chrom und Aluminium aufeinanderfolgend aus der Dampfphase abgeschieden. Ein Musterbildungsvorgang wurde ausgeführt, um die zweite Schicht der Sourceelektroden und die zweite Schicht der Drainelektroden auszubilden, um die Bildelementelektroden mit der ersten Schicht von Drainelektroden zu verbinden. Danach wurde ein Siliziumoxinitrid-Film zum Ausbilden einer Schutzschicht unter Verwendung der Plasma-CVD- Vorrichtung abgeschieden, um dadurch ein Aktivmatrixsubstrat herzustellen.
Ein Gegenelektrodensubstrat wurde unter Verwendung desselben Glassubstrats hergestellt, wie es für das Aktivmatrixsubstrat verwendet wurde, auf dessen gesamter Oberfläche eine ITO-Elektrode ausgebildet wurde. Das Gegenelektrodensubstrat und das zuvor hergestellte Aktivmatrixsubstrat wurden so angeordnet, daß die Elektrodenoberflächen der beiden Substrate einander zugewandt waren. Abstandshalter mit jewells einem Durchmesser von ungefähr 11,0 um wurden im Zwischenraum zwischen den Substraten angeordnet. Die Randbereiche der Substrate wurden mit einem Dichtmaterial in Form eines Harzes aus der Epoxidreihe abgedichtet, mit Ausnahme der Stelle einer Einspritzöffnung, um eine leere Zelle mit einem Abstand dG von 11,0 um herzustellen.
Ein nematischer Flüssigkristall mit einem Wert von ungefähr 0,24 von Δn, einem Wert von ungefähr 16 von Δ&epsi;, einem Wert von ungefähr 15 (x 10&supmin;¹² N) von K33 und einem Wert von ungefähr 37 cSt für die Viskosität, ein Acrylatmonomer, ein bifunktionales Urethan-Acrylat-Oligomer und ein Lichthärtungsstarter wurden gleichmäßig gelöst, um eine Lösung des Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials zuzubereiten. Die Lösung wurde in die Zelle injiziert und die Zelle wurde UV- Strahlung ausgesetzt, um das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial auszuhärten, um dadurch ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix fertigzustellen. Die Flüssigkristallmenge, der Abstand zwischen den Elektroden und der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls im Flüssigkristall-Anzeigeelement waren 68 Gew.-%, ungefähr 11 um bzw. ungefähr 1,6 um.
Wenn das Flüssigkristall-Anzeigeelement durch Anlegen einer solchen Spannung betrieben wurde, daß die an das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial angelegte Spannung hinsichtlich des Effektivwerts 8 V betrug, stellte sich heraus, daß das lineare Transmissionsvermögen ungefähr 57 % betrug, wenn eine Spannung von 8 V angelegt wurde, und es ungefähr 0,4 % betrug, wenn keine Spannung angelegt wurde. Das Flüssigkristall-Anzeigeelement wurde mit einer Projektionslichtquelle und einem optischen Projektionssystem kombiniert, um eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung herzustellen. In der Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung wurde der Bündelungskonuswinkel δ (der durch die Gleichung δ = 2tan&supmin;¹(Φ/2f) festgelegt ist, wobei Φ der Durchmesser der Apertur ist und f die Brennweite der Linse ist) auf 6º eingestellt. Die Vorrichtung wurde mit einem Videosignal betrieben, um ein Bild auf einen Schirm zu projizieren. Im Ergebnis wurde eine Anzeige eines bewegten Bilds erzielt, ohne daß sich sogar bei Halbtonanzeige ein Restbild ergab.
Das vorstehend genannte Flüssigkristall-Anzeigeelement wurde für die Farbe grün verwendet.
Auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben, wurden eine Zelle mit dR = 13,5 um und RR = 1,9 um für die Farbe rot und eine Zelle mit dB = 9,5 um und RB = 1,5 um für die Farbe blau hergestellt.
Diese Elemente wurden in Kombination mit der Projektionslichtquelle und dem optischen Projektionssystem, wie in Fig. 1 dargestellt, verwendet, um eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung herzustellen. Der Bündelungskonuswinkel δ (vorstehend beschrieben) wurde auf 6º eingestellt. Die Anzeigevorrichtung wurde mit einem Videosignal betrieben, um ein Bild auf den Schirm zu projizieren. Im Ergebnis wurde eine Anzeige eines bewegten Bildes mit gutem Farbgleichgewicht und ohne jegliches Restbild sogar bei Haltonanzeige erzielt. Das Kontrastverhältnis auf dem Schirm betrug ungefähr 130.
Die Ansprechzeit (90 %-Transmissionsänderung unter der Bedingung, daß die Elemente für R, G und B gleichzeitig betrieben werden und ein Monochrombild ausgemessen wird) betrug 10 msec bei der Bedingung 8 V T 0 V, 15 msec bei der Bedingung 0 V T 8 V und 110 msec bei der Bedingung 0 V T gesättigte Transmission x 0,2 (ungefähr 16 %).

Vergleichsbeispiel 1

Drei Flüssigkristall-Anzeigeelemente für die Farbe grün wurden auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Diese Flüssigkristall-Anzeigeelemente wurden mit einer Lichtquelle mit den drei Farben R, G und B kombiniert, um dieselbe Projektionsanzeigevorrichtung wie beim Beispiel 1 aufzubauen.
Die Projektionsanzeigevorrichtung erzeugte ein im wesentliches rötliches Bild. Insbesondere war diese Tendenz bei Halbtonanzeige erkennbar. Wenn das elektrische Feld von allen drei Flüssigkristall-Anzeigeelementen weggenommen wurde, wurde der Projektionsschirm nicht dunkel, sondern zeigte dunkelrote Farbe. Wahrscheinlich ist dies wegen verschiedener Schwellenspannungscharakteristiken für die Flüssigkristalle für R, G und B der Fall. Beim Untersuchen der Charakteristik angelegte Spannung - Transmissionsgrad für R, G und B, stellte sich heraus, daß R den höchsten Transmissionsgrad und B den kleinsten im Halbton-Anzeigebereich beim Anlegen derselben Spannung zeigte.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix für Projektion wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 beschrieben hergestellt mit der Ausnahme, daß ein nematischer Flüssigkristall anstelle des Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterials verwendet wurde (wodurch ein TN-Flüssigkristall-Anzeigeelement erhalten wurde).
Das so hergestellte Flüssigkristall-Anzeigeelement wurde in Kombination mit der Projektionslichtquelle und dem optischen Projektionssystem wie beim Beispiel 1 verwendet, um dadurch eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung aufzubauen. Die Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 betrieben. Die Helligkeit der Anzeige auf dem Projektionsschirm war ungefähr 1/3 so dunkel wie im Fall des Beispiels 1 und das Kontrastverhältnis betrug ungefähr 100.
Die Ansprechzeit war 25 msec unter der Bedingung 5 V T 0 V, 30 msec unter der Bedingung 0 V T 5 V und 160 msec unter der Bedingung 0 V T Sättigungstransmission x 0,2 (ungefähr 6 %).

Beispiele 2 bis 4 und Vergleichsbeispiele 3 bis 5

Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix wurden auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, wobei der mittlere Teilchendurchmesser R des Flüssigkristalls und der Substratabstand d verändert wurden.
Für jedes der Flüssigkristall-Anzeiqeelemente mit Aktivmatrix wurden der Transmissionsgrad T8v der Flüssigkristall- Anzeigeelemente bei einer angelegten Spannung von 8 V, das Kontrastverhältnis CR des Bilds auf den Schirm bei Projektion auf den Schirm unter Verwendung des optischen Projektionssystems und die Ansprechzeit τ unter der Bedingung 0 V T Sättigungstransmission x 0,2 (ungefähr 16 %) gemessen.
Das Beispiel 2 und die Vergleichsbeispiele 3 und 4 sind Beispiele für den Monochromtyp. Die folgenden Bedingungen wurden eingestellt:
R = 1,3 um und d = 9,5 um beim Beispiel 2
R = 2,7 um und d = 11,0 um beim Vergleichsbeispiel 3
R = 0,7 um und d = 11,0 um beim Vergleichsbeispiel 4
Die Beispiele 3 und 4 und das Vergleichsbeispiel 5 sind Beispiele für den Mehrfarbentyp.
Der mittlere Teilchendurchmesser Rx des Flüssigkristalls und der Substratabstand dx der Flüssigkristall-Anzeigeelemente für jeweilige Farben wurden wie folgt festgelegt:
Beispiel 3 rot: RR = 1,6 um, dR = 11,5 um grün: RG = 1,6 um, dG = 10,0 um blau: RB = 1,6 um, dB = 9,5 um
Beispiel 4 rot: RR = 1,9 um, dR = 13,5 um grün: RG = 1,6 um, dG = 11,0 um blau: RB = 1,6 um, dB = 10,0 um
Vergleichsbeispiel 5 rot: RR = 3,0 um, dR = 15,5 um grün: RG = 2,5 um, dG = 13,0 um blau: RB = 2,3 um, dB = 11,0 um
Das Meßergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt. Die Beispiele 3 und 4 und das Vergleichsbeispiel 5 zeigten jeweils ausgezeichnetes Farbgleichgewicht. Tabelle 1 Beispiel-Nr. Beispiel Vergleichsbeispiel

Beispiel 5

Flüssigkristall-Anzeigeelemente wurden im wesentlichen auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, wobei der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls und der Abstand zwischen den Elektroden in den Flüssigkristall-Anzeigeelementen für jeweilige Farben konstant waren (R = 1,7 um und d = 11,0 um) und die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkristalle wie folgt geändert wurden:
Flüssigkristall für R: Δn = ungefähr 0,29, Δ&epsi; = ungefähr 16, K33 = ungefähr 16 (x 10&supmin;¹² N), Viskosität = ungefähr 52 cSt Flüssigkristall für G: Δn = ungefähr 0,24, Δ&epsi; = ungefähr 16, K33 = ungefähr 15 (x 10&supmin;¹² N), Viskosität = ungefähr 37 cSt Flüssigkristall für B: Δn = ungefähr 0,22, Δ&epsi; = ungefähr 15, K33 = ungefähr 16 (x 10&supmin;¹² N), Viskosität = ungefähr 34 cSt
Diese Anzeigeelemente wurden in Kombination mit der Projektionslichtquelle und dem optischen Projektionssystem, wie in Fig. 1 dargestellt, verwendet, um dadurch eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung auszubilden. Der Bündelungskonuswinkel wurde auf 5º eingestellt und die Treiberspannung wurde hinsichtlich des Effektivwerts auf 7 V eingestellt. Die Anzeigevorrichtung wurde mit einem Videosignal betrieben, um ein Bild auf den Schirm zu projizieren. Im Ergebnis wurde eine Anzeige eines bewegten Bilds mit gutem Farbgleichgewicht und ohne Restbild selbst bei Halbtonanzeige erzielt, Das Kontrastverhältnis auf dem Schirm betrug ungefähr 130.
Die Ansprechzeit betrug 20 msec unter der Bedingung 7 V T 0 V, 20 msec unter der Bedingung 0 V T 7 V und 100 msec unter der Bedingung 0 V T Sättigungstransmissionsgrad x 0,2 (ungefähr 16 %).

Beispiel 6

Flüssigkristall-Anzeigeelemente wurden im wesentlichen auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß die physikalischen Eigenschaften und der mittlere Teilchendurchmesser der Flüssigkristalle und der Elektrodenabstände in den Flüssigkristall-Anzeigeelementen für die jeweiligen Farben die folgenden waren.
Flüssigkristall für R: Δn = ungefähr 0,29, Δ&epsi; = ungefähr 16, K33 = ungefähr 16 (x 10&supmin;¹² N), Viskosität = ungefähr 54 cSt, RR = 1,5 um, dR = 11,0 um
Flüssigkristall für G: Δn = ungefähr 0,24, Δ&epsi; = ungefähr 16, K33 = ungefähr 15 (x 10&supmin;¹² N), Viskosität = ungefähr 37 cSt, RG = 1,5 um, dG = 11,0 um
Flüssigkristall für B: Δn = ungefähr 0,24, Δ&epsi; = ungefähr 16, K33 = ungefähr 15 (x 10&supmin;¹² N), Viskosität = ungefähr 37 cSt, RB = 1,5 um, dB = 10,0 um
Diese Flüssigkristall-Anzeigeelemente wurden in Kombination mit der Projektionslichtquelle und dem optischen Projektionssystem, wie in Fig. 1 dargestellt, verwendet, um eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung auszubilden. Der Bündelungskonuswinkel wurde auf 50 eingestellt und die Treiberspannung wurde hinsichtlich des Effektivwerts auf 8 V eingestellt. Die Anzeigevorrichtung wurde mit einem Videosignal betrieben, um ein Bild auf den Schirm zu projizieren. Im Ergebnis wurde eine Anzeige eines bewegten Bildes mit gutem Farbgleichgewicht und ohne Restbild selbst bei Halbtonanzeige erzielt. Das Kontrastverhältnis auf dem Schirm betrug ungefähr 120.
Die Ansprechzeit betrug 20 msec bei der Bedingung 8 V T 0 V, 20 msec unter der Bedingung 0 V T 8 V und 100 msec unter der Bedingung 0 V T Sättigungstransmissionsgrad x 0,2 (ungefähr 16 %).

Beispiel 7

Ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix wurde im wesentlichen auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Gegenelektrode aus Aluminium ausgebildet wurde, um das Anzeigeelement in ein solches vom Reflexionstyp abzuändern, wobei der Substratabstand 6,0 um betrug und der mittlere Teilchendurchmesser 1,6 um betrug. Wenn das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit einer Treiberspannung von 5 V betrieben wurde, stellte sich heraus, daß T5v 72 %, T0v 0,6 % und CR ungefähr 120 betrugen.
Beim hergestellten Flüssigkristall-Anzeigeelement wurde das Reflexionsvermögen an der Oberfläche des Elements zu ungefähr 0,4 % ermittelt.
Wenn das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit einem Videosignal betrieben wurde, wurde die Anzeige eines bewegten Bildes mit Halbtönen erzielt, in dem kein Restbild bestand.
Die Ansprechzeit war 8 msec bei 5 V T 0 V, 12 msec bei 0 V T 5 V und 100 msec bei 0 V T Sättigungstransmissionsgrad x 0,2 (ungefähr 16 %).
Das Flüssigkristall-Anzeigeelement wurde mit der Projektionslichtquelle und dem optischen Projektionssystem kombiniert, um eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung vom Reflexionstyp auszubilden. Mit der so hergestellten Anzeigevorrichtung wurde die Anzeige eines bewegten Bildes ohne Restbild erzielt, wobei das Kontrastverhältnis auf dem Schirm ungefähr 100 betrug.

Beispiel 8

Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix wurden auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Gegenelektrode aus Aluminium bestand, um dadurch ein Element vom keflexionstyp zu erhalten, wobei die Substratabstände jeweils dR = 6,0 um, dG = 5,0 um bzw. dB = 4,5 um waren und die mittleren Teilchendurchmesser jeweils RR = 1,9 um, RG 1,6 um bzw. RB = 1,5 um waren. Das Reflexionsvermögen an der Oberfläche der Flüssigkristall-Anzeigeelemente wurde auf ungefähr 0,3 % eingestellt. Eine Treiberspannung mit einem Effektivwert von 5 V wurde verwendet. Die Anzeigevorrichtung wurde mit einem Videosignal betrieben, um ein Bild auf den Schirm zu projizieren. Im Ergebnis wurde eine Anzeige eines bewegten Bildes mit gutem Farbgleichgewicht und ohne Restbild selbst bei Halbtonanzeige erzielt. Das Kontrastverhältnis auf dem Schirm betrug ungefähr 100.
Die Ansprechzeit war 8 msec bei 5 V T 0 V, 12 msec bei 0 V T 5 V und 80 msec bei 0 V T Sättigungstransmissionsgrad x 0,2 (ungefähr 16 %).

Beispiel 9

Ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix wurde dadurch hergestellt, daß in eine Zelle eine Lösung injiziert wurde, die durch gleichmäßiges Auflösen eines Acrylatmonomers, eines Urethan-Acrylat-Oligomers und eines Lichthärtungsstarters in einem nematischen Flüssigkristall mit ungefähr 0,29 für Δn, ungefähr 16 für Δ&epsi;, ungefähr 15(x 10&supmin;¹² N) für K33 und ungefähr 52 cSt für die Viskosität erhalten wurde. Die Menge an Flüssigkristall betrug 68 Gew.-%, der Elektrodenabstand betrug ungefähr 10 um und der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls betrug ungefähr 1,4 um.
Wenn das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit einer Treiberspannung von 8 V angesteuert wurde, stellte sich heraus, daß T8v 75 % betrug, T0v 0, 3 % betrug und CR ungefähr 250 betrug.
Das Flüssigkristall-Anzeigeelement ergab dann, wenn es mit einem Videosignal angesteuert wurde, eine Anzeige eines bewegten Bildes mit Halbtönen, in dem sich kein Restbild ergab.
Die Ansprechzeit (Transmissionsänderung von 90 %) betrug 10 msec bei 8 V T 0 V, 15 msec bei 0 V T 8 V und 80 msec bei 0 V T Sättigungstransmissionsgrad x 0,2 (ungefähr 16 %).
Das Flüssigkristall-Anzeigeelement wurde mit der Projektionslichtquelle und dem optischen Projektionssystem kombiniert, um dadurch eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung vom Reflexionstyp auszubilden. Der Bündelungskonuswinkel wurde auf 60 eingestellt. Die Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung ergab eine Anzeige eines bewegten Bildes ohne Restbild. Das Kontrastverhältnis auf dem Schirm betrug ungefähr 120.

Vergleichsbeispiel 6

Ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß der beim Beispiel 1 verwendete Flüssigkristall durch einen nematischen Flüssigkristall ("E-8", hergestellt von BDH) mit ungefähr 0,24 für Δn, ungefähr 16 für Δ&epsi;, ungefähr 18 (x 10&supmin;¹² N) für K33 und ungefähr 54 cSt für die Viskosität ersetzt wurde. Der Elektrodenabstand betrug ungefähr 11 um und der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls betrug ungefähr 1,7 um.
Wenn das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit 7 V betrieben wurde, betrug T7v 75 %, T0v betrug 0,4 % und CR betrug ungefähr 200.
Das Flüssigkristall-Anzeigeelement wurde mit einem Videosignal betrieben. Im Ergebnis wurde eine Anzeige eines bewegten Bildes mit Halbtönen und mit schwachem kestbild erhalten. Jedoch zeigte sich ein kestbild bei einer dunklen Anzeige mit Halbtönen.
Die Ansprechzeit (Transmissionsänderung von 90 %) betrug 35 msec bei 7 V T 0 V, 30 msec bei 0 V T7 V und 450 msec bei 0 V T Sättigungstransmissionsgrad x 0,2 (ungefähr 16 %).
Das Flüssigkristall-Anzeigeelement wurde mit der Projektionslichtquelle und dem optischen Projektionssystem kombiniert, um eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Reflexionstypstruktur auszubilden. Der Bündelungskonuswinkel wurde auf 6º eingestellt. Bei dieser Flüssigkristall- Projektionsanzeigevorrichtung betrug das Kontrastverhältnis auf dem Schirm ungefähr 100, jedoch zeigte sich teilweise ein Restbild.

Vergleichsbeispiel 7

Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix wurden auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein nematischer Flüssigkristall mit ungefähr 0,24 für Δn, ungefähr 16 für Δ&epsi;, ungefähr 18 (x 10&supmin;¹² N) für K33 und ungefähr 54 cSt für die Viskösität verwendet wurde.
Der mittlere Teilchendurchmesser R des Flüssigkristalls und der Substratabstand d der Flüssigkristall-Anzeigeelemente für die jeweiligen Farben wurden wie folgt festgelegt:
R: RR = 2,0 um, dR = 13,5 um
G: RG = 1,7 um, dG = 11,0 um
B: RB = 1,5 um, dB = 10,0 um
Es wurde eine Treiberspannung mit einem Effektivwert von 8 V verwendet und die Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung wurde mit einem Videosignal betrieben, um ein Bild auf den Schirm zu projizieren. Im Ergebnis stellte sich ein Restbild bei dunkler Halbtondarstellung heraus.
Die Ansprechzeit war 40 msec bei 8 V T 0 V, 35 msec bei 0 V T 8 V und 400 msec bei 8 V T Sättigungstransmissionsgrad x 0,2 (ungefähr 16 %).

Beispiel 10

Es wurde eine leere Zelle bereitgestellt, an deren Innenfläche Farbfilter für R, G und B ausgebildet waren. Der Abstand der leeren Zelle betrug im Teilbereich mit dem roten Farbfilter dR = 11,0 um; der Abstand im Teilbereich mit dem grünen Farbfilter betrug dG = 10,0 um und der Abstand im Teilbereich mit dem blauen Farbfilter betrug dB = 9,5 um.
In die leere Zelle wurde eine Lösung eingespritzt, die dadurch erhalten wurde, das ein Acrylatmonomer, ein Urethan- Acrylat-Oligomer und ein Lichthärtungsstarter in einem nematischen Flüssigkristall aufgelöst wurden, und die Zelle wurde einer Belichtung mit UV-Strahlung unterzogen, um das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial auszuhärten. So wurde ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix hergestellt.
Die physikalischen Eigenschaften des verwendeten Flüssigkristalls waren ungefähr 0,24 für Δn, ungefähr 16 für Δ&epsi;, ungefähr 15 (x 10&supmin;¹² N) für K33 und ungefähr 37 cSt für die Viskosität und der mittlere Teilchendurchmesser des Flüssigkristalls betrug 1,5 um.
Ein schwarzes, absorbierendes Material wurde im Hintergrund des Flüssigkristall-Anzeigeelements angebracht. Das Anzeigeelement wurde mit einem Videosignal betrieben. Im Ergebnis wurde eine Farbanzeige mit feiner Graustufung erzielt, in der sich kein Restbild zeigte. Das Kontrastverhältnis des Flüssigkristall-Anzeigeelements war 100.
Das Flüssigkristall-Anzeigeelement wurde mit der Projektionslichtquelle und dem optischen Projektionssystem kombiniert, um eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung auszubilden. Unter Verwendung der Projektionsanzeigevorrichtung wurde ein Bild auf den Schirm projiziert. Im Ergebnis wurde eine Farbanzeige mit feiner Graustufung erhalten, in der sich kein Restbild zeigte. Das Kontrastverhältnis auf dem Schirm war ungefähr 70.

Beispiel 11

Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix wurden auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein nematischer Flüssigkristall mit ungefähr 0,24 für Δn, ungefähr 16 für Δ&epsi;, ungefähr 15 (x 10&supmin;¹² N) für K33 und ungefähr 37 cSt für die Viskosität verwendet wurde.
Der mittlere Teilchendurchmesser R des Flüssigkristalls und der Substratabstand d der Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix für k, G und B wurden wie folgt festgelegt:
R: RR = 1,9 um. dR = 12,0 um
G und B (gemeinsam): RG = RB = 1,6 um, dG = dB= 10,0 um
Eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit den vorstehend genannten Flüssigkristall-Anzeigeelementen mit Aktivmatrix, bei der der Bündelungskonuswinkel auf ungefähr 6º eingestellt wurde, wurde mit einem Videosignal betrieben, um ein Bild auf den Schirm zu projizieren. Im Ergebnis wurde ein Bild mit leichter, unzureichender Blaukomponente erhalten. Bei einem anderen Versuch wurde die Flüssigkristall- Projektionsanzeigevorrichtung mit einem Videosignal so betrieben, daß die Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix für R und G mit einer Treiberspannung mit einem Effektivwert von 7 V angesteuert wurden und das Flüssigkristallelement mit Aktivmatrix für B mit einer Treiberspannung mit einem Effektivwert von 8 V angesteuert wurde, um ein Bild auf den Schirm zu projizieren. Im Ergebnis wurde bei Halbtonanzeige eine Anzeige eines bewegten Bilds mit gutem Farbgleichgewicht und ohne jedes kestbild erhalten. Das Kontrastverhältnis auf dem Schirm betrug ungefähr 100.
Die Ansprechzeit war 10 msec bei 8 V T 0 V, 15 msec bei 0 V T 7 V (8 V für B) und 110 msec bei 0 V T Sättigungstransmissionsgrad x 0,2 (ungefähr 16 %).
Beim erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix sind Polarisationsplatten überflüssig, da ein Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial, das einen Streuungszustand und einen Transmissionszustand elektrisch steuert, als Flüssigkristallmaterial verwendet wird und dieses Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial zwischen einem Aktivmatrixsubstrat und einem Gegenelektrodensubstrat gehalten wird, wodurch der Transmissionsgrad von Licht im Transmissionszustand deutlich verbessert werden kann und ein helles Licht durch Projektion erzielbar ist.
Das erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeelement zeigt durch das aktive Element ohne angelegtes Feld hohes Streuvermögen und hohes Transmissionsvermögen, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Demgemäß verfügt es über ein hohes Kontrastverhältnis und es ist eine Anzeige mit hoher Helligkeit selbst dann möglich, wenn ein herkömmlicher Treiber-IC für ein TN-Flüssigkristall-Anzeigeelement verwendet wird.
Ferner kann durch die Erfindung, da die Eigenschaften des Flüssigkristall-Anzeigeelements für Farbquellen optimiert sind, die verschiedene Arten für Farben erzeugen, eine Anzeige mit gutem Farbgleichgewicht selbst bei Halbtönen erzielt werden. Ferner kann sogar bei Graustufenansteuerung das Auftreten von kestbildern unterdrückt werden.
Demgemäß ist ein erfindungsgemäßes Flüssigkristall-Anzeigeelement für eine Projektionsanzeige wirkungsvoll, und es kann eine Projektionsanzeige mit guter Helligkeit, gutem Farbgleichgewicht und gutem Kontrastverhältnis erhalten werden. Ferner ist es möglich, die Größe einer Lichtquelle zu verringern.
Ferner ist, da es nicht erforderlich ist, Polarisationsplatten zu verwenden, die Wellenlängenabhängigkeit der optischen Eigenschaften klein und es besteht kaum ein Erfordernis für eine Farbkorrektur der Lichtquelle.
Ferner können mögliche Schwierigkeiten aus einer Ausrichtungsverarbeitung, wie einem bei einem TN-Flüssigkristall- Anzeigeelement erforderlichen Reiben, und eine Zerstörung des aktiven Elements auf Grund der Ausrichtungsverarbeitung sowie durch die Verarbeitung erzeugte statische Elektrizität vermieden werden und die Herstellausbeute der Flüssigkristall-Anzeigeelemente kann deutlich verbessert werden.
Da das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial nach dem Aushärten in Form eines Films vorliegt, können Schwierigkeiten wie Kurzschlußbildung zwischen den Substraten durch auf diese ausgeübten Druck und eine Zerstörung der aktiven Elemente durch eine Verschiebung von Abstandshaltern minimiert werden.
Ferner hat das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial einen ähnlichen spezifischen Widerstand wie im herkömmlichen TN- Modus und es muß kein großer Speicherkondensator für jedes Bildelement bereitgestellt werden, wie im DS-Modus. Demgemäß kann die Konzipierung der aktiven Elemente vereinfacht und der Anteil der wirksamen Bildelement-Elektrodenfläche kann erhöht werden und der Energieverbrauch des Flüssigkristall- Anzeigeelements kann klein sein.
Ferner kann die Herstellung des Flüssigkristall-Anzeigeelements auf einfache Weise erfolgen, da das Anzeigeelement dadurch hergestellt werden kann, daß lediglich der Ausrichtungsfilm-Herstellschritt aus einem herkömmlichen Herstellprozeß für ein TN-Flüssigkristallelement weggelassen wird.
Ein Flüssigkristall-Anzeigeelement, das ein Flüssigkristall- Polymer-Verbundmaterial verwendet, weist die Merkmale auf, daß die Ansprechzeit kurz ist und die Anzeige bewegter Bilder auf einfache Weise erfolgen kann. Ferner ist einfache Anwendung auf Graustufenanzeige möglich, da die elektrooptischen Eigenschaften (Spannung-Transmission-Abhängigkeit) des Flüssigkristall-Anzeigeelements lockerer als bei einem herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigeelement im TN-Modus ist.
Darüberhinaus wird, da das erfindungsgemäße Flüssigkristall- Anzeigeelement beim Anlegen eines elektrischen Felds in den transparenten Zustand überführt wird, Licht durch Teilbereiche gestreut, in denen kein elektrisches Feld angelegt ist, und es leckt selbst dann, wenn in anderen Teilbereichen als denen der Bildelemente keine Lichtabschirmschicht zum Ausblenden von Licht vorhanden ist, kein Licht beim Projizieren von Licht aus. Demgemäß besteht kein Bedarffür das Vorsehen einer Lichtabschirmeinrichtung zwischen benachbarten Bildelementen. Demgemäß kann, wenn ein aktives Element aus Polysilizium verwendet wird, eine Projektionslichtquelle hoher Helligkeit verwendet werden ohne Verwendung einer Lichtabschirmschicht oder mit einer dünnen Lichtabschirmschicht am aktiven Element, wodurch auf einfache Weise eine Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit hoher Helligkeit erhalten werden kann. Ferner ist in diesem Fall keine Lichtabschirmschicht erforderlich und demgemäß kann der Herstellprozeß vereinfacht werden.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigeelement (21) mit Aktivmatrix, mit einem Aktivmatrixsubstrat (22) mit einem aktiven Element (24) für jede Bildelementelektrode (23), einem mit einer Gegenelektrode (26) versehenen Gegenelektrodensubstrat (25) und einem Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial (27), in dem ein nematisches Flüssigkristallmaterial mit positiver Dielektrizitätsanisotropie in Form von Flüssigkristallteilchen in einer Polymermatrix dispergiert ist und von dieser festgehalten wird, wobei das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial zwischen dem Aktivmatrixsubstrat und dem Gegenelektrodensubstrat gehalten wird, wobei der Brechungsindex der Polymermatrix im wesentlichen mit dem ordentlichen Brechungsindex n&sub0; des verwendeten Flüssigkristalls übereinstimmt und die Brechungsindexanisotropie Δn des verwendeten nematischen Flüssigkristalls 0,18 oder mehr beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teilchendurchmesser R in um des in der Polymermatrix dispergierten und festgehaltenen Flüssigkristalls und die spezifische Dielektrizitätsanisotropie Δ&epsi;, die Elastizitätskonstante K33 in 10&supmin;¹² N und die Viskosität η in cSt des Flüssigkristalls den folgenden Beziehungen genügen:

Δn² Δ&epsi;/(K33 η) > 0,0011 (1) und

5(K33/η)0,5 > R > (K33/Δ&epsi;)0,5 (2)

2. Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix, mit Farbfiltern für rot R, grün G und blau B, einem Aktivmatrixsubstrat mit einem aktiven Element für jede Bildelementelektrode, einem mit einer Gegenelektrode versehenen Gegenelektrodensubstrat und einem Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial , in dem ein nematisches Flüssigkristallmaterial mit positiver Dielektrizitätsanisotropie in Form von Flüssigkristallteilchen in einer Polymermatrix dispergiert ist und von dieser festgehalten wird, wobei der Brechungsindex der Polymermatrix im wesentlichen mit dem ordentlichen Brechungsindex n&sub0; des verwendeten Flüssigkristalls übereinstimmt, wobei das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial zwischen dem Aktivmatrixsubstrat und dem Gegenelektrodensubstrat gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teilchendurchmesser R in um des in der Polymermatrix dispergierten und festgehaltenen Flüssigkristalls, die spezifische Dielektrizitätsanisotropie Δ&epsi;, die Elastizitätskonstante K33 in 10&supmin;¹² N und die Viskosität η in cSt und die Brechungsindexanisotropie Δn des Flüssigkristalls, die Hauptwellenlänge λx in um jeder Farbe x und der Abstand dx in um zwischen der Gegenelektrode und den Bildelementelektroden für jede Farbe x den folgenden Beziehungen genügen:

Δn² Δ&epsi;/(K33 η) > 0,0011 (1) und

5(K33/η)0,5 > R > (K33/Δ&epsi;)0,5 (2),

und daß mindestens zwei der Farben unter den Farben R, G und B der folgenden Beziehung genügen:

di²/λi dj²/λj (8B),

mit i ≠ j.

3. Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die folgenden Beziehungen erfüllt sind:

Δn² Δ&epsi;/(K33 η) > 0,0014 (1B) und

4(K33/η)0,5 > R > (K33/Δ&epsi;)0,5 (2B)

4. Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Brechungsindexanisotropie Δn des Flüssigkristalls und der mittlere Teilchendurchmesser R des in der Polymermatrix festgehaltenen Flüssigkristalls der Beziehung genügen:

0,2 < R Δn < 0, 7 (3)

5. Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Abstand d in um zwischen der Gegenelektrode und den Bildelementelektroden und die an das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial angelegte maximale Effektivspannung V in V den folgenden Beziehungen genügen:

3k < d < 9R (4) und

0,6k V < d < 1,2R V (5)

6. Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das für das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial verwendete Harz eine lichthärtbare Verbindung ist und das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial durch Aushärten der Verbindung durch Einstrahlen von Licht in eine Lösung erhalten wird, die durch gleichmäßiges Auflösen der lichthärtbaren Verbindung im Flüssigkristall erhalten wird.

7. Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix, mit einer Projektionslichtquelle, einem optischen Projektionssystem und einem Flüssigkristall-Anzeigeelement mit Aktivmatrix nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix mit mehreren Farblichtquellen, mehreren Flüssigkristall-Anzeigeelementen mit Aktivmatrix (6A, 6B, 6C, 16A, 16B, 16C), die jeweils so angeordnet sind, daß sie Licht von einer anderen, jeweiligen der Farblichtquellen erhalten, und einem optischen Projektionssystem zum Mischen und Projizieren von von den Flüssigkristall-Anzeigeelementen mit Aktivmatrix emittiertem Licht, wobei die Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix ein aktives Element für jede Bildelementelektrode, ein mit einer Gegenelektrode versehenes Gegenelektrodensubstrat und ein Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial aufweisen, in dem ein nematischer Flüssigkristall mit positiver Dielektrizitätsanisotropie in Form von Flüssigkristallteilchen in einem Polymermaterial dispergiert ist und festgehalten wird, wobei das Flüssigkristall-Polymer-Verbundmaterial zwischen dem Aktivmatrixsubstrat und der mit der Gegenelektrode versehenen Gegenelektrode-Substratplatte gehalten wird und wobei der Brechungsindex der Polymermatrix im wesentlichen mit dem ordentlichen Brechungsindex n&sub0; des verwendeten Flüssigkristalls übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teilchendurchmesser Rx in um des jeder Farbe x entsprechenden Flüssigkristalls, der in der Polymermatrix dispergiert ist und von dieser festgehalten wird, der Abstand dx in um zwischen der Gegenelektrode und der Bildelementelektrode, die spezifische Dielektrizitätsanisotropie Δ&epsi;x, die Elastizitätskonstante K33x in 10&supmin;¹² N, die Viskosität ηx in cSt und die Brechungsindexanisotropie Δnx des Flüssigkristalls sowie die Hauptwellenlänge λx in um für jede der Farben x den folgenden Beziehungen genügen:

Δnx² Δ&epsi;x/(K33x ηx) > 0,0011 (1A) und

5(K33x/ηx)0,5 > Rx > (K33x/Δ&epsi;x)0,5 (2A),

wobei mindestens ein Paar der Flüssigkristall-Anzeigeelemente mit Aktivmatrix den Beziehungen genügt:

Δni Ri/λi Δnj Rj/λj (6) und

di/Ri dj/Rj (7)

mit i ≠ j, oder es die Beziehung erfüllt:

Δni di²/λi Δnj dj²/λj (8)

mit i ≠ j.

9. Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix nach Anspruch 8, bei der die Farblichtquellen solche für rot R, grün G und blau B sind, die Gleichungen (1A) und (2A) beide für jede der Farben R, G und B erfüllt sind und in der die Beziehungen:

ΔnR RR/λR ΔnG RG/λG ΔnB RB/λB (6A) und

dR/RR = dG/RG dB/RB (7A)

erfüllt sind oder die Beziehung:

ΔnR dR²/λR ΔnG dG²/λG ΔnB dB²/λB (8A)

erfüllt ist.

10. Flüssigkristall-Projektionsanzeigevorrichtung mit Aktivmatrix nach Anspruch 8, bei der dann, wenn λi > λj gilt, die Beziehung Δnj ≤ Δni erfüllt ist.