DE69324314T2

DE69324314T2 - Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE69324314T2
Application number: DE69324314T
Authority: DE
Inventors: Keiko Kishimoto; Hiroshi Ohnishi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2013-07-24
Also published as: EP0584943A1; EP0584943B1; TW235344B; DE69324314D1; US5400158A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristalldisplay im superverdrillt-nematischen Modus (nachfolgend mit "STN-LCD" abgsekürzt), das über Farbkompensation verfügt und das z. B. als monochromes Display oder als mehrfarbiges Display in Textprozessoren oder PCs verwendet wird.

2. Beschreibung der einschlägigen Technik

Bei einem derartigen STN-LCD wird eine Anzeige dadurch ausgeführt, dass die Doppelbrechung eines superverdrillt-nematischen (STN) Flüssigkristalls genutzt wird. Aufgrund der Anisotropie des Brechungsindex ist die Anzeige gefärbt, um gelb, grün oder blau zu sein, was als Verfärbungseffekt bezeichnet wird. Um den Verfärbungseffekt zu kompensieren, ist ein STN-LCD im Allgemeinen mit einer Farbkompensationsplatte versehen.
Ein doppelschichtiges STN-LCD (DSTN-LCD) ist ein repräsentatives Beispiel, bei dem eine Farbkompensationsplatte vorhanden ist. In einem DSTN-LCD wird die Verfärbung, die in Anzeigezellen auftritt, die eine erste Schicht bilden, farbmäßig unter Verwendung optischer Kompensationazellen kompensiert, die eine zweite Schicht bilden. Die optischen Kompensationszellen der zweiten Schicht verfügen über eine verdrillte Struktur, die umgekehrt bezüglich der verdrillten Struktur der Zellen der ersten Schicht ist, wodurch eine achromatische Farbanzeige erzielt wird.
Alternativ existiert ein Vorschlag, eine Phasenplatte zur selben optischen Kompensation wie dann zu verwenden, wenn die obigen optisch kompensierenden Flüssigkristallzellen verwendet werden. Ein beispielhaftes STN-LCD mit einer Phasenplatte ist in der japanischer Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 64-519 offenbart. Beim offenbarten STN-LCD wird die Phasenplatte dadurch hergestellt, dass ein Polymerfilm aus Polyester, Polyvinylalkohol oder dergleichen uniaxial gestreckt wird, und mittels der so erzeugten Phasenplatte wird eine Anzeige achromatisch gemacht.
Die Fig. 6A und 6B zeigen das in der oben genannten Patentveröffentlichung offenbarte STN-LCD. Fig. 6A zeigt ein STN-LCD gemäß einem zwanzigsten Beispiel, Fig. 6B zeigt ein STN-LCD gemäß einem einundzwanzigsten Beispiel in der oben angegebenen Patentveröffentlichung. Das in Fig. 6A dargestellte STN-LCD umfasst eine vordere Polarisationsplatte 1, eine vordere Phasenplatte 2 aus einem uniaxial gestreckten Polymerfilm, ein Paar lichtdurchlässige Substrate 4 für eine STN-Flüssigkristalltafel 10, ein Paar transparente Elektroden 5, ein Paar Ausrichtungsfilme 6, eine nematische Flüssigkristallschicht (eine STN-Flüssigkristallschicht) 7, zu der ein chiraler Dotierstoff hinzugefügt ist, und eine hintere Polarisationsplatte 8. Das in Fig. 6B dargestellte STN-LCD umfast zusätzlich eine hintere Phasenplatte 9 aus einem Polymerfilm, der uniaxial gestreckt ist. Bei den in diesen Figuren dargestellten STN-LCDs fällt Licht von der hinteren Polarisationsplatte 8 auf die STN-Flüssigkristalltafel 10. Wie oben beschrieben, ist im STN-LCD des zwanzigsten Beispiels eine Phasenplatte aus einem uniaxialen Polymerfilm vor der STN-Flüssigkristalltafel vorhanden. Beim STN-LCD des einundzwanzigsten Beispiels sind zwei Phasenplatten vor bzw. hinter der STN-Flüssigkristalltafel vorhanden.
Darüber hinaus beschreiben ein einunddreißigstes bis vierunddreißigstes Beispiel in der oben genannten Patentveröffentlichung eine Konstruktion, um optische Kompensation auszuführen, bei der ein Flüssigkristall-Polymer-Film aus einem Filmgemisch eines Polypeptids und eines Polymethylmethacrylats, das eine cholesterische Phase zeigt und eine umgekehrt verdrillte Struktur von 210º bis 360º aufweist, anstelle der Phasenplatte vorhanden ist. Jedoch benötigt das herkömmliche DSTN-LCD zwei Zellenschichten zur Anzeige und zur Kompensation. So besteht bei einem DSTN-LCD ein Problem dahingehend, dass seine Dicke größer ist und auch sein Gewicht höher ist als bei einem Einzelschicht-STN-LCD.
Außerdem besteht bei der in Fig. 6A oder 6B dargestellten Konstruktion, bei der eine Phasenplatte aus einem uniaxial gestreckten Polymerfilm vor der STN-Flüssigkristalltafel vorhanden ist, oder zwei Phasenplatten aus uniaxial gestreckten Polymerfilmen vor und hinter der STN-Flüssigkristalltafel vorhanden sind, eine Beschränkung hinsichtlich des Achromasiegrads der Anzeige. So existiert ein Problem dahingehend, dass eine derartige Kon struktion hinsichtlich des Konstrastverhältnisses und einer Schwarz/Weiß- Anzeige einem DSTN-LCD unterlegen ist. Die da die Wellenlängen-abhängige Phasendifferenzvariation in der Flüssigkristalltafel nicht vollständig der Wellenlängen-abhängigen Phasendifferenzvariation im uniaxial gestreckten Polymerfilm entspricht, so dass die Phasendifferenz nicht über den gesamten sichtbaren Bereich kompensiert werden kann. Ein anderer Grund besteht darin, dass die Zirkularpolarisation der Flüssigkristalltafel nicht kompensiert werden kann, solange nicht mehrere Phasenplatten in solcher Weise übereinander angeordnet sind, dass ihre optische n Achsen gegeneinander verdreht sind, um eine nachgebildete verdrillte Struktur auszubilden.
Darüber hinaus kann bei der Konstruktion, bei der ein Flüssigkristall-Polymer-Film, der eine cholesterische Phase zeigt und umgekehrt verdrillte Struktur aufweist, anstelle der Phasenplatte vor der STN-Flüssigkristalltafel angeordnet ist, eine gute Anzeige erzielt werden, die in gewissem Grad näher an derjenigen liegt, die durch ein DSTN-LCD erreicht wird. Jedoch ist es schwierig, die Wellenlängen-abhängige Phasendifferenzvariation in der STN-Tafel mit der Wellenlängen-abhängigen Phasendifferenzvariation im Flüssigkristall-Polymer-Film in Übereinstimmung zu bringen, so dass die Konstruktion eine Begrenzung dahingehend aufweist, die Anzeige achromatisch zu machen. Außerdem bestehen bei der Konstruktion verschiedene Probleme hinsichtlich eines Verfahrens zum strengen Regulieren des Verdrillungswinkels entsprechend 180º oder mehr, hinsichtlich der Zuverlässigkeit betreffend Umweltbeständigkeit sowie hinsichtlich der Fähigkeit einer Produktion mit hohem Volumen, so dass diese Konstruktion in der Praxis nicht verwendet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNIG

Das im Anspruch 1 definierte erfindungsgemäße Flüssigkristalldisplay ist mit Folgendem versehen: einer Flüssigkristalltafel mit einem vorderen Substrat, einem hinteren Substrat und einem superverdrillt-nematischen Flüssigkristallmaterial mit verdrillter Struktur mit einem Verdrillungswinkel von 180º oder mehr in einer ersten Verdrillungsrichtung, wobei dieses superverdrillt-nematische Flüssigkristallmaterial zwischen dem vorderen Substrat und dem hinteren Substrat enthalten ist; einer vorderen Polarisationsplatte und einer hinteren Polarisationsplatte, die die Flüssigkristalltafel einbetten, wobei die vordere Polarisationsplatte auf derjenigen Seite der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, die dem vorderen Substrat entspricht; einer optisch anisotropen Platte, die eine niedermolekulare, nema tische Flüssigkristallschicht oder eine hochmolekulare Flüssigkristallschicht mit verdrillter Struktur in einer zweiten Verdrillungsrichtung aufweist und die zwischen der vorderen Polarisationsplatte und der Flüssigkristalltafel angeordnet ist; und einer Phasenplatte aus einem Polymerfilm, der uniaxial gestreckt ist, wobei diese Phasenplatte zwischen der vorderen Polarisationsplatte und der optisch anisotropen Platte angeordnet ist.
Bei einer Ausführungsform ist die Verdrillungsrichtung des superverdrillten nematischen Flüssigkristalls umgekehrt zur Verdrillungsrichtung des Flüssigkristalls der optisch anisotropen Platte.
Bei der obigen Ausführungsform liegt ein Produkt d · Δn im Bereich von 180 nm bis 700 nm, wobei d die Dicke der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte ist und Δn die Anisotropie des Brechungsindex ist.
Bei einer andere Ausführungsform stimmt die Verdrillungsrichtung des superverdrillt-nematischen Flüssigkristalls mit der Verdrillungsrichtung der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte überein.
Bei der obigen Ausführungsform liegt ein Produkt d · Δn im Bereich von 500 nm bis 1100 nm, wobei d die Dicke der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte ist und Δn die Anisotropie des Brechungsindex ist.
Die Phasenplatte kann ein Film aus Polycarbonat oder ein Film aus Polyvinylalkohol oder eine Viertelwellenlängen-Platte aus Polycarbonat oder eine Viertelwellenlängen-Platte aus Polyvinylalkohol sein.
Die Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte kann eine verdrillte Struktur mit einem Verdrillungswinkel von 90º oder weniger oder einem Verdrillungswinkel über 90º aufweisen. Der Verdrillungswinkel kann von 60º bis 130º betragen.
Bei einer weiteren Ausführungsform zeigt die Flüssigkristallschicht der anisotropen Platte ein Produkt d · Δn, das im Bereich von 180 nm bis 700 nm liegt, wobei d die Dicke der Flüssigkristallschicht ist und Δn die Anisotropie ihres Brechungsindex ist.
Bei der obigen Ausführungsform ist die erste Verdrillungsrichtung des superverdrillt-nematischen Flüssigkristallmaterials umgekehrt zur zweiten Verdrillungsrichtung der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte, und der durch die Ausrichtung des vorderen Substrats und die optische Achse der Flüssigkristallschicht gebildete Winkel (Θ) beträgt 90º, während der durch eine langsame Achse der Phasenplatte und die optische Achse der Flüssigkristallschicht gebildete Schnittwinkel (β) 90º beträgt.
Bei einer anderen Ausführungsform zeigt die Flüssigkristallschicht der anisotropen Platte ein Produkt d · Δn, das im Bereich von 500 nm bis 1100 nm liegt, wobei d die Dicke der Flüssigkristallschicht ist und Δn die Anisotropie ihres Brechungsindex ist.
Bei der obigen Ausführungsform ist die erste Verdrillungsrichtung des superverdrillt-nematischen Flüssigkristallmaterials dieselbe wie die zweite Verdrillungsrichtung der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte, und der durch die Ausrichtung des vorderen Substrats und die optische Achse der Flüssigkristallschicht gebildete Winkel (Θ) beträgt 0º, während der durch eine langsame Achse der Phasenplatte und die optische Achse der Flüssigkristallschicht gebildete Schnittwinkel (β) 90º beträgt.
Bei dieser Erfindung sind eine optisch anisotrope Platte mit einer Flüssigkristallschicht mit verdrillter Struktur sowie eine Phasenplatte eines polymeren Films, der uniaxial gestreckt ist, zwischen der vorderen Polarisationsplatte und der Flüssigkristalltafel angeordnet, wodurch die durch die Flüssigkristalltafel hervorgerufene Zirkularpolarisation beseitigt wird und die Phasendifferenz zwischen der Flüssigkristalltafel und der Phasenplatte kompensiert wird.
Darüber hinaus kann unter Verwendung der optischen Platte mit verdrillter Struktur der Wellenlängen-abhängige Nacheilungswinkel kontrolliert werden, so dass es möglich ist, in wünschenswerter Weise eine Phasenplatte aus verschiedenen Arten polymerer Filme zu verwenden.
So ermöglicht die hier beschriebene Erfindung den Vorteil, ein dünnes und leichtes Flüssigkristalldisplay zu schaffen, durch das eine achromatische Farbanzeige mit hervorragender Zuverlässigkeit und der Möglichkeit der Massenherstellung realisiert werden kann.
Diese und andere Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht, die ein erfindungsgemäßes Flüssigkristalldisplay zeigt.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Beziehung von Achsen verschiedener Komponenten im in Fig. 1 dargestellten Flüssigkristalldispleay zeigt.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das den Polarisationszustand von elliptisch polarisiertem Licht mit Wellenlängen λ = 450 nm, λ = 550 nm und λ = 650 nm unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Polarisationsplatte beim Flüssigkristalldisplay eines ersten Beispiels zeigt.
Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Wellenlänge und einem Wert, der durch Normieren eines Nacheilungswerts des uniaxial gestreckten Polymers unter Verwendung des Nacheilungswerts bei λ = 550 nm erhalten wird.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das den Polarisationszustand von elliptisch polarisiertem Licht mit Wellenlängen λ = 450 nm, λ = 550 nm und λ = 650 nm unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Polarisationsplatte beim Flüssigkristalldisplay eines zweiten Beispiels zeigt.
Fig. 6A und 6B sind schematische Schnittansichten, die herkömmliche Flüssigkristalldisplays zeigen.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das den Polarisationszustand von elliptisch polarisiertem Licht mit Wellenlängen λ = 450 nm, λ = 550 nm und λ = 650 nm unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Polarisationsplatte beim in Fig. 8 dargestellten herkömmlichen Flüssigkristalldisplay.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das den Polarisationszustand von elliptisch polarisiertem Licht mit Wellenlängen λ = 450 nm, λ = 550 nm und λ = 650 nm unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Polarisationsplatte beim in Figur B dargestellten herkömmlichen Flüssigkristalldisplay.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend wird die Erfindung durch Beispiele unter Bezugnahme auf Figuren beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht, die ein erfindungsgemäßes Flüssigkristalldisplay zeigt. Eine Flüssigkristalltafel 10 besteht aus einem Paar lichtdurchlässiger Substrate 4a und 4b, einem nematischen Flüssigkristall (STN-Flüssigkristallschicht) 7, die zwischen die Substrate 4a und 4b gefüllt ist und zu der ein chiraler Dotierstoff hinzugefügt ist, ein Paar transparenter Elektroden 5, die auf den Flächen der Substrate 4a und 4b ausgebildet sind, die jeweils der STN-Flüssigkristallschicht 7 zugewandt sind, und einem Paar Ausrichtungsfilme 6. Auf der Vorderseite der Flüssigkristalltafel 10 (d. h. an der Oberseite in den Fig. 1, 2 und 3) ist eine vordere Polarisationsplatte 1 vorhanden und an der Rückseite der Flüssigkristalltafel 10 (d. h. an der Unterseite in den Fig. 1, 2 und 3) ist eine hintere Polarisationsplatte 8 vorhanden. Außerdem ist an der Vorderseite oder Rückseite der Flüssigkristalltafel 10 eine Phasenplatte 2 aus einem polymeren Film, der uniaxial gestreckt ist, vorhanden. Auch ist an der Vorderseite der Flüssigkristalltafel 10 eine optisch anisotrope Platte 3 mit verdrillter Struktur vorhanden.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Phasenplatte 2 und die optisch anisotrope Platte 3 beide auf der Vorderseite der Flüssigkristalltafel 10 vorhanden.
Fig. 2 zeigt Beziehungen für optische Achsen verschiedener Komponenten und Ausrichtungen von STN-Flüssigkristallmolekülen im in Fig. 1 dargestellten Flüssigkristalldisplay.
In Fig. 2 ist ein durch die Ausrichtung 15 der Flüssigkristallmoleküle im emissionsseitigen Substrat 4a der Flüssigkristalltafel 10 und die Ausrichtung 16 von Flüssigkristallmolekülen im eintrittsseitigen Substrat 4b der Flüssigkristalltafel 10 gebildeter Winkel durch Φ repräsentiert, d. h., dass Φ der Verdrillungswinkel der Flüssigkristalltafel 10 ist. Ein durch eine emissionsseitige optische Achse 13 (S-Achse) der optisch anisotropen Platte 3 und eine eintrittsseitige optische Achse 14 der optisch anisotropen Platte 3 gebildeter Winkel ist durch Ψ repräsentiert, d. h., Ψ ist der Verdrillungswinkel der optisch anisotropen Platte 3. Ein durch die eintrittsseitige optische Achse 14 der optisch anisotropen Platte 3 und die Ausrichtung 15 der Flüssigkristallmoleküle im emissionsseitigen Substrat 4a gebildeter Schnittwinkel ist durch Θ repräsentiert. Ein durch die Absorptionsachsenrichtung 11 der vorderen Polarisationsplatte 1 und die emissionsseitige optische Achse 13 der optisch anisotropen Platte 3 gebildeter Schnittwinkel ist durch α repräsentiert. Ein durch eine optische Achse (S- Achse) 12 der Phasenplatte 2 und die emissionsseitige optische Platte 13 der optisch anisotropen Platte 3 gebildeter Schnittwinkel ist durch β re präsentiert. Ein durch die Ausrichtung 16 der Flüssigkristallmoleküle im eintrittsseitigen Substrat 4b und die Absorptionsachsenrichtung 17 der hinteren Polarisationsplatte 8 gebildeter Schnittwinkel ist durch γ repräsentiert.
Im Flüssigkristalldisplay mit der obigen Konstruktion kann durch Optimieren der jeweiligen Nacheilungswerte und der jeweiligen Achsenwinkelanordnungen der optisch anisotropen Platte und der Phasenplatte eine bessere Schwarz/- Weiß-Anzeige realisiert werden, und es kann das Kontrastverhältnis verbessert werden.

Beispiel 1

Bei diesem Beispiel ist die in Fig. 1 dargestellte optisch anisotrope Platte 3 linksdrehend und weist eine Nacheilung von 900 nm auf, die Phasenplatte 2 ist ein Polycarbonatfilm, der uniaxial gestreckt ist und eine Nacheilung von 450 nm aufweist, und die STN-Flüssigkristallschicht 7 ist linksdrehend und weist eine Nacheilung von 900 nm auf. Die obigen verschiedenen Winkel sind wie folgt eingestellt: Φ = 240º, Ψ = 90º, Θ = 0º, β = 90º und γ = 40º.
Hinsichtlich des Flüssigkristalldisplays dieses Beispiels zeigt Fig. 3 die Emission elliptisch polarisierter Lichtstrahlen mit. Wellenlängen von z. B. λ = 450 nm (blau), λ = 550 nm (grün) und λ = 650 nm (rot) unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Polarisationsplatte 1. Als Vergleichsbeispiel zeigt Fig. 7 die Emission elliptisch polarisierter Lichtstrahlen mit den obigen Lichtwellenlängen unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Polarisationsplatte für den Fall, bei dem z. B. beim herkömmlichen STN-LCD mit dem in Fig. 6B dargestellten Aufbau die vordere Phasenplatte 2 und die hintere Phasenplatte 9 Polycarbonatfilme sind, die uniaxial gestreckt sind und eine Nacheilung von 430 nm aufweisen, und die STN-Flüssigkristallschicht 7 eine Nacheilung von 900 nm aufweist. Aus den Fig. 3 und 7 ist es erkennbar, dass das STN-LCD dieses Beispiels bessere Elliptizität und besseren Azimut als das herkömmliche STN-LCD aufweist.
Für das Flüssigkristalldisplay dieses Beispiels werden die Helligkeit (Y) und die CIE-Farbartkoordinaten (x, y) gemessen, wenn die Absorptionsachsenrichtung 11 der vorderen Polarisationsplatte 1 genau auf den Azimut des emittierten elliptisch polarisierten Lichts unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Polarisationsplatte eingestellt ist. Im Ergebnis wird die Hel ligkeit (Y) zu 0,425 gemessen, und die Farbartkoordinaten (x, y) werden zu (0.2669, 0.2857) gemessen. So kann eine sehr gute schwarze Anzeige erzielt werden.
Darüber hinaus zeigt die Fig. 4 die Beziehung zwischen der Wellenlänge und einem Wert, der durch Normieren eines Nacheilungswerts für Polycarbonat, das als Material des uniaxial gestreckten Polymers verwendet wird, unter Verwendung des Nacheilungswerts bei λ = 551 nm erhalten wurde. Fig. 4 zeigt auch die Beziehung zwischen der Wellenlänge und einem Wert, der durch Normieren eines Nacheilungswerts unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Phasenplatte 2 unter Verwendung des Nacheilungswerts bei λ = 550 nm erhalten wurde. Wie es aus Fig. 4 erkennbar ist, ist die Wellenlängen-abhängige Variation des Nacheilungswerts in der vorderen Phasenplatte 2 im Wesentlichen dieselbe wie die Wellenlängen-abhängige Variation des Nacheilungswerts unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Phasenplatte 2. Daher kann beim Flüssigkristalldisplay dieses Beispiels optische Kompensation für die Wellenlänge über den gesamten sichtbaren Bereich realisiert werden.

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel ist die in Fig. 1 dargestellte optisch anisotrope Platte 3 rechtsdrehend und weist eine Nacheilung von 400 nm auf, die Phasenplatte 2 ist ein Polyvinylalkoholfilm, der uniaxial gestreckt ist und eine Nacheilung von 460 nm aufweist, und die STN--Flüssigkristallschicht 7 ist linksdrehend und weist eine Nacheilung von 900 nm auf. Die obigen verschiedenen Winkel sind wie folgt eingestellt: Φ = 240º, Ψ = 90º, Θ = 90º, β = 90º und γ = 40º.
Hinsichtlich des Flüssigkristalldisplays dieses Beispiels zeigt Fig. 5 die Emission elliptisch polarisierter Lichtstrahlen mit. Wellenlängen von z. B. λ = 450 nm (blau), λ = 550 nm (grün) und λ = 650 nm (rot) unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Polarisationsplatte 1. Als Vergleichsbeispiel zeigt Fig. 8 die Emission elliptisch polarisierter Lichtstrahlen mit den obigen Lichtwellenlängen unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Polarisationsplatte für den Fall, bei dem z. B. beim herkömmlichen STN-LCD mit dem in Fig. 6B dargestellten Aufbau die vordere Phasenplatte 2 und die hintere Phasenplatte 9 Polyvinylalkoholfilme sind, die uniaxial gestreckt sind und eine Nacheilung von 430 nm aufweisen, und die STN-Flüssigkristallschicht 7 eine Nacheilung von 900 nm aufweist. Aus den Fig. 5 und 8 ist es erkennbar, dass das STN-LCD dieses Beispiels bessere Elliptizität und bes seres Azimut als das herkömmliche STN-LCD aufweist.
Für das Flüssigkristalldisplay dieses Beispiels werden die Helligkeit (Y) und die CIE-Farbartkoordinaten (x, y) gemessen, wenn die Absorptionsachsenrichtung 11 der vorderen Polarisationsplatte 1 genau auf den Azimut des emittierten elliptisch polarisierten Lichts unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Polarisationsplatte eingestellt ist. Im Ergebnis wird die Helligkeit (Y) zu 1.2439 gemessen, und die Farbartkoordinaten (x, y) werden zu (0.2865, 0.3191) gemessen. So kann eine sehr gute schwarze Anzeige erzielt werden. Es ist zu beachten, dass bei vollständig schwarzer Anzeige für die Helligkeit Y = 0 gilt und für die Farbart Koordinaten (x, y) = (0.3101, 0.3162) gilt (Beleuchtung C).
Darüber hinaus zeigt die Fig. 4 die Beziehung zwischen der Wellenlänge und einem Wert, der durch Normieren eines Nacheilungswerts für Polyvinylalkohol, das als Material des uniaxial gestreckten Polymers verwendet wird, unter Verwendung des Nacheilungswerts bei 1 = 550 nm erhalten wurde. Fig. 4 zeigt auch die Beziehung zwischen der Wellenlänge und einem Wert, der durch Normieren eines Nacheilungswerts unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Phasenplatte 2 unter Verwendung des Nacheilungswerts bei λ = 550 nm erhalten wurde. Wie es aus Fig. 4 erkennbar ist, ist die Wellenlängenabhängige Variation des Nacheilungswerts in der vorderen Phasenplatte 2 im Wesentlichen dieselbe wie die Wellenlängen-abhängige Variation des Nacheilungswerts unmittelbar vor dem Eintritt in die vordere Phasenplatte 2. Daher kann beim Flüssigkristalldisplay dieses Beispiels optische Kompensation für die Wellenlänge über den gesamten sichtbaren Bereich realisiert werden.
Beim obigen ersten und zweiten Beispiel erfolgte die Beschreibung für die Verwendung einer optisch anisotropen Platte mit einer Struktur mit einer Verdrillung von 90º. Die Erfindung ist nicht alleine hierauf beschränkt. Alternativ können dieselben Wirkungen erzielt werden, wenn eine Struktur mit einem Verdrillungswinkel unter 90º, wie 60º, 70º oder 80º, oder eine Struktur mit einem Verdrillungswinkel über 90º, wie 130º, verwendet wird. Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, hat die optisch anisotrope Platte mit der oben genannten verdrillten Struktur eine andere Funktion als ein Flüssigkristall-Polymer-Film, der bei einem herkömmlichen DSTN-LCD eine Zelle für optische Kompensation ersetzen soll. Genauer gesagt, wird, wenn die optisch anisotrope Platte in Kombination mit einer Phasenplatte aus einem uniaxial gestreckten Polymerfilm verwendet wird, die durch den Durchlauf von Licht durch eine STN-Flüssigkristalltafel hindurch hervorgerufene Zirkularpolarisation beseitigt, und die Phasendifferenz wird kompensiert. Daher kann unter Verwendung einer optisch anisotropen Platte mit der oben genannten verdrillten Struktur eine sehr gute Schwarz/Weiß- Anzeige erhalten werden.
Darüber hinaus muss der herkömmliche Flüssigkristall-Polymer-Film im Wesentlichen denselben, jedoch umgekehrten Verdrillungswinkel wie die STN- Flüssigkristalltafel, mit der der Film kombiniert ist, aufweisen. Im Gegensatz hierzu kann im erfindungsgemäßen Flüssigkristalldisplay die optisch anisotrope Platte einen Verdrillungswinkel von ungefähr 90º aufweisen, und auf Grundlage der Eigenschaften der kombinierten Phasenplatte kann die optisch anisotrope Platte linksdrehend oder rechtsdrehend sein. Daher kann ein Flüssigkristalldisplay mit hervorragender Fähigkeit zur Massenherstellung und hoher Zuverlässigkeit erzeugt werden.
Die optisch anisotrope Platte mit verdrillter Struktur kann dadurch hergestellt werden, dass eine Schicht aus einem niedermolekularen, nematischen Flüssigkristall, zu dem ein chiraler Dotierstoff hinzugefügt ist, zwischen lichtdurchlässige Substrate eingefügt wird, die einem Ausrichtungsprozess unterzogen wurden. Alternativ kann ein hochmolekularer Flüssigkristall, bei dem chiral-nematische Moleküle an Seitenketten hochmolekularer Ketten, wie Acrylat, angebracht sind, als Schicht auf einem lichtdurchlässigen Substrat hergestellt werden, dessen Oberfläche einem Ausrichtungsprozess unterzogen wurde.
Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, wird gemäß der Erfindung eine optisch anisotrope Platte mit verdrillter Struktur in Kombination mit einer Phasenplatte aus einem uniaxial gestreckten Polymerfilm verwendet, so dass die Zirkularpolarisation von Licht, wie sie durch die STN- Flüssigkristalltafel verursacht ist, beseitigt wird, und es kann die Phasendifferenz hinsichtlich der Flüssigkristalltafel kompensiert werden. Daher wird für Wellenlängen über den gesamten sichtbaren Bereich eine optische Kompensation ausgeführt, und demgemäß kann eine vollkommen achromatische Farbanzeige erhalten werden. Daher kann das Flüssigkristalldisplay kompakt und leicht im Vergleich mit einem DSTN-LCD sein, und es können auch eine Schwarz/Weiß-Anzeige und das Kontrastverhältnis verbessert sein. Unter Verwendung der optisch anisotropen Platte mit verdrillter Struktur kann die Wellenlängen-abhängige Variation des Nacheilungswerts kontrolliert werden. Demgemäß kann eine Phasenplatte, die aus verschiedenen Arten von Polymerfilmen besteht, leicht und nach Wunsch verwendet werden. Daher kann das erfindungsgemäße Flüssigkristalldisplay stark zu einer Verbesserung der Anzeigequalität, zu erhöhter Größe, zu hoher Auflösung und zu einer Farbanzeige beitragen. Außerdem kann ein Flüssigkristalldisplay mit der Möglichkeit der Massenherstellung geliefert werden.

Claims

1. , Flüssigkristalldisplay mit:

- einer Flüssigkristalltafel (10) mit einem vorderen Substrat (4a), einem hinteren Substrat (4b) und einem superverdrillt-nematischen Flüssigkristallmaterial (7) mit verdrillter Struktur mit einem Verdrillungswinkel von 180º oder mehr in einer ersten Verdrillungsrichtung; , wobei dieses superverdrillt-nematische Flüssigkristallmaterial zwischen dem vorderen Substrat und dem hinteren Substrat enthalten ist;

- einer vorderen Polarisationsplatte (1) und einer hinteren Polarisationsplatte (8), die die Flüssigkristalltafel (7.0) einbetten, wobei die vordere Polarisationsplatte (1) auf derjenigen Seite der Flüssigkristalltafel (10) angeordnet ist, die dem vorderen Substrat (4a) entspricht;

- einer optisch anisotropen Platte (3), die eine niedermolekulare, nematische Flüssigkristallschicht oder eine hochmolekulare Flüssigkristallachicht mit verdrillter Struktur in einer zweiten Verdrillungsrichtung aufweist und die zwischen der vorderen Polarisationsplatte (1) und der Flüssigkristalltafel (10) angeordnet ist; und

- einer Phasenplatte (2) aus einem Polymerfilm, der uniaxial gestreckt ist, wobei diese Phasenplatte zwischen der vorderen Polarisationsplatte und der optisch anisotropen Platte angeordnet ist.

2. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die erste Verdrillungsrichtung des superverdrillt-nematischen Flüssigkristallmaterials (7) umgekehrt zur zweiten Verdrillungsrichtung der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte (3) ist.

3. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die erste Verdrillungsrichtung des superverdrillt-nematischen Flüssigkristallmaterials dieselbe wie die Verdrillungsrichtung der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte ist.

4. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 2, bei dem ein Produkt d · Δn im Bereich von 180 nm bis 700 nm liegt, wobei d die Dicke der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte ist und Δn die Anisotropie ihres Brechungsindex ist.

5. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 3, bei dem ein Produkt d · Δn im Bereich von 500 nm bis 1100 nm liegt, wobei d die Dicke der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte ist und Δn die Anisotropie ihres Brechungsindex ist.

6. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 7, bei dem die Phasenplatte ein Film aus Polycarbonat ist.

7. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die Phasenplatte ein Film aus Polyvinylalkohol ist.

8. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die Phasenplatte eine Viertelwellenlängen-Platte aus Polycarbonat ist.

9. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 2, bei dem die Phasenplatte eine Viertelwellenlängen-Platte aus Polyvinylalkohol ist.

10. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte eine verdrillte Struktur mit einem Verdrillungswinkel von 90º oder weniger aufweist.

11. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte eine verdrillte Struktur mit einem Verdrillungswinkel von mehr als 90º aufweist.

12. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte eine verdrillte Struktur mit einem Verdrillungswinkel von 60º bis 130º aufweist.

13. Flüssigkristalldisplay nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem die Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte (3) ein Produkt d · Δn aufweist, das im Bereich von 180 nm bis 700 nm liegt, wobei d die Dicke der Flüssigkristallschicht ist und n die Anisotropie ihres Brechungsindex ist.

14. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 13, bei der die erste Verdrillungsrichtung des superverdrillt-nematischen Flüssigkristallmaterials (7) umgekehrt zur zweiten Verdrillungsrichtung der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte (3) verläuft und ein durch die Ausrichtung des vorderen Substrats (4a) und die optische Achse der Flüssigkristallschicht gebildeter Winkel (Θ) 90º beträgt und ein durch eine langsame Achse der Phasenplatte (2) und die optische Achse der Flüssigkristallschicht gebildeter Schnittwinkel (β) 90º beträgt.

15. Flüssigkristalldisplay nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem die Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte (3) ein Produkt d · Δn aufweist, das im Bereich von 500 nm bis 1101 nm liegt, wobei d die Dicke der Flüssigkristallschicht ist und an die Anisotropie ihres Brechungsindex ist.

16. Flüssigkristalldisplay nach einem der Ansprüche 10 oder 12 oder Anspruch 15, bei der die erste Verdrillungsrichtung des superverdrillt-nematischen Flüssigkristallmaterials (7) umgekehrt zur zweiten Verdrillungsrichtung der Flüssigkristallschicht der optisch anisotropen Platte (3) verläuft und ein durch die Ausrichtung des vorderen Substrats (4a) und die optische Achse der Flüssigkristallschicht gebildeter Winkel (Θ) 0º beträgt und ein durch eine langsame Achse der Phasenplatte (2) und die optische Achse der Flüssigkristallschicht gebildeter Schnittwinkel (β) 90º beträgt.