DE69533645T2

DE69533645T2 - Flüssigkristallvorrichtung und elektronisches gerät

Info

Publication number: DE69533645T2
Application number: DE69533645T
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Suwa-shi INOUE; Chiyoaki Suwa-shi Iijima; Toshihiko Suwa-shi Tsuchihashi
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2015-10-27
Also published as: US5838408A; DE69533645D1; WO1996013752A1; CN1141678A; EP0740181B1; TW414869B; EP0740181A4; CN1128381C; EP0740181A1

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft eine Flüssigkristallvorrichtung und ein elektronisches Gerät, in dem eine Flüssigkristallvorrichtung installiert ist, und insbesondere eine Flüssigkristallvorrichtung, die durch Nutzung eines Colorisierungsphänomens, das durch doppelt brechende Birefrigenz des Flüssigkristalls hervorgerufen wird, eine Farbanzeige liefert, und ein elektronisches Gerät, in dem diese Flüssigkristallvorrichtung installiert ist.
Technischer Hintergrund
Eine herkömmliche Farb-Flüssigkristallvorrichtung, die eine colorisierte Anzeige erreicht, verwendet Farbfilter, um Licht zu färben, das dort hindurchgelassen wird. Diese Farb-Flüssigkristallvorrichtung ist konfiguriert aus einem Flüssigkristallanzeigeelement, welches aus einer mit einem Farbfilter versehenen Flüssigkristallzelle und einem Paar von Polarisationsplatten, die zur Aufnahme dieser Flüssigkristallzelle angeordnet sind, gebildet ist, sowie einem Anzeigetreibermittel zum Betreiben der Flüssigkristallzelle.
Jedoch hat diese herkömmliche Farb-Flüssigkristallvorrichtung ein Problem darin, dass das Flüssigkristallanzeigeelement Farbfilter verwenden muss, um das dort hindurchgelassene Licht zu färben, so dass die Lichtdurchlässigkeit dort hindurch gering ist und daher die Anzeige düster ist.
Dies wird durch die Lichtabsorption durch den Farbfilter hervorgerufen. In anderen Worten, ein Farbfilter hat einen ziemlich hohen Absorptionsindex für Licht in dem Wellenlängenband entsprechend seiner Farbe, so dass die Menge an farbigem Licht, die durch diesen Farbfilter hindurchgetreten ist, reduziert ist im Vergleich zu dem Licht jenes Wellenlängenbands, das auf den Farbfilter gefallen war, und daher die Anzeige düsterer wird.
Merke, dass das Flüssigkristallanzeigeelement in dieser herkömmlichen Farb-Flüssigkristallvorrichtung vom Durchlasstyp ist. Wenn jedoch eine Vorrichtung vom reflektiven Typ erzeugt wird, indem eine Reflektionsplatte an der Rückseite dieses Flüssigkristallanzeigeelements angeordnet wird, wird das Licht, das auf die Vorderseite des Flüssigkristallanzeigeelements fällt, dann vor der Vorderflächenseite emittiert, wobei es zweimal durch den Farbfilter hindurchtritt und daher seine Menge so reduziert ist, dass die Anzeige viel düsterer wird, und daher dieser Typ für eine Anzeigevorrichtung selten verwendet wird.
Zur Lösung der obigen Probleme haben die vorliegenden Anmelder zuvor eine Farb-Flüssigkristallvorrichtung entwickelt, die das dort hindurchgelassene Licht ohne die Verwendung von Farbfiltern färbt und die eine hohe Lichtdurchlässigkeit hat, und daher in der Lage ist, eine Anzeige ausreichend hoher Luminanz bereitzustellen.
Diese Flüssigkristallvorrichtung ist eine Nematische(STN)-Flüssigkristallvorrichtung mit Verzögerungseffektfarb(REC)-Modus und Reflektiver-Farb-Superdrehung, die ein Verfahren der Verwendung eines Colorisierungsphänomens nutzt, das durch doppelt brechende Birefrigenz des Flüssigkristalls erzeugt wird, und deren Konfiguration ist in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2-118516 offenbart.
Das Verzögerungseffektfarb(REC)-Verfahren ist ein Verfahren der Verwendung doppelt brechender Birefrigenz des Flüssigkristalls, um eine Farbanzeige zu implementieren; die Verzögerung des Flüssigkristalls variiert durch Steuern der an die Flüssigkristallschicht angelegten Spannung, so dass mehrere Farben angezeigt werden können.
Da eine REC-Modus-Flüssigkristallvorrichtung keinerlei Farbfilter benötigt, ist sie hell und auch billig und ist für eine reflektive Flüssigkristallanzeige (LCD) in einen populären Typ eines tragbaren elektronischen Geräts geeignet.
Das Colorisierungsprinzip der REC-Modus-Farb-STN-Flüssigkristallvorrichtung wird nun in Bezug auf 37 beschrieben.
Wie in 37 gezeigt, tritt einfallendes Licht (Licht für jede der Farben rot, grün, blau) durch eine Polarisationsplatte 3000 hindurch und wird hierdurch einer linearen Polarisierung unterzogen, wobei es dann auf eine superdrehende nematische-(STN)-Flüssigkristallzelle 3100 fällt.
Flüssigkristallmoleküle zeigen eine optische Anisotropie darin, dass ihr Brechungsindex in Richtung ihrer langen Achse sich von dem Brechungsindex in Richtung ihrer kurzen Achse unterscheidet. Dies wird Doppelbrechung genannt. Dies bedeutet, dass Durchlassgeschwindigkeit von einfallendem linear polarisierten Licht sich in den Richtungen der langen Achse und der kurzen Achse der Flüssigkristallmoleküle unterscheidet und daher das Licht einer elliptischen Polarisierung unterzogen wird. Da der Zustand dieser elliptischen Polarisation von der Farbe abhängig ist, wird in der Lichtmenge jeder Farbe, die durch eine Polarisationsplatte 3400 hindurchtritt, erzeugt, so dass Licht einer vorbestimmten Farbe erzeugt werden kann, indem Licht unterschiedlicher Farben kombiniert wird, das dort hindurchgelassen wird.
Wenn eine Spannung an die STN-Flüssigkristallzelle 3100 angelegt wird, nimmt der effektive Wert von Δn·d der Flüssigkristallschicht ab, wenn die Spannung ansteigt. Merke, dass Δn die optische Anisotropie des Flüssigkristalls ist, und d die Dicke der Flüssigkristallschicht ist.
Wenn daher der Anfangswert von Δn·d hoch gelegt werden könnte, dann könnte der Wert von Δn·d des STN-Flüssigkristalls so gemacht werden, dass er sich durch Ändern der daran angelegten Spannung stark ändert, wodurch der Zustand der elliptischen Polarisation des Lichts, nachdem es durch die Flüssigkristallzelle hindurchgetreten ist, stark verändert wird, und daher Änderungen in der Anzeigefarbe implementiert werden können, wie etwa jene, die 38 gezeigt sind.
Eine REC-Modus-Farb-STN-Flüssigkristallvorrichtung hat überragende Eigenschaften, dass sie etwa hell und billig ist, wobei aber eine weitere Untersuchung durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung Punkte identifiziert hat, die weiter verbessert werden können.
In anderen Worten ist es, zum Erhöhen der Reflektionsluminanz in einer Flüssigkristallvorrichtung vom reflektiven Typ, die mit einer Reflektorplatte an einer der Außenseiten einer Polarisationsplatte versehen ist, oder einer mit einem Transflektor versehenen transflektiven Flüssigkristallvorrichtung zu erhöhten, erforderlich, dass der Farbton (nachfolgend Hintergrundfarbe genannt), der erreicht wird, wenn keine Spannung angelegt wird (nachfolgend als „Nullspannung" bezeichnet), oder wenn eine Aus-Spannung angelegt wird, Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sein sollte, und ist es darüber hinaus erforderlich, dass eine Nichtfarbe wie etwa schwarz oder weiß als Hintergrundfarbe auch in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Durchlasstyp angezeigt wird, die mit einer Hintergrundbeleuchtung an der Außenseite einer Polarisationsplatte versehen ist.
Jedoch besteht die Tendenz, dass eine Flüssigkristallvorrichtung, die das in 37 gezeigte Verfahren verwendet, eine Hintergrundfarbe hat, die grün oder blaugrün ist, und es bekanntermaßen schwierig ist, immer Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon anzuzeigen.
Die JP 06175125 beschreibt eine Flüssigkristallvorrichtung, die eine vielfarbige Anzeige ohne die Verwendung von Farbfiltern realisiert. Die Anzeige enthält eine Schicht von Flüssigkristallmaterial vom STN-Typ, das zwischen zwei Substraten aufgenommen ist, um eine Flüssigkristallzelle bereitzustellen. Eine Phasenplatte ist an jeder Seite der Flüssigkristallzelle angeordnet. Das Produkt der optischen Anisotropie und der Dicke der Flüssigkristallschicht ist zwischen 1 und 2 μm gelegt, und dasselbe Produkt der Phasenplatten ist zwischen 0,35 und 0,95 μm gelegt. Das Vorsehen der Phasenplatten mit diesen definierten Charakteristika intensiviert den Färbungseffekt, der durch die Doppeltbrechung der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallzelle hervorgerufen wird, um hierdurch die angezeigten roten, grünen und blauen Farbcharakteristika zu verbessern. Die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 sind aus dieser Druckschrift bekannt.
Die vorliegende Erfindung wurde von den Erfindern dieser Anmeldung auf der Basis der oben beschriebenen experimentellen Ergebnisse veranlasst.
Offenbarung der Erfindung
Ein Ziel dieser Erfindung ist es, eine Flüssigkristallvorrichtung anzugeben, die in der Lage ist, zumindest zwei Farben ohne die Verwendung von Farbfiltern anzuzeigen, und die auch in der Lage ist, Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon anzuzeigen.
Ein anderes Ziel davon ist, ein hochleistungsfähiges elektronisches Gerät anzugeben, in dem ein helles und billiges Farbanzeigemittel installiert ist.
In einem ersten Aspekt dieser Erfindung wird eine Flüssigkristallvorrichtung angegeben, umfassend eine Flüssigkristallzelle mit einer Schicht aus einem innerhalb des Bereichs von 180° bis 360° gedrehten nematischen Flüssigkristall und einem Paar von Substraten, auf denen Elektroden ausgebildet sind, um an die nematische Flüssigkristallschicht eine Spannung anzulegen, und die in gegenüberliegender Weise in einer Form angeordnet sind, die die nematische Flüssigkristallschicht dazwischen aufnimmt;
ein Paar von Polarisationsplatten, die an jeder Seite der Flüssigkristallzelle in einer Schichtform angeordnet sind;
eine optisch anisotrope Substanz, die zwischen der Flüssigkristallzelle und zumindest einer Polarisationsplatte des Paars von Polarisationsplatten vorgesehen ist; und
ein Spannungsanlegemittel, das in der Lage ist, zumindest drei Spannungen auszuwählen, die zwischen den Elektroden anzulegen sind; worin
die Flüssigkristallzelle und die optisch anisotrope Substanz den Beziehungen der folgenden Gleichungen 1 und 2 genügen:
Gleichung 1

Δn·d ≥ 1 μm

Gleichung 2

15,5 μm × α2 – 40 μm × α + 25,1 μm ≤ R – Δn·d ≤ 15,5 μm × α2 – 40 μm × α + 25,8 μmwobei: Δn·d das Produkt der optischen Anisotropie Δn der nematischen Flüssigkristallschicht und der Dicke d der nematischen Flüssigkristallschicht ist; R die Summe der Produkte Δnj·dj der optischen Anisotropie Δnj von einer j-ten (wobei j eine ganze Zahl ist) Schicht der optisch anisotropen Substanz und der Dicke dj der j-ten Schicht der optisch anisotropen Substanz ist, genommen von einer ersten Schicht bis zu einer i-ten Schicht (wobei i eine ganze Zahl größer oder gleich j ist), wenn i Schichten der optisch anisotropen Substanz verwendet werden; und α das Verhältnis der optischen Anisotropie der optisch anisotropen Substanz bei einer Wellenlänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie der optisch anisotropen Substanz bei einer Wellenlänge von 590 nm ist; und dadurch gekennzeichnet, dass: die Flüssigkristallzelle der Beziehung der folgenden Gleichung 3 genügt: Gleichung 3
wobei Δn·d das Produkt der optischen Anisotropie Δn der nematischen Flüssigkristallschicht und der Dicke d der nematischen Flüssigkristallschicht ist; β das Verhältnis der Spannung, bei der die relative Kapazität der Flüssigkristallzelle 0,3 beträgt, zu der Spannung, bei der die relative Kapazität der Flüssigkristallzelle 0,1 beträgt, ist, wenn die relative Kapazität der Flüssigkristallzelle für eine Spannung von 0,5 V, die zwischen die Elektroden angelegt wird, 0 ist, und die relative Kapazität der Flüssigkristallzelle für eine Spannung von 25 V, die zwischen dem Elektrodenpaar angelegt wird, 1 ist; und P das Verhältnis einer ausgewählten Spannung zu einer nicht ausgewählten Spannung ist.

Bevorzugt liegt an einer Kontaktoberfläche zwischen einer Polarisationsplatte des Paars von Polarisationsplatten und der Flüssigkristallzelle der Winkel zwischen der Richtung, in der die Moleküle des nematischen Flüssigkristalls in Kontakt mit der Innenoberfläche der Flüssigkristallzelle ausgerichtet sind, und einer der Absorptionsachse und der Polarisationsachse der Polarisationsplatte innerhalb des Bereichs von 15° bis 75°.
Bevorzugt liegt an einer Kontaktoberfläche zwischen der Flüssigkristallzelle und der optisch anisotropen Substanz der Winkel zwischen der Richtung, in der die Moleküle des nematischen Flüssigkristalls in Kontakt mit der Innenoberfläche des Flüssigkristalls ausgerichtet sind, und der langsamen Achse der optisch anisotropen Substanz im Bereich von 60° bis 120°.
Bevorzugt wird in einem dritten Aspekt dieser Erfindung eine Flüssigkristallvorrichtung angegeben, umfassend eine Flüssigkristallzelle, die eine Schicht aus einem innerhalb des Bereichs von 180° bis 360° gedrehten nematischen Flüssigkristall und einem Paar von Substraten aufweist, auf denen Elektroden für eine Kontaktfläche zwischen der optisch anisotropen Substanz und einer Polarisationsplatte des Paars von Polarisationsplatten ausgebildet sind, wobei der Winkel zwischen der langsamen Achse der optisch anisotropen Substanz und einer der Absorptionsachse und der Polarisationsachse der Polarisationsplatte im Bereich von 15° bis 75° liegt.
Eine Flüssigkristallvorrichtung, die in der Lage ist, Farben ohne die Verwendung von Farbfiltern anzuzeigen, und die auch in der Lage ist, Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon zuzuzeigen, wird durch Optimieren des Werts von Δn·d des Flüssigkristalls sowie der Beziehung zwischen dem Wert von Δn·d des Flüssigkristalls und dem Wert der Verzögerung (R) der optisch anisotropen Substanz implementiert, d. h. zum Beispiel eine Verzögerungsfolie. Diese Flüssigkristallvorrichtung hat eine Hintergrundfarbe, die zum Beispiel weiß ist oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon hat, und zumindest zwei Farben anzeigt, wenn daran eine Spannung angelegt wird.
Merke, dass die Unterscheidung zwischen den Begriffen „Verzögerung" und „Δn·d", wie im Prinzip in diesem Dokument verwendet, so ist, dass „Verzögerung" in Bezug auf eine optisch anisotrope Substanz wie etwa eine Verzögerungsfolie verwendet wird, und „Δn·d" in Bezug auf das Flüssigkristall verwendet wird.
In einer bevorzugten Anwendung ist das Spannungsanlagemittel in der Lage, zumindest drei Spannungswerte auszuwählen, die zwischen dem Paar der Substrate anzulegen sind, eine Zeitteilertreiberschaltung ist, welche in der Lage ist, eine Nichtauswahlspannung mit einem Spannungspegel, der keine Änderung in der Polarisationswirkung des nematischen Flüssigkristalls hervorruft, eine Auswahlspannung mit einem Spannungspegel, der eine Änderung in der Polarisationswirkung des nematischen Flüssigkristalls hervorruft, und zumindest eine andere Spannung mit einem Spannungspegel zwischen den jeweiligen Spannungspegeln der Nichtauswahl- und Auswahlspannungen zuzuführen.
Die Flüssigkristallzelle in der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung sollte der Beziehung genügen: Δn·d ≥ {0,8 × (β – 1)/(P – 1)} + 0,6 (μm),wobei Δn·d das Produkt der optischen Anisotropie Δn·d der nematischen Flüssigkristallschicht und der Dicke d der nematischen Flüssigkristallschicht ist; β das Verhältnis der Spannung, bei der die Kapazität der Flüssigkristallzelle 0,3 beträgt, zu der Spannung, an der die Kapazität der Flüssigkristallzelle 0,1 beträgt, ist, wenn für eine zwischen den Elektroden angelegte Spannung von 0,5 V die Kapazität der Flüssigkristallzelle 0 ist, und für eine zwischen dem Elektrodenpaar angelegte Spannung von 25 V die Kapazität der Flüssigkristallzelle 1 ist; und P das Verhältnis einer gewählten Spannung zu einer nicht gewählten Spannung ist.
Wenn die obigen Bedingungen erfüllt sind, kann eine vorbestimmte Mehrzahl von Farben unter Verwendung einer Zeitteilertreiberschaltung angezeigt werden, um die Flüssigkristallzelle in einer Methode der Rahmenratensteuerung zu betreiben.
Die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung verwendet bevorzugt einen Polymerfilm als die optisch anisotrope Substanz.
Zusätzlich weist der Polymerfilm der die optisch anisotrope Substanz ist, einen Brechungsindex nx in Richtung des maximalen Brechungsindex parallel zu der Filmoberfläche, einen Brechungsindex ny in Richtung orthogonal zu nx und parallel zu der Filmoberfläche sowie einen Brechungsindex nz in Richtung der Filmdickenrichtung auf, wobei die Brechungsindices der Beziehung der folgenden Gleichung 4 genügen: (nx – nz)/(nx – ny) ≤ 0,7.
Ferner ist die Richtung der langsamen Achse des Polymerfilms, der die optisch anisotrope Substanz der Flüssigkristallanzeige dieser Erfindung ist, bevorzugt parallel zu der Filmoberfläche und verändert sich auch kontinuierlich in Bezug auf die Filmdickenrichtung.
Zusätzlich könnte eine zweite Flüssigkristallzelle als die optisch anisotrope Substanz der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung verwendet werden. In einem solchen Fall könnte der Wert der Verzögerung kontinuierlich verändert werden.
Ferner ist bevorzugt das Flüssigkristall, das in der zweiten Flüssigkristallzelle der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung verwendet wird, ein nematisches Flüssigkristall, und liegt das Verhältnis der nematischen isotropen Phasenübergangstemperaturen (Klarpunkt oder NI-Punkt) des nematischen Flüssigkristalls in der zweiten Flüssigkristallzelle und der nematischen Flüssigkristallzelle, die in der anderen Flüssigkristallzelle verwendet wird, im Bereich von 0,8 bis 1,2.
In der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung ist bevorzugt ferner eine Reflektionsplatte oder ein Transflektor mit einer Außenseite einer Polarisationsplatte des Paars von Polarisationsplatten versehen.
Ein elektronisches Gerät dieser Erfindung ist mit der oben beschriebenen Flüssigkristallvorrichtung versehen. Dies liefert ein helles, billiges, hochleistungsfähiges elektronisches Gerät.
Zusätzlich ist das elektronische Gerät dieser Erfindung mit der oben beschriebenen Flüssigkristallvorrichtung versehen, und ist auch mit einem Eingabemittel versehen, um Daten einzugeben, die zum Anzeigen eines Bildes auf der Flüssigkristallvorrichtung notwendig sind. Dies macht es möglich, ein kompaktes tragbares elektronisches Geräteteil zu implementieren, in das zum Beispiel Daten eingegeben werden können.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht durch ein Beispiel einer Flüssigkristallvorrichtung (Flüssigkristallvorrichtung vom reflektiven Typ) dieser Erfindung;
2 ist ein Diagramm mit Darstellung des Verfahrens der gesamten Aufzeichnung der gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten, der Richtung der langsamen Achse der Verzögerungsfolie und den Ausrichtungsrichtungen des nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallvorrichtung von 1;
3A zeigt ein Beispiel der Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten, der Richtung der langsamen Achse der Verzögerungsfolie sowie den Ausrichtungsrichtungen des nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallvorrichtung von 1 unter Verwendung des Aufzeichnungsmediums von 2, und 3B zeigt ein anderes Beispiel dieser Beziehungen;
4 zeigt ein Beispiel von Bereichen der Werte von Δn·d des Flüssigkristall und der Verzögerung R der Verzögerungsfolie, die zum Erhalt der gewünschten Anzeige geeignet sind, wenn eine uniaxial gereckte Verzögerungsfolie aus Polycarbonat (PC) als die Verzögerungsfolie 2 von 1 verwendet wird;
5 ist ein CIE-Chromatizitätsdiagramm, das ein Beispiel der Farbänderung erzeugt, die erzeugt wird, wenn eine Spannung eine Flüssigkristallvorrichtung innerhalb des in 4 gezeigten geeigneten Bereichs angelegt wurde;
6 zeigt ein anderes Beispiel von Bereichen der Werte von Δn·d des Flüssigkristalls und der Verzögerung R der Verzögerungsfolie, die zum Erhalt der gewünschten Anzeige geeignet sind, wenn eine uniaxial gereckte Verzögerungsfolie aus Polycarbonat (PC) als die Verzögerungsfolie 2 von 1 verwendet wird;
7 ist ein CIE-Chromatizitätsdiagramm, das ein anderes Beispiel der Farbänderung zeigt, die erzeugt wird, wenn eine Spannung an eine Flüssigkristallvorrichtung innerhalb des in 6 gezeigten geeigneten Bereichs angelegt wird;
8 zeigt ein Beispiel von Bereichen der Werte von Δn·d des Flüssigkristalls und der Verzögerung R der Verzögerungsfolie, die zum Erhalt der gewünschten Anzeige geeignet sind, wenn eine uniaxial gereckte Verzögerungsfolie aus Polyvinylalkohol (PVA) als die Verzögerungsfolie 2 von 1 verwendet wird;
9 zeigt ein anderes Beispiel von Bereichen der Werte von Δn·d des Flüssigkristalls und der Verzögerungsfolie R der Verzögerungsfolie, die zum Erhalt der gewünschten Anzeige geeignet sind, wenn eine uniaxial gereckte Verzögerungsfolie aus Polyvinylalkohol (PVA) als die Verzögerungsfolie 2 von 1 verwendet wird;
10 zeigt ein Beispiel von Bereichen der Werte von Δn·d des Flüssigkristalls und der Verzögerung R der Verzögerungsfolie, die zum Erhalt der gewünschten Anzeige geeignet sind, wenn eine uniaxial gereckte Verzögerungsfolie aus Polysulfon (PSF) als die Verzögerungsfolie 2 von 1 verwendet wird;
11 zeigt ein anderes Beispiel von Bereichen der Werte von Δn·d des Flüssigkristalls und der Verzögerung R der Verzögerungsfolie, die zum Erhalt der gewünschten Anzeige geeignet sind, wenn eine uniaxial gereckte Verzögerungsfolie aus Polysulfon (PSF) als die Verzögerungsfolie 2 von 1 verwendet wird;
12 ist eine Schnittansicht durch ein anderes Beispiel der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung;
13A zeigt ein Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten, der Richtung der langsamen Achse der Verzögerungsfolie sowie der Ausrichtungsrichtungen des nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallvorrichtung von 12, und 13B zeigt ein anderes Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen diesen Richtungen;
14 ist eine Schnittansicht durch ein anderes Beispiel der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung;
15A zeigt ein Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten, der Richtung der langsamen Achse der Verzögerungsfolie sowie der Ausrichtungsrichtungen des nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallvorrichtung von 14, und 15B zeigt ein anderes Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen diesen Richtungen;
16 ist eine Schnittansicht durch ein anderes Beispiel der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung;
17A zeigt ein Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten, der Richtung der langsamen Achse der Verzögerungsfolie sowie der Ausrichtungsrichtungen des nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallvorrichtung von 16, und 17B zeigt ein anderes Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen diesen Richtungen;
18 ist eine Schnittansicht durch ein anderes Beispiel der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung;
19A zeigt ein Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten, der Richtung der langsamen Achse der Verzögerungsfolie sowie der Ausrichtungsrichtungen des nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallvorrichtung von 18, und 19B zeigt ein anderes Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen diesen Richtungen;
20 zeigt die Ergebnisse der Auswertung der Blickwinkelcharakteristiken der Flüssigkristallvorrichtung von 18;
21 ist eine Schnittansicht durch ein anderes Beispiel der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung;
22A zeigt ein Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten, der Richtung der langsamen Achse der Verzögerungsfolie sowie der Ausrichtungsrichtungen des nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallvorrichtung von 21, und 22B zeigt ein anderes Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen diesen Richtungen;
23 ist eine Schnittansicht durch ein anderes Beispiel der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung;
24A zeigt ein Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten und der Ausrichtungsrichtungen des nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallvorrichtung von 23, und 24B zeigt ein anderes Beispiel der gegenseitigen Beziehungen zwischen diesen Richtungen;
25 zeigt die Beziehungen zwischen Δn·d der Flüssigkristallzelle, der Verzögerung R der Verzögerungsfolie und des Steilheitsverhältnisses β des nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallvorrichtung, die diesen Beziehungen innerhalb des in 4 gezeigten geeigneten Bereichs genügt;
26 ist ein CIE-Chromatizitätsdiagramm der Farben, die auftreten, wenn eine Flüssigkristallvorrichtung, die den Beziehungen innerhalb des in 4 gezeigten geeigneten Bereichs genügt, in acht Schritten betrieben wird;
27 zeigt die Beziehungen zwischen Δn·d der Flüssigkristallzelle, der Verzögerung R der Verzögerungsfolie und des Steilheitsverhältnisses β des nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallvorrichtung, die diesen Beziehungen innerhalb des in 6 gezeigten geeigneten Bereichs genügt;
28 ist ein CIE-Chromatizitätsdiagramm der Farben, die auftreten, wenn eine Flüssigkristallvorrichtung, die den Beziehungen innerhalb des in 6 gezeigten geeigneten Bereichs genügt, in acht Schritten betrieben wird;
29A ist ein Diagramm mit Darstellung der Beziehungen zwischen Δn·d der Flüssigkristallzelle, der Verzögerung R der Verzögerungsfolie und des Wellenlängenstreuverhältnisses α der Verzögerungsfolie, und 29B ist ein Diagramm mit Darstellung des Wellenlängenstreuverhältnisses α der Verzögerungsfolie;
30A ist ein Diagramm mit Darstellung des Konzepts eines Simulators und 30B ist eine Grafik mit Darstellung der allgemeinen Funktionen f₁(α) und f₂(α);
31 zeigt die Außenseite eines Beispiels des elektronischen Geräts der Erfindung (eines Pagers), worin eine Flüssigkristallvorrichtung installiert ist;
32 zeigt ein Beispiel einer Schaltung zum Betreiben der in dem elektronischen Gerät von 31 angebrachten Flüssigkristallvorrichtung;
33A zeigt ein anderes Beispiel des elektronischen Geräts dieser Erfindung (eines Steuergeräts einer Klimaanlage), worin eine Flüssigkristallvorrichtung installiert ist, und 33B zeigt ein noch anderes Beispiel eines elektronischen Geräts (eines Rechners);
34 zeigt ein Beispiel einer Schaltung zum Betreiben der in dem elektronischen Gerät von 33A angebrachten Flüssigkristallvorrichtung;
35 zeigt ein anderes Beispiel des elektronischen Geräts dieser Erfindung, in dem eine Flüssigkristallvorrichtung installiert ist;
36A bis 36C sind jeweils Diagramme mit Darstellung der Funktion der Verzögerungsfolie in der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung;
37 ist ein Diagramm mit Darstellung des Prinzips der Farbanzeige in einer REC-Modus-Flüssigkristallvorrichtung; und
38 zeigt ein Beispiel der Farbanzeige, die erreicht wird, wenn an die Flüssigkristallvorrichtung von 37 eine Spannung angelegt wird.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
A. Bedingungen, die zum Erhalt erforderlicher Ergebnisse notwendig sind
Bei einer Flüssigkristallvorrichtung, die ein nematisches Flüssigkristall (nachfolgend als STN-Flüssigkristall bezeichnet) verwenden, das auf in den Bereich von 180° bis 360° gedreht ist, sowie eine optisch anisotrope Substanz, die mittels einer Verzögerungsfolie oder einer zweiten Flüssigkristallzelle konfiguriert ist, um sicherzustellen, dass ein Farbton, der Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, angezeigt wird, wenn eine an das STN-Flüssigkristall angelegte Spannung Null ist, und um ferner sicherzustellen, dass zumindest zwei Farben angezeigt werden, wenn die Spannungen daran angelegt werden, ist es notwendig, die folgenden ersten und zweiten Bedingungen zu erfüllen:
Erste Bedingung

Δn·d ≥ 1 (μm)

Zweite Bedingung

15,5 × α2 – 40 × α + 25,1 ≤ R – Δn·d ≤ 15,5 × α2 – 40 × α + 25,8 (μm)wobei: Δn·d das Produkt der optischen Anisotropie Δn des STN-Flüssigkristalls und der Dicke d des STN-Flüssigkristalls ist; R die Summe der Produkte Δnj·dj der optischen Anisotropie Δnj einer j-ten (wobei j eine ganze Zahl ist) Schicht der optisch anisotropen Substanz und der Dicken dj der j-ten Schicht der optisch anisotropen Substanz ist, genommen von einer ersten Schichten zu einer i-ten Schicht (wobei i eine ganze Zahl größer oder gleich j ist), wenn i Schicht der optisch anisotropen Substanz verwendet werden; und α das Verhältnis der optischen Anisotropie der optisch anisotropen Substanz bei einer Wellenlänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie davon bei einer Wellenlänge von 590 nm ist.

Die obige erste Bedingung ist notwendig, um eine ausreichende Farbänderung hervorzurufen und daher die Anzeige zumindest zweier Farben in praktikabler Weise zu ermöglichen. Diese erste Bedingung wurde aus den Ergebnissen verschiedener Experimente abgeleitet.
Die obige zweite Bedingung stellt sicher, dass der Farbton, der angezeigt wird, wenn die an den STN-Flüssigkristall angelegte Spannung Null ist, weiß oder Nichtfarbe in der Nähe davon ist. Diese zweite Bedingung wurde durch Datensammlung aus den Ergebnissen verschiedener Experimente und Durchführung von Computersimulationen auf der Basis dieser Daten erhalten.
Diese zweite Bedingung ist eine allgemeine Gleichung, die auf alle Konfigurationen angewendet werden kann, wie etwa dann, wenn eine Verzögerungsfolie oder eine zweite Flüssigkristallzelle als die optisch anisotrope Substanz verwendet wird, oder dann, wenn ein Stapel verschiedener Verzögerungsfolien verwendet wird, oder dann, wenn Verzögerungsfolien über und unter einer STN-Flüssigkristallzelle verwendet werden.
B. Verfahren der Gleichungsableitung für die zweite Bedingung
Die obige Gleichung für die zweite Bedingung wurde durch die Methode erhalten, wie in den 29A, 29B, 30A und 30B gezeigt.
Dies wird unten aufeinanderfolgend beschrieben.
Erster Schritt
Es wurden verschiedene Kombinationen von Werten von Δn·d der STN-Flüssigkristallzelle und der Verzögerung R der optisch anisotropen Substanz, wie etwa einer Verzögerungsfolie, zuerst so kombiniert, wie in 29A gezeigt, wurden diese Proben untersucht, um zu bestimmen, ob sie zur Anzeige von weiß der einer Nichtfarbe in der Lage waren oder nicht, und wurde ein Bereich davon, der zu einer solchen Anzeige in der Lage war, untersucht. Diese Experimente wurden für verschiedene Proben mit unterschiedlichen Materialien und Konfigurationen durchgeführt, um experimentelle Daten zu erhalten.
Funktionen zum Regulieren des Bereichs, in dem Weiß oder eine Nichtfarbe angezeigt werden kann, wurden dann für jede der experimentellen Proben erhalten. Die Ergebnisse von Experimenten, die von den Erfindern durchgeführt wurden, haben bestimmt, dass diese Funktionen lineare Funktionen sind, mit einer Steigung von 1 und mit einem Δn·d als Variable, wie in 29A gezeigt. In anderen Worten, ein Bereich in 29A, der zwischen zwei linearen Funktionen (in der Figur schraffiert gezeigt) aufgenommen ist, ist ein Bereich, in dem die Anzeige von weiß oder einer Nichtfarbe erreicht werden kann.
Wie in 29A gezeigt, sind die zwei linearen Funktionen, die eine Obergrenze und einer Untergrenze ausdrücken, R = Δn·d + b und R = Δn·d + c, wobei die Achsenabschnitte (Konstanten) b und c dieser linearen Funktionen obere und untere Grenzwerte der Differenz (R – Δn·d) zwischen der Verzögerung R einer optisch anisotropen Substanz wie etwa einer Verzögerungsfolie und dem Wert von Δn·d ergeben, der zur Bildung der Anzeige von Weiß oder einer Nichtfarbe notwendig ist.
In anderen Worten, die Anzeige von weiß oder einer Nichtfarbe ist möglich, wenn c ≤ R – Δn·d ≤ b.
Wenn jedoch b und c als Konstanten verwendet werden, ist es nicht möglich, die Bedingungen zuverlässig auszudrücken, die zum Anzeigen von weiß oder einer Nichtfarbe notwendig sind. Das heißt, um die Charakteristika einer optisch anisotropen Substanz auszudrücken, ist es notwendig, ein Wellenlängenstreuverhältnis α einzuführen. In anderen Worten, die Verwendung dieses Wellenlängenstreuverhältnisses α macht es möglich, die obigen Bedingungen genauer auszudrücken. Dies wird unten im Detail beschrieben.
Der Wert der Verzögerung R der optisch anisotropen Substanz ist jener, wenn die Wellenlänge λ 550 nm ist, wie in 29B gezeigt. Obwohl jedoch der Wert der Verzögerung R in der gesamten optisch anisotropen Substanz wie etwa einer Verzögerungsfolie der gleiche ist, zeigen sich unterschiedliche optische Anisotropien für Licht bei anderen Wellenlängen als 550 nm. In anderen Worten, eine in 29B gezeigte optisch anisotrope Substanz 900 zeigt einen steilen Übergang der optischen Anisotropie in Bezug auf die Wellenlänge λ, zeigt eine optisch anisotrope Substanz 920 einen sanften Übergang der optischen Anisotropie und zeigt eine optisch anisotrope Substanz 910 eine mittlere Steilheit im Übergang der optischen Anisotropie.
Das heißt, jede der optisch anisotropen Substanzen 900, 910 und 920 hat den gleichen Wert der Verzögerung R, wobei sie aber unterschiedliche Änderungsraten der optischen Anisotropie mit der Wellenlänge λ haben, so dass es möglich wäre, die obigen Bedingungen genauer zu bestimmen, durch Identifizieren und Ausdrücken dieser Charakteristik jeder dieser optisch anisotropen Substanzen.
Die oben beschriebene Differenz in der Änderungsrate der optischen Anisotropie in Bezug auf die Wellenlänge λ kann durch das Wellenlängenstreuverhältnis α ausgedrückt werden. Dieses Wellenlängenstreuverhältnis α ist das Verhältnis der optischen Anisotropie der optisch anisotropen Substanz bei einer Wellenlänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie der optisch anisotropen Substanz bei einer Wellenlänge von 590 nm. Die Achsenabstände b und c der zwei linearen Funktionen von 29 können mittels dieses Wellenlängenstreuverhältnisses α genauer ausgedrückt werden.
Daher wurde ein experimentelles Beispiel durch die Bestimmung des Bereichs erhalten, in dem die Anzeige von weiß oder einer Nichtfarbe möglich ist, wie in 29A gezeigt, und Erhalten der Achsenabschnitte b und c zweier linearer Funktionen der Steigung 1, die die Ober- und Untergrenzen davon definieren. Diese Arbeit wurde für jede der experimentellen Proben wiederholt.
Auf diese Weise wurden Bedingungen, dass etwa F₁(α) ≤ R – Δn·d ≤ F₂(α), für jede der experimentellen Proben erhalten. In diesem Fall sind F₁(α) und F₂(α) Funktionen, die die obigen Achsenabschnitte b und c darstellen, unter Verwendung des Wellenlängenstreuverhältnisses α als Parameter.
Wenn eine aus Polyvinylalkohol (PVA) gebildete Verzögerungsfolie als die optisch anisotrope Substanz verwendet wird, haben die Ergebnisse von Experimenten bestimmt, dass eine Anzeige von weiß oder einer Nichtfarbe möglich ist, wenn die Flüssigkristallzelle und die Verzögerungsfolie der folgenden Beziehung genügen: 0,51 ≤ R – Δn·d ≤ 1,21 (μm).
Wenn zusätzlich eine aus Polycarbonat gebildete Verzögerungsfolie als die optisch anisotrope Substanz verwendet wird, dann ist bestimmt worden, dass eine Anzeige von weiß oder einer Nichtfarbe möglich ist, wenn die Flüssigkristallzelle und die Verzögerungsfolie der folgenden Beziehung genügen: –0,08 ≤ R – Δn·d ≤ 1,62 (μm).
Wenn ferner eine aus Polysulfon (PSF) gebildete Verzögerungsfolie als die optisch anisotrope Substanz verwendet wird, ist bestimmt worden, dass eine Anzeige von weiß oder einer Nichtfarbe möglich ist, wenn die Flüssigkristallzelle und die Verzögerungsfolie der folgenden Beziehung genügen: –0,41 ≤ R – Δn·d ≤ 0,30 (μm).
Zweiter Schritt
Der obige erste Schritt erhielt Daten in Bezug auf einen geeigneten Anzeigebereich auf der Basis der experimentellen Ergebnisse. Dieser zweite Schritt wurde durch Computersimulationen innerhalb von Bereichen durchgeführt, die in dem ersten Schritt nicht experimentelle abgeleitet wurden, um Daten in Bezug auf einen geeigneten Anzeigebereich zu erhalten, ähnlich jenem des ersten Schritts. Die durch den ersten Schritt erhaltenen Daten und die durch diese Computersimulation erhaltenen Daten wurden umfassend analysiert, und die Gleichungen wurden daraus abgeleitet, um generalisierte Bedingungen zu bestimmen, unabhängig vom Material oder der Anordnung der optisch anisotropen Substanz oder der Konfiguration der Flüssigkristallzelle. Schließlich wurden spezifische Ausführungen der so abgeleiteten Bedingungsgleichungen durch Computersimulation implementiert, um das Vorhandensein eines Bereichs zu verifizieren, indem die Anzeige von weiß oder einer Nichtfarbe möglich ist. Die Bedingungsgleichungen wurden so erhalten.
In anderen Worten, die Bedingung f₁(α) ≤ R – Δn·d ≤ f₂(α), wurde so erhalten, wie in 30B gezeigt. In diesem Fall ist f₁(α) und f₂(α) jeweils eine generalisierte Funktion des Werts der Verzögerung R, die die Anzeige von weiß oder einer Nichtfarbe ermöglichen, mit dem Wellenlängenstreuverhältnis α, ausgedrückt als Parameter.
Insbesondere können f₁(α) und f₂(α) wie folgt ausgedrückt werden: f1(α) = 15,5 × α2 – 40 × α + 25,1 (Einheiten sind μm) f2(α) = 15,5 × α2 – 40 × α + 25,8 (Einheiten sind μm)
Die oben beschriebene zweite Bedingung wurde daraus erhalten.
Unten wird die Simulation im Detail beschrieben.
Diese Simulation wurde mit einem Simulator 100 ausgeführt, wie in 30A gezeigt. Dieser Simulator 100 hat ein Matrixrechnermittel 110, das als Funktionsblock wirkt, und die Polarisationscharakteristika des elliptisch polarisierten Lichts nach Durchtritt durch die optisch anisotrope Substanz wird durch dieses Matrixrechnermittel 100 analysiert.
Die Beschreibung wendet sich nun im Prinzip der Berechnung der Änderungen in dem Polarisationszustand des Lichts zu, das durch die Flüssigkristallzelle und die optisch anisotrope Substanz, wie etwa einer Verzögerungsfolie, hindurchgetreten ist.
Licht, das auf die optisch anisotrope Substanz fällt, wird allgemein einer elliptischen Polarisation unterzogen, und die Referenzbahn des elliptisch polarisierten Lichts in der positiven Z-Achsenrichtung kann so ausgedrückt werden, wie in dem Spaltenvektor der Gleichung a, unter Verwendung der xy-Komponenten als Elemente: Gleichung a
wobei ai die Amplitude einer i-ten Komponente ist, ω eine Winkelfrequenz ist und ϕi der Phasenwinkel der i-ten Komponente ist. Da in diesem Fall die absolute Phase der Wellenbewegung keine Probleme verursacht, können die optische Frequenz und die absoluten Phasenteile weggelassen werden, und daher wird der Polarisationszustand durch einen normalisierten Jones'schen Vektor ausgedrückt, indem die Amplitude jeder Komponente standardisiert ist, wie mit der Gleichung b gezeigt:
Gleichung b
Der Polarisationszustand von Licht, das durch eine optisch anisotrope Substanz hindurchgetreten ist, verändert sich, so dass das polarisierte Licht E von Gleichung b zum polarisierten Licht E' wird. Eine optisch anisotrope Substanz kann als eine 2 × 2 Matrix ausgedrückt werden, die diese Transformation durchführt.
Wenn zum Beispiel diese anisotrope Substanz ein uniaxiales lineares Phasenelement ist, kann deren Jones'sche Matrix R(Δ, θ) durch die Gleichung c ausgedrückt werden. Gleichung c
wobei: θ der Winkel zwischen der schnellen Achse des linearen Phasenelements und der X-Achse ist, Δ durch den Wert von Δn·d des linearen Phasenelements und der Wellenlänge λ des Lichts definiert, so dass Δ ≡ 2 × π × (Δn·d)/λ.
Der Polarisationszustand von Licht, das durch dieses lineare Phasenelement hindurchgetreten ist, wird aus der Gleichung d erhalten, durch Anwendung der Jones'schen Matrix R((Δ, θ) von Gleichung c:
Gleichung d

E' = R(Δ, θ)E

Wenn zusätzlich die optisch anisotrope Substanz eine Mehrzahl aufeinander liegender uniaxialer linearer Phasenelemente ist, wird dieser Polarisationszustand aus Gleichung e erhalten, durch sequenzielle Anwendung der Jones'schen Matrix von Gleichung c:
Gleichung e

E' = R(Δn, θn)R(Δn–1, θn–1) ... R(Δ2, θ2)R(Δn1, θn1)E

Wenn die optisch anisotrope Substanz eine Flüssigkristallzelle ist, in der die Moleküle des Flüssigkristalls gedreht sind, wird die Berechnung des Polarisationszustands kompliziert. Wenn jedoch die Flüssigkristallschicht in eine ausreichend große Anzahl von Schichten aufgeteilt ist, kann sie angenähert werden, indem die Produkte der Flüssigkristallschichten ohne Drehorientierung addiert werden. Da die Flüssigkristallschicht ohne Verdrehung ein uniaxiales lineares Polarisationselement ist, kann eine Mehrzahl solcher Schichten aufeinander gelegt werden, in einer Weise ähnlich jener der zuvor beschriebenen uniaxialen linearen Polarisationselemente, um es möglich zu machen, den Polarisationszustand von Licht zu erhalten, das durch die Flüssigkristallzelle hindurchgetreten ist.
Der Polarisationszustand wurde erhalten, indem in der obigen Methode geeignete Parameter angewendet wurden.
Es wurde somit verifiziert, dass die Erfüllung der obigen ersten und zweiten Bedingungen sicherstellt, dass der Farbton bei Null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, und Farbänderungen mit zumindest zwei Farben angezeigt werden, wenn eine Spannung angelegt wird, auch dann, wenn Polycarbonat, Polyvinylalkohol, Polysulfon oder verschiedene Typen der zweiten Flüssigkristallzelle als die optisch anisotrope Substanz verwendet werden.
C. Charakteristiken der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung
Die Charakteristiken der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung werden nun kurz in Bezug auf die 37A, 36B und 36C beschrieben.
Die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung ist aus der zuvor beschriebenen REC-Modusfarbflüssigkristallvorrichtung von 37 aufgebaut, der weiter eine optisch anisotrope Substanz 3200 wie etwa eine aus uniaxialer Polymerfolie gebildete Verzögerungsfolie, hinzugefügt ist, und die hergestellt werden kann, um Weiß oder eine Nichtfarbe durch Phasenkompensation von Licht durch diese optisch anisotrope Substanz 3200 anzuzeigen.
In anderen Worten, es wird elliptisch polarisiertes Licht, das durch die Flüssigkristallzelle 3100 hindurchgetreten ist, durch den optischen Kompensationseffekt der optisch anisotropen Substanz 3200 wie etwa einer Verzögerungsfolie rückgewandelt, so dass die Anzeige von weiß möglich wird, indem die Polarisation im Wesentlichen auf die gleiche lineare Polarisation des einfallenden Lichts zurückgebracht wird, wie in 36A gezeigt.
Zusätzlich kann ein Zustand, in dem Licht vollständig abgeblockt wird, (eine schwarze Anzeige) erreicht werden, indem sichergestellt wird, dass die Richtung des linear polarisierten Lichts, das durch die optisch anisotrope Substanz 3200 hindurchgetreten ist, senkrecht zur Polarisationsachse der Polarisationsplatte 3400 ist, wie in 36B gezeigt.
Ferner wird die Anzeige zumindest zweier Farben durch Anlegen einer Spannung ermöglicht, um den optischen Brechungsindex der Flüssigkristallzelle 3100 zu verändern und somit den Polarisationszustand jeweils von rotem, grünem und blauem Licht zu verändern, nachdem es durch die optisch anisotrope Substanz 3200 hindurchgetreten ist, wie in 36C gezeigt.
Diese Erfindung wird unten im Einzelnen mit Hilfe von Ausführungen davon beschrieben.
Ausführung 1
Diese Ausführung gibt Beispiele der Verwendung einer einzigen uniaxial gereckten Verzögerungsfolie als der optisch anisotropen Substanz.
Eine Schnittansicht durch eine Flüssigkristallvorrichtung vom reflektiven Typ ist in 1 gezeigt.
Diese Flüssigkristallvorrichtung vom reflektiven Typ ist konfiguriert, so dass sie eine obere Polarisationsplatte 1, eine Verzögerungsfolie 2, eine Flüssigkristallzelle 3, eine untere Polarisationsplatte 4 und eine Reflektionsplatte 5 aufweist.
Die Flüssigkristallzelle 3 ist aus einer Schicht von nematischem Flüssigkristall 10 gebildet, das zwischen einem oberen Substrat 7, das auf seiner Unterseite Elektroden 6 aufweist, und einem unteren Substrat 9, das auf seiner Oberseite Elektroden 8 aufweist, aufgenommen ist.
Das nematische Flüssigkristall 10 gibt eine Drehorientierung durch Implementieren eines Prozesses wie etwa Reiben, auf den Ausrichtungsschichten 11 und 12, die auf den oberen und unteren Substraten 7 und 9 ausgebildet sind.
Ein Dichtungsmaterial 13 ist in einem Umfangsabschnitt zwischen den oberen und unteren Substraten 7 und 9 angeordnet, welches das nematische Flüssigkristall 10 zwischen den oberen und unteren Substraten 7 und 9 hält und auch den Abstand zwischen den oberen und unteren Substraten 7 und 9 konstant hält. Zusätzlich können Abstandshalter 14, die Glasfasern, Kunststoffkugeln oder dergleichen sind, zwischen den oberen und unteren Substraten 7 und 9 angeordnet werden. Eine Treiberschaltung 15, die zum Anlegen zumindest dreier Spannungen in der Lage ist, ist zwischen den oberen und unteren Elektroden 6 und 8 angeschlossen. Ein bevorzugtes Beispiel dieser Treiberschaltung ist eine Zeitteilertreiberschaltung, versehen mit einer Funktion der Anzeige von Grauwerten durch Rahmenratensteuerung oder Pulsbreitenmodulation.
Mit der obigen Flüssigkristallvorrichtung vom reflektiven Typ erfolgt die Anzeige durch Licht (natürliches Licht oder Licht von einer Beleuchtungslichtquelle), das auf die Vorderflächenseite davon fällt, wobei es durch die Reflektorplatte 5 an der Rückflächenseite reflektiert, wobei das einfallende Licht von der Vorderflächenseite durch die obere Polarisationsplatte 1, die Verzögerungsfolie 2, das STN-Flüssigkristall 10 und die untere Polarisationsplatte 4 fällt, bevor es von der Reflektorplatte 5 reflektiert wird, dann erneut durch die untere Polarisationsplatte 4, das STN-Flüssigkristall 10, die Verzögerungsfolie 2 und die obere Polarisationsplatte 1 hindurchtritt und abgegeben wird.
In der Flüssigkristallzelle 3 wird linear polarisiertes Licht, das durch die obere Polarisationsplatte 1 hindurchgetreten ist und darauf fällt, der Polarisationswirkung der Verzögerungsfolie 2 unterzogen, wenn es durch die Verzögerungsfolie 2 hindurchtritt und somit elliptisch polarisiert wird, wobei es dann der weiteren Polarisationswirkung des STN-Flüssigkristalls 10 unterzogen wird, wenn es durch das STN-Flüssigkristall 10 hindurchtritt, so dass sein Polarisationszustand verändert wird.
Daher ist das Licht, das durch die Verzögerungsfolie 2 und das STN-Flüssigkristall 10 hindurchgetreten ist und auf die untere Polarisationsplatte 4 fällt, den Polarisationswirkungen der Verzögerungsfolie 2 und des STN-Flüssigkristalls 10 unterzogen worden, und wird hierdurch in nicht linearer Weise polarisiert; von diesem nicht linear polarisierten Licht tritt nur Licht der Wellenlänge der polarisierten Komponente, die durch die untere Polarisationsplatte 4 hindurchtritt, nicht durch die untere Polarisationsplatte 4 und wird colorisiertes Licht.
In diesem Fall ändert sich die Polarisationswirkung der Verzögerungsfolie 2 nicht, wobei sich aber der Orientierungszustand der Flüssigkristallmoleküle in dem STN-Flüssigkristall 10 entsprechend der Spannung verändert, die zwischen den Elektroden 6 und 8 angelegt wird, so dass das STN-Flüssigkristall 10 eine Polarisationswirkung hat, die sich mit dem Orientierungszustand der Flüssigkristallmoleküle in dem STN-Flüssigkristall 10 verändert.
Die folgende Beschreibung befasst sich mit der Colorisierung von Licht, das durch die Verzögerungsfolie 2 durchgelassen wird, hervorgerufen durch deren Polarisationswirkung. Licht von der Außenseite wird einer linearen Polarisation durch die obere Polarisationsplatte 1 unterzogen, fällt auf die Verzögerungsfolie 2, die eine langsame Achse hat, die einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Polarisationsachse der oberen Polarisationsplatte 1 hat, und wird einer Polarisationswirkung entsprechend der Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 unterworfen, wenn es durch diese Verzögerungsfolie 2 hindurchtritt, wodurch es elliptisch polarisiert wird.
Wenn das von der Verzögerungsfolie 2 abgegebene elliptische polarisierte Licht anschließend unverändert durch den STN-Flüssigkristall 10 hindurchtritt und auf die untere Polarisationsplatte 4 fällt, tritt nur Licht der Wellenlänge der polarisierten Komponente dieses elliptisch polarisierten Lichts, das durch die untere Polarisationsplatte 4 hindurchtritt, durch die untere Polarisationsplatte 4 hindurch, so dass das Licht, das durch die untere Polarisationsplatte 4 hindurchgetreten ist (linear polarisiertes Licht) colorisiertes Licht wird.
Das colorisierte Licht, das durch die untere Polarisationsplatte 10 hindurchgetreten ist, wird dann von der Reflektorplatte 5 reflektiert, kehrt entlang dem Weg zurück, der entgegengesetzt zum oben beschriebenen optischen Weg ist, und wird von der oberen Polarisationsplatte 1 abgegeben, und durch dieses colorisierte Licht wird ein Anzeigemuster erzeugt.
Merke, dass in diesem Fall das colorisierte Licht, das von der Reflektorplatte 5 reflektiert wird, nur Licht der Wellenlänge der colorisierten Komponente ist, die durch die untere Polarisationsplatte 4 hindurchgetreten ist, von dem Licht, das durch die oberen beschriebenen Polarisationswirkungen der Verzögerungsfolie 2 und des STN-Flüssigkristalls 10 in nicht linearer Weise polarisiert waren, und dieses Licht wird erneut den Polarisationswirkungen des STN-Flüssigkristalls 10 und der Verzögerungsfolie 2 unterworfen, so dass das colorisierte Licht, das durch die obere Polarisationsplatte 1 hindurchtritt und von dieser abgegeben wird, Licht in einer noch besseren Farbreinheit ist als das von der Reflektorplatte 5 reflektierte colorisierte Licht.
Auf diese Weise färbt diese Flüssigkristallvorrichtung vom reflektiven Typ das Licht, das dort hindurchgelassen wurde, ohne die Verwendung von Farbfiltern, und daher ist die Lichtdurchlässigkeit dort hindurch gut und kann eine Anzeigeluminanz vorsehen, die ausreichend hoch ist.
Die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten 1 und 4 von 1, der Richtung der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Richtung, in der das nematische Flüssigkristall 10 ausgerichtet wird, sind in den 3A und 3B gezeigt. 3A und 3B unterscheiden sich durch die Richtung der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsachse 1.
Die Beziehungen zwischen der Situation von 3A und der Konfiguration von 1 sind in 2 gezeigt.
Wie in 2 gezeigt, ist die STN-Flüssigkristallschicht 10 mit Flüssigkristallmolekülen 50 versehen, die gedreht sind, wobei die optische Anisotropie dieser Flüssigkristallmoleküle 50 Δn ist, und die Dicke der Flüssigkristallschicht d ist. Die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 wird durch das Produkt (Δn1·d1) der optischen Anisotropie Δn1 der Verzögerungsfolie 2 und der Dicke d1 der Verzögerungsfolie 2 ausgedrückt.
Merke, dass, obwohl Reiben (rubbing) als die Methode der Orientierung des nematischen Flüssigkristalls 10 in dieser Ausführung verwendet wurde, auch eine andere Methode verwendet werden könnte, wie etwa Schrägverdampfung von SiO. In der folgenden Beschreibung sind die Richtungen, in denen das nematische Flüssigkristall 10 in Kontakt mit dem oberen und unteren Substrat 9 und 10 orientiert sind, Richtungen des Reibens der oberen und unteren Ebenen genannt.
In den 3A und 3B sind A1 und A2 die Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der oberen und unteren Polarisationsplatten 1 und 4, ist B1 die Richtung der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und sind C1 und C2 die Richtungen des Reibens der oberen und unteren Ebenen.
Zusätzlich ist T der Drehwinkel des nematischen Flüssigkristalls 10, ist θ1 der Winkel zwischen Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2, ist θ2 der Winkel zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene, und ist θ3 der Winkel zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4.
θ1 ist auf mehr als 0° und weniger als 90° gelegt. Mit der obigen Konfiguration ist die gegenüberliegende Anordnung der oberen und unteren Substrate 7 und 9 derart, dass der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 im Bereich von 180° bis 360° liegt. In diesem Fall ist der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 durch die Reiberichtungen C1 und C2 der oberen und unteren Ebenen und durch den Typ und die Menge der Substanz mit optischer Drehkraft, die zu dem nematischen Flüssigkristall 10 hinzugefügt ist, bestimmt.
Ausführung 1-1
Eine uniaxial gereckte Folie aus Polycarbonat (nachfolgend PC abgekürzt) wurde als die Verzögerungsfolie 2 in der oben beschriebenen Konfiguration der 1 und 3A verwendet. In diesem Fall war das Verhältnis α der optischen Anisotropie bei einer Wellenlänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie bei einer Wellenlänge von 590 nm (d. h. die Wellenlängendispersion) 1,09.
Ein Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 wurde auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt, der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurde auf 35° bis 55° gelegt, verschiedene Kombinationen des Produkts Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 sowie des Produkts Δn1·d1 der optischen Anisotropie Δn1 und der Dicke d1 der Verzögerungsfolie 2 (nachfolgend als die Verzögerung R für Ausführung 1 bezeichnet) wurden so eingestellt, wie unten in der Tabelle 1 gezeigt, und die Farbänderung, die beim Anlegen einer Spannung zwischen den oberen und unteren Elektroden 6 und 8 erzeugt wurde, wurde mit einem Spektrofotometer gemessen (IMUC-7000, hergestellt von Otsuka Electronics).
Tabelle 1
Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es wurden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde, vorausgesetzt, dass die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 und das Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 in einer vorbestimmten Beziehung lagen. Die Ergebnisse sind in 4 gezeigt.
In 4 ist ein Teil (a) ein Abschnitt, in dem der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, und zumindest zwei Farben angezeigt werden, wenn eine Spannung angelegt wird. In anderen Worten ist dies der Bereich, in dem die zuvor beschriebenen ersten und zweiten Bedingungen erfüllt sind.
Daher ist innerhalb des Bereichs (A) in 4 der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, und es werden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wird.
Umgekehrt war außerhalb des Bereichs (a) von 4 entweder der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, oder es trat keine Anzeige zumindest zweier Farben auf, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Um ein Beispiel von Bedingungen innerhalb des Abschnitts (a) von 4 zu demonstrieren, zeigt 5 Farbänderungen in Bezug auf die angelegte Spannung, die auftraten, wenn eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2 μm betrug.
In diesem Beispiel war der Farbton bei null Spannung bläulich weiß, bei einer effektiven Spannung von 2,15 V war er orange, bei 2,20 V war er blau, und bei 2,22 V war er grün. In anderen Worten, dieses Beispiel zeigt einen der am meisten geeigneten Sätze von Bedingungen für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung.
Zusätzlich wurde, um Bedingungen zu demonstrieren, die den Bereich zeigen, der eine Grenze ist, bei der der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon innerhalb des Abschnitts (a) von 4 wird, eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, in der Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,2 μm betrug, wobei alternativ eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,18 betrug und die Dicke d 7 μm betrug dann, in anderen Worten, worin Δn·d 1,26 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,8 μm betrug; in diesen Fällen war der Farbton bei null Spannung rötlich weiß. Wenn eine Spannung angelegt wurde, traten Farbänderungen zu orange, blau und grün auf, wenn die Spannung angehoben wurde. In anderen Worten, dies sind Grenzbedingungen für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung.
Um umgekehrt Bedingungen außerhalb des Abschnitts (a) von 4 zu demonstrieren, unter denen der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,18 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,26 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2 μm betrug. Der Farbton bei null Spannung war orange. In anderen Worten ist dies eine Bedingung, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet ist.
Zur weiteren Demonstration von Bedingungen außerhalb des Abschnitts (a) von 4, unter denen die Anzeige zumindest zweier Farben nicht auftrat, wenn eine Spannung angelegt wurde, obwohl der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,13 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 0,91 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,4 μm betrug; in diesem Fall war der Farbton bei null Spannung bläulich weiß, wobei sich die Farbe aber nur zu orange änderte, wenn eine Spannung angelegt wurde. In anderen Worten, dies sind Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet sind.
Ausführung 1-2
Eine uniaxial gereckte Folie aus PC wurde als die Verzögerungsfolie 2 in der Konfiguration der 1 und 3B verwendet.
Ein Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 wurde auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt, der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurde auf 35° bis 55° gelegt, wobei Kombinationen des Produkts Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 so eingestellt wurden, wie unten in Tabelle 2 gezeigt, und die Farbänderung erzeugt wurde, wenn eine Spannung zwischen den oberen und unteren Elektroden 6 und 8 angelegt wurde, mit einem Spektrofotometer gemessen wurde.
Tabelle 2
Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es wurden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde, vorausgesetzt, dass die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 und das Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 in einer vorbestimmten Beziehung lagen. Diese Ergebnisse sind in 6 gezeigt.
In 6 ist ein Abschnitt (a) ein Bereich, in dem der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist und zumindest zwei Farben angezeigt werden, wenn eine Spannung angelegt wird, so dass dies der Bereich ist, in dem die zuvor beschriebenen ersten und zweiten Bedingungen erfüllt sind.
Daher war innerhalb des im Abschnitt (a) von 6 eingeschlossenen Bereichs der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, und es wurden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Umgekehrt war in dem Bereich, der nicht innerhalb des Abschnitts (a) von 6 liegt, entweder der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, oder die Anzeige zumindest zweier Farben trat nicht auf, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Um ein Beispiel von Bedingungen innerhalb des Abschnitts (a) von 6 zu demonstrieren, zeigt eine Kurve (a) von 7 Farbänderungen in Bezug auf die angelegte Spannung, die auftraten, wenn eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,8 μm betrug. Der Farbton bei null Spannung war gelblich weiß, bei einer effektiven Spannung von 2,20 V war er schwarz, bei 2,23 V war er blau, bei 2,25 V war er gelb-grün, und bei 2,35 V war er pink. In anderen Worten ist die ein Satz von Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung besonders geeignet ist.
Um zusätzlich die Grenzbedingungen zu demonstrieren, bei denen angenommen wird, dass innerhalb des Abschnitts (a) von 6 der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon wird, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2 μm betrug, wobei alternativ eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,2 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,4 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,8 μm betrug; in diesen Fällen war der Farbton bei null Spannung dunkelgrau. Wenn eine Spannung angelegt wurde, traten Farbänderungen zu schwarz, blau, gelb-grün und pink auf, wenn die Spannung angehoben wurde. In anderen Worten, sind dies Grenzbedingungen für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung.
Ferner zeigt, als ein Beispiel eines anderen Satzes von Bedingungen innerhalb des Abschnitts (a) von 6, eine Kurve (b) in 7 Farbänderungen in Bezug auf die angelegte Spannung, die auftraten, wenn eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,18 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,26 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,4 μm betrug. Der Farbton bei null Spannung war grünlich weiß, bei einer effektiven Spannung von 2,18 V war er orange, bei 2,22 V war er blau und bei 2,25 V war er grün.
In anderen Worten ist dies ein Satz von Bedingungen, der für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung besonders geeignet ist. Wenn zusätzlich eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,22 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,54 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,7 μm betrug, traten im Wesentlichen die gleichen Farbänderungen wie jene von Kurve (b) in 7 auf; wenn Δn·d 1,6 μm oder weniger betrug, durch Modulieren des Winkels θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 kommt der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene, sowie des Winkels θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4, wurden die Farbänderungen ähnlich jenen von Kurve (a) in 7 zu Farbänderungen, die jenen der Kurve (b) in 7 ähnlich waren.
Um umgekehrt Bedingungen außerhalb des Abschnitts (a) von 6 zu demonstrieren, unter denen der Farbton bei null Spannung nicht weiß ist oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,24 betrug und die Dicke d 8 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,92 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 1,8 μm betrug; der Farbton bei null Spannung war gelb. In anderen Worten ist dies eine Bedingung, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet ist.
Um weiter Bedingungen außerhalb des Abschnitts (a) von 6 zu demonstrieren, unter denen die Anzeige zumindest zweier Farben nicht auftritt, wenn eine Spannung angelegt wird, obwohl der bei null Spannung angezeigte Farbton Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,13 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 0,91 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,2 μm betrug; in diesem Fall war der Farbton bei null Spannung ein gelbliches Weiß, wobei sich aber die Farbe nur zu orange änderte, wenn eine Spannung angelegt wurde. In anderen Worten, diese Bedingungen sind für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung unerwünscht.
Ausführung 1-3
Eine uniaxial gereckte Folie aus Polyvinylalkohol (nachfolgend PVA abgekürzt) wurde als die Verzögerungsfolie 2 in der oben beschriebenen Konfiguration der 1 und 3A verwendet.
In diesem Fall war das Verhältnis α der optischen Anisotropie bei einer Wellenlänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie bei einer Wellenlänge von 590 nm 1,01. Zusätzlich wurde der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 auf 240° gelegt, wurde der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 wurde auf 35° bis 55° gelegt, wurde der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene auf 80° bis 100° gelegt, wurde der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 auf 35° bis 55° gelegt, wobei Kombinationen des Produkts Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 und der Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 so eingestellt wurden, wie in Tabelle 3 gezeigt, und die Farbänderung, die erzeugt wurde, wenn eine Spannung zwischen den oberen und unteren Elektroden 6 und 8 angelegt wurde, mit einem Spektrofotometer gemessen wurde.
Tabelle 3
Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es wurden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde, vorausgesetzt, dass die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 und das Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 innerhalb einer vorbestimmten Beziehung lagen. Diese Ergebnisse sind in 8 gezeigt.
In 8 ist ein Abschnitt (a) ein Bereich, in dem der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist und zumindest zwei Farben angezeigt werden, wenn eine Spannung angelegt wird, so dass dies der Bereich ist, in dem beide zuvor beschriebenen ersten und zweiten Bedingungen erfüllt sind.
Daher war innerhalb des Bereichs (a) von 8 der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, und es wurden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde. Umgekehrt war außerhalb des Bereichs (a) von 8 entweder der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, oder es trat keine Anzeige zumindest zweier Farben auf, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Um ein Beispiel von Bedingungen innerhalb des Abschnitts (a) von 8 zu demonstrieren, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,6 μm betrug. In diesem Beispiel war der Farbton bei null Spannung ein gelbliches Weiß, bei einer effektiven Spannung von 2,12 V war er orange, bei 2,17 V war er blau und bei 2,19 V war er grün. In anderen Worten, dies ist ein Satz von Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung besonders geeignet ist.
Um zusätzlich die Grenzbedingungen zu demonstrieren, bei denen angenommen wird, dass der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon innerhalb des Abschnitts (a) von 8 wird, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,8 μm betrug, wobei alternativ eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,18 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,26 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,4 μm betrug; in diesen Beispielen war der Farbton bei null Spannung ein rötliches weiß. Wenn eine Spannung angelegt wurde, traten Farbänderungen zu orange, blau und grün auf, wenn die Spannung angehoben wurde. In anderen Worten sind dies Grenzbedingungen für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung.
Um umgekehrt Bedingungen außerhalb des Abschnitts (a) von 8 zu demonstrieren, unter denen der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,18 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,26 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,6 μm betrug, wobei alternativ eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,24 betrug und die Dicke d 8 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,92 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,6 μm betrug; in dem ersteren Fall war der Farbton bei null Spannung orange, und in dem letzteren Fall war der Farbton bei null Spannung blau. In anderen Worten sind dies Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet sind.
Um weiter Bedingungen außerhalb des Abschnitts (a) von 8 zu demonstrieren, unter denen die Anzeige zumindest zweier Farben nicht auftritt, wenn eine Spannung angelegt wird, obwohl der bei null Spannung angezeigte Farbton Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,13 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 0,91 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2 μm betrug; in diesem Fall war der Farbton bei null Spannung ein bläuliches Weiß, wobei sich aber die Farbe nur zu orange änderte, wenn eine Spannung angelegt wurde. In anderen Worten sind dies Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet sind.
Ausführung 1-4
Eine uniaxial gereckte PVA-Folie wurde als die Verzögerungsfolie 2 in der Konfiguration der 1 und 3B verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 wurde auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt, der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurde auf 35° bis 55° gelegt, wobei Kombinationen des Produkts Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 und der Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 so eingestellt wurden, wie in Tabelle 4 gezeigt, wobei die Farbänderung, die erzeugt wurde, wenn eine Spannung zwischen die oberen und unteren Elektroden 6 und 8 angelegt wurde, mit einem Spektrofotometer gemessen wurde.
Tabelle 4
Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es wurden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde, vorausgesetzt, dass die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 und das Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 in einer vorbestimmten Beziehung lagen. Diese Ergebnisse sind in 9 gezeigt.
In 9 ist ein Abschnitt (A) ein Bereich, in dem der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist und zumindest zwei Farben angezeigt werden, wenn eine Spannung angelegt wird, so dass dies der Bereich ist, in dem beide zuvor beschriebenen ersten und zweiten Bedingungen erfüllt sind.
Daher war innerhalb des Bereichs (a) von 9 der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon und es wurden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde. Umgekehrt war außerhalb des Bereichs (a) von 9 entweder der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, oder es trat keine Anzeige zumindest zweier Farben auf, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Um ein Beispiel von Bedingungen innerhalb des Abschnitts (a) von 9 zu demonstrieren, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,4 μm betrug. In diesem Beispiel war der Farbton bei null Spannung ein gelbliches Weiß, bei einer effektiven Spannung von 2,24 V war er schwarz, bei 2,27 V war er blau, bei 2,29 V war er ein gelbliches Grün und bei 2,39 V war er pink. In anderen Worten ist dies ein Satz von Bedingungen, der für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung besonders geeignet ist.
Um zusätzlich die Grenzbedingungen zu demonstrieren, bei denen angenommen wird, dass innerhalb des Abschnitts (a) der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon wird, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,6 μm betrug, wobei alternativ eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,2 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,4 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,4 μm betrug; in diesem Fall war der Farbton bei null Spannung grau. Wenn eine Spannung angelegt wurde, traten Farbänderungen zu schwarz, blau, gelb-grün und pink auf, wenn die Spannung angehoben wurde. In anderen Worten sind dies Grenzbedingungen für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung.
Ferner wurde als ein Beispiel eines anderen Satzes von Bedingungen innerhalb des Bereichs (a) von 9 eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,18 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,26 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2 μm betrug. In diesem Beispiel war der Farbton bei null Spannung ein grünliches Weiß, bei einer effektiven Spannung von 2,21 V war er orange, bei 2,25 V war er blau und bei 2,28 V war er grün. In anderen Worten ist dies ein Satz von Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung besonders geeignet ist.
Um umgekehrt Bedingungen außerhalb des Abschnitts (a) von 9 zu demonstrieren, unter denen der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,2 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,4 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,6 μm betrug, wobei alternativ eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,24 betrug und die Dicke d 8 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,92 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2,2 μm betrug; der Farbton bei null Spannung war im ersteren Fall schwarz und der Farbton bei null Spannung war im letzteren Fall gelb. In anderen Worten sind dies Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet sind.
Um weiter Bedingungen außerhalb des Bereichs (a) von 9 zu demonstrieren, unter denen eine Anzeige zumindest zweier Farben nicht auftritt, wenn eine Spannung angelegt wird, obwohl der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,13 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 0,91 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,8 μm betrug; in diesem Fall war der Farbton bei null Spannung ein gelbliches Weiß, wobei sich aber die Farbe nur zu orange änderte, wenn eine Spannung angelegt wurde. In anderen Worten sind dies Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet sind.
Ausführung 1-5
Eine uniaxial gereckte Folie aus Polysulfon (nachfolgend PSF abgekürzt) wurde als die Verzögerungsfolie 2 in der Konfiguration der 1 und 3A verwendet.
In diesem Fall war das Verhältnis α der optischen Anisotropie bei einer Wellenlänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie bei einer Wellenlänge von 590 nm 1,15.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 wurde auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt, der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurde auf 35° bis 55° gelegt, wobei Kombinationen des Produkts Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 und der Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 so eingestellt wurden, wie in Tabelle 5 gezeigt, und die Farbänderung, die erzeugt wurde, wenn eine Spannung zwischen den oberen und unteren Elektroden 6 und 8 angelegt wurde, mit einem Spektrofotometer gemessen wurde.
Tabelle 5
Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und zumindest zwei Farben wurden angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde, vorausgesetzt, dass die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 und das Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 in einer vorbestimmten Beziehung lagen.
Diese Ergebnisse sind in 10 gezeigt. In 10 ist ein Abschnitt (a) ein Bereich, in dem der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist und zumindest zwei Farben angezeigt werden, wenn eine Spannung angelegt wird, so dass dies der Bereich ist, in dem die zuvor beschriebenen ersten und zweiten Bedingungen beide erfüllt sind.
Daher war innerhalb des Bereichs (a) von 10 der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, und es wurden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde. Umgekehrt war außerhalb des Bereichs (a) von 10 entweder der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, oder es trat keine Anzeige zumindest zweier Farben auf, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Um ein Beispiel von Bedingungen innerhalb des Abschnitts (a) von 10 zu demonstrieren, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,4 μm betrug. In diesem Beispiel war der Farbton bei null Spannung ein bläuliches Weiß, bei einer effektiven Spannung von 2,22 V war er schwarz, bei 2,25 V war er blau, bei 2,27 V war er gelbgrün und bei 2,37 V war er pink. In anderen Worten, dies ist ein Satz von Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung besonders geeignet ist.
Zusätzlich wurde als ein Beispiel eines anderen Satzes von Bedingungen innerhalb des Abschnitts (a) von 10 eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,18 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,26 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,2 μm betrug. In diesem Beispiel war der Farbton bei null Spannung ein rötliches Weiß, bei einer effektiven Spannung von 2,19 V war er orange, bei 2,23 V war er blau und bei 2,26 V war er grün. In anderen Worten sind dies ein Satz von Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung besonders geeignet ist.
Um umgekehrt Bedingungen außerhalb des Abschnitts (a) von 10 zu demonstrieren, unter denen der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,2 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,4 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,6 μm betrug, wobei alternativ eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,24 betrug und die Dicke d 8 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,92 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,4 μm betrug; der Farbton bei null Spannung war im ersteren Fall schwarz und der Farbton bei null Spannung war im letzteren Fall gelb. In anderen Worten sind dies Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet sind.
Um weiter Bedingungen außerhalb des Bereichs (a) von 10 zu demonstrieren, unter denen eine Anzeige zumindest zweier Farben nicht auftrat, wenn eine Spannung angelegt wurde, obwohl der bei null Spannung angezeigte Farbton Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,13 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 0,91 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 0,7 μm betrug; in diesem Fall war der Farbton bei null Spannung ein gelbliches Weiß, wobei aber die einzige Änderung, die beim Anlegen einer Spannung auftrag, zu orange war. In anderen Worten sind dies Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet sind.
Ausführung 1-6
Eine uniaxial gereckte PSF-Folie wurde als die Verzögerungsfolie 2 in der Konfiguration der 1 und 3B verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 wurde auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt, der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurde auf 35° bis 55° gelegt, wobei Kombinationen des Produkts Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 und der Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 so eingestellt wurden, wie in Tabelle 6 gezeigt, und die Farbänderung, die erzeugt wurde, wenn eine Spannung zwischen den oberen und unteren Elektroden 6 und 8 angelegt wurde, mit einem Spektrofotometer gemessen wurde.
Tabelle 6
Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es wurden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde, vorausgesetzt, dass die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 und das Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 in einer vorbestimmten Beziehung lagen.
Diese Ergebnisse sind in 11 gezeigt. In 11 ist ein Abschnitt (A) ein Bereich, in dem der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist und zumindest zwei Farben angezeigt werden, wenn eine Spannung angelegt wird, so dass dies ein Bereich ist, in dem die zuvor beschriebenen ersten und zweiten Bedingungen beide erfüllt sind.
Daher war innerhalb des Bereichs (a) von 11 der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, und es wurden zumindest zwei Farben angezeigt, wenn eine Spannung angelegt wurde. Umgekehrt war außerhalb des Bereichs (a) von 11 entweder der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon, oder es trat keine Farbanzeige zumindest zweier Farben auf, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Um ein Beispiel der Bedingungen innerhalb des Bereichs (a) von 11 zu demonstrieren, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,7 μm betrug. In diesem Beispiel war der Farbton bei null Spannung ein gelbliches Weiß, bei einer effektiven Spannung von 2,10 V war er orange, bei 2,15 V war er blau und bei 2,17 V war er grün. In anderen Worten ist dies ein Satz von Bedingungen, der für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung besonders geeignet ist.
Um zusätzlich die Grenzbedingungen zu demonstrieren, bei denen angenommen wird, dass innerhalb des Abschnitts (a) von 11 der Farbton bei null Spannung Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon wird, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, in der Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,9 μm betrug, wobei alternativ eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,18 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,26 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,5 μm betrug; in diesen Fällen wurde der Farbton bei null Spannung ein rötliches Weiß. Wenn eine Spannung angelegt wurde, traten Farbänderungen zu orange, blau und grün auf, wenn die Spannung angehoben wurde. In anderen Worten sind dies Grenzbedingungen für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung.
Um umgekehrt Bedingungen außerhalb des Abschnitts (a) von 11 zu demonstrieren, unter denen der Farbton bei null Spannung nicht Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,18 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,26 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,7 μm betrug, wobei alternativ eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,24 betrug und die Dicke d 8 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,92 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,7 μm betrug; und der Farbton bei null Spannung war im ersteren Fall orange und der Farbton bei null Spannung war im letzteren Fall blau. In anderen Worten sind dies Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet sind.
Um weiter Bedingungen außerhalb des Bereichs (a) von 11 zu demonstrieren, unter denen eine Anzeige zumindest zweier Farben nicht auftrat, wenn eine Spannung angelegt wird, obwohl der bei null Spannung angezeigte Farbton Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon ist, wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,13 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 0,91 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1 μm betrug; in diesem Fall war der Farbton bei null Spannung ein bläuliches Weiß, wobei sich die aber Farbe nur zu orange änderte, wenn eine Spannung angelegt wurde. In anderen Worten sind dies Bedingungen, die für die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung nicht geeignet sind.
Ausführung 2
Diese Ausführung gibt Beispiele der Verwendung zweier uniaxial gereckter Verzögerungsfolien aus PC als optisch antisotropen Substanzen.
Eine Schnittansicht durch eine zweite Flüssigkristallvorrichtung vom Reflektionstyp, auf die diese Erfindung angewendet wird, ist in 12 gezeigt.
In 12 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine obere Polarisationsplatte, die Bezugszahlen 2a und 2b bezeichnen Verzögerungsfolien, die Bezugszahl 3 bezeichnet eine Flüssigkristallzelle, die Bezugszahl 4 bezeichnet eine untere Polarisationsplatte und die Bezugszahl 5 bezeichnet eine Reflektionsplatte. Die Konfiguration der Flüssigkristallzelle 3 ist die gleiche wie jene von 1.
Die Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der Polarisationsplatte 1 und 4 von 12, den Richtungen der langsamen Achsen der Verzögerungsfolien 2a und 2b sowie den Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen sind in den 13A und 13B gezeigt.
Die 13A und 13B unterscheiden sich in der Richtung der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1. In diesen Figuren sind A1 und A2 die Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der oberen und unteren Polarisationsplatten 1 und 4, sind B1 und B2 die Richtungen der langsamen Achsen der Verzögerungsfolien 2a und 2b und sind C1 und C2 die Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen. Zusätzlich ist T der Drehwinkel des nematischen Flüssigkristalls 10, ist θ1 der Winkel zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a, ist θ2 der Winkel zwischen der Richtung B2 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene, ist θ3 der Winkel zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 und ist θ4 der Winkel zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Richtung 2b der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b. θ1 ist so eingestellt, dass er größer als 0° und kleiner als 90° ist.
Ausführung 2-1
Eine uniaxial gereckte PC-Folie wurde als jede der Verzögerungsfolien 2a und 2b in der Konfiguration der 12 und 13A verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B2 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt, und der Winkel θ4 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Richtung B2 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b wurde auf 0° bis 20° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Summe des Produkts Δn1·d1 der optischen Anisotropie Δn1 und der Dicke d1 der Verzögerungsfolie 2a plus dem Produkt Δn2·d2 der optischen Anisotropie Δn2 und der Dicke d2 der Verzögerungsfolie 2b (nachfolgend Verzögerung R für Ausführung 2 genannt) auf 2 μm gelegt wurde. Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu orange, blau und grün auf, wenn die Spannung angehoben wurde. Die verschiedenen Farben konnten über einen weiteren Blickwinkel wahrgenommen werden als in der Konfiguration von Ausführung 1-1, in der eine einzige uniaxial gereckte PC-Folie verwendet wurde.
Ausführung 2-2
Eine uniaxial gereckte PC-Folie wurde als jede der Verzögerungsfolien 2a und 2b in der Konfiguration der 12 und 13B verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B2 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt, und der Winkel θ4 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Richtung B2 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b wurde auf 0° bis 20° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolien 2a und 2b 1,8 μm betrug. Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu schwarz, blau und gelbgrün und pink auf, wenn eine Spannung angelegt wurde. Die verschiedenen Farben konnten über einen weiteren Blickwinkel wahrgenommen werden als in der Konfiguration der Ausführung 1-2, in der eine einzige uniaxial gereckte PC-Folie verwendet wurde.
Ausführung 3
Diese Ausführung gibt Beispiele der Verwendung zweier uniaxial gereckter Verzögerungsfolien aus PC als optisch antisotropen Substanzen.
Eine Schnittansicht durch eine dritte Flüssigkristallvorrichtung vom Reflektionstyp, auf die diese Erfindung angewendet wird, ist in 14 gezeigt. In 14 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine obere Polarisationsplatte, die Bezugszahlen 2a und 2b bezeichnen Verzögerungsfolien, die Bezugszahl 3 bezeichnet eine Flüssigkristallzelle, die Bezugszahl 4 bezeichnet eine untere Polarisationsplatte und die Bezugszahl 5 bezeichnet eine Reflektionsplatte. Die Konfiguration der Flüssigkristallzelle 3 ist die gleiche wie jene von 1.
Die Verzögerungsfolien 2a und 2b wurden in der oben beschriebenen Ausführung 2 zwischen der oberen Polarisationsplatte 1 und der Flüssigkristallzelle 3 angeordnet, wobei aber in der Ausführung 3 die Verzögerungsfolie 2a zwischen der oberen Polarisationsplatte 1 und der Flüssigkristallzelle 3 angeordnet ist und die Verzögerungsfolie 2b zwischen der Flüssigkristallzelle 3 und der unteren Polarisationsplatte angeordnet ist.
Die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten 1 und 4 von 14, den Richtungen der langsamen Achsen der Verzögerungsfolien 2a und 2b und den Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen sind in den 15A und 15B gezeigt. Die 15A und 15B unterscheiden sich in der Richtung der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1.
In den 15A und 15B sind A1 und A2 die Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der oberen und unteren Polarisationsplatten 1 und 4, sind B1 und B2 die Richtungen der langsamen Achsen der Verzögerungsfolien 2a und 2b und sind C1 und C2 die Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen. Zusätzlich ist T der Drehwinkel des nematischen Flüssigkristalls 10, ist θ2 der Winkel zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a, ist θ3 der Winkel zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene, ist θ4 der Winkel zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung B2 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b und ist θ5 der Winkel zwischen der Richtung 2b der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b und der Richtung 2a der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4. θ1 ist größer als 0° und kleiner als 90° eingestellt.
Ausführung 3-1
Eine uniaxial gereckte PC-Folie wurde als jede der Verzögerungsfolien 2a und 2b in der Konfiguration der 14 und 15A verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Winkel θ6 zwischen der Reibrichtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 der Verzögerungsfolie 2b wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene und der Winkel θ5 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung B2 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b wurden beide auf 80° bis 100° gelegt.
Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Summe des Produkts Δn1·d1 der optischen Anisotropie Δn1 und der Dicke d1 der Verzögerungsfolie 2a plus dem Produkt Δn2·d2 der optischen Anisotropie Δn2 und der Dicke d2 der Verzögerungsfolie 2b (nachfolgend die Verzögerung R für Ausführung 3 genannt) wurde auf 2 μm gelegt. Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu orange, blau und grün auf, wenn die Spannung angehoben wurde. In ähnlicher Weise wie in Ausführung 2-1 konnten verschiedene Farben über einen weiteren Blickwinkel wahrgenommen werden als in der Konfiguration von Ausführung 1-1, in der eine einzige uniaxial gereckte PC-Folie verwendet wurde.
Ausführung 3-2
Eine uniaxial gereckte PC-Folie wurde als jede der Verzögerungsfolien 2a und 2b in der Konfiguration der 14 und 15B verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Winkel θ6 zwischen der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 der Verzögerungsfolie 2b wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene und der Winkel θ5 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung B2 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b wurden beide auf 80° bis 100° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2a 1,8 μm betrug. Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu schwarz, blau, gelbgrün und pink auf, wenn eine Spannung angehoben wurde.
In ähnlicher Weise wie in der obigen Ausführung 2-2 konnten verschiedene Farben über einen weiteren Blickwinkel wahrgenommen werden als in der Konfiguration von Ausführung 1-2, in der eine einzige uniaxial gereckte PC-Folie verwendet wurde.
Ausführung 4
Diese Ausführung gibt Beispiele der Verwendung von sechs uniaxial gereckten Verzögerungsfolien aus PC als optisch antisotropen Substanzen.
Eine Schnittansicht durch eine vierte Flüssigkristallvorrichtung vom Reflektionstyp, auf die diese Erfindung angewendet wird, ist in 16 gezeigt. In 16 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine obere Polarisationsplatte, die Bezugszahlen 2a bis 2f bezeichnen Verzögerungsfolien, die Bezugszahl 3 bezeichnet eine Flüssigkristallzelle, die Bezugszahl 4 bezeichnet eine untere Polarisationsplatte und die Bezugszahl 5 bezeichnet eine Reflektionsplatte. Die Konfiguration der Flüssigkristallzelle 3 ist die gleiche wie jene von 1.
Die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten 1 und 4 von 16, der Richtungen der langsamen Achsen der Verzögerungsfolien 2a bis 2f und der Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen sind in den 17A und 17B gezeigt. Die 17A und 17B unterscheiden sich durch die Richtung der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1.
In den 17A und 17B sind A1 und A2 die Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der oberen und unteren Polarisationsplatten 1 und 4, sind B1 bis B6 die Richtungen der langsamen Achsen der Verzögerungsfolien 2a bis 2f und sind C1 und C2 die Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen. Zusätzlich ist T der Drehwinkel des nematischen Flüssigkristalls 10, ist θ1 der Winkel zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B6 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2f, ist θ2 der Winkel zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene, ist θ3 der Winkel zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4, ist θ41 der Winkel zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Richtung B2 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2b und sind θ42 bis θ45 ähnlich die Winkel zwischen den Richtungen der langsamen Achsen jedes Paars von Verzögerungsfolien 2b und 2c, 2c und 2d, 2d und 2e sowie 2e und 2f. θ1 ist auf größer als 0° und kleiner als 90° gelegt.
Ausführung 4-1
Eine uniaxial gereckte PC-Folie wurde als jede der Verzögerungsfolien 2a bis 2f in der Konfiguration der 16 und 17A verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B6 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2f und der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt, und die Winkel θ41 bis θ45 zwischen den Richtungen der langsamen Achsen der Verzögerungsfolien 2a und 2b, 2b und 2c, 2c und 2d, 2d und 2e sowie 2e und 2f wurden alle auf 40° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Gesamtsumme des Produkts Δn1·d1 der optischen Anisotropie Δn1 und der Dicke d1 der Verzögerungsfolie 2a plus dem Produkt Δn2·d2 der optischen Anisotropie Δn2 und der Dicke d2 der Verzögerungsfolie 2b plus, in ähnlicher Weise, dem Produkt Δnj·dj (wobei j eine ganze Zahl von 6 oder weniger ist) der optischen Anisotropie Δnj und der Dicke dj jeder der Verzögerungsfolien 2c bis 2f (nachfolgend die Verzögerung 5 für Ausführung 4 genannt) betrug 2 μm.
Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu orange, blau und grün auf, wenn die Spannung angehoben wurde. Die verschiedenen Farben konnten über einen breiteren Blickwinkel wahrgenommen werden als in den Konfigurationen der Ausführungen 2-1 und 2-3, worin zwei uniaxial gereckte PC-Folien verwendet wurden.
Ausführung 4-2
Eine uniaxial gereckte PC-Folie wurde als jede der Verzögerungsfolien 2a bis 2f in der Konfiguration der 16 und 17B verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B6 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2f und der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2a und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt, und die Winkel θ41 bis θ45 zwischen den Richtungen der langsamen Achsen der Verzögerungsfolien 2a und 2b, 2b und 2c, 2c und 2d, 2d und 2e sowie 2e und 2f wurden alle auf 40° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolien 2a bis 2f 1,8 μm betrug. Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu schwarz, blau, gelbgrün und pink auf, wenn eine Spannung angelegt wurde. Die verschiedenen Farben konnten über einen breiteren Blickwinkel wahrgenommen werden als in den Konfigurationen der Ausführungen 2-2 und 3-2, worin zwei uniaxial gereckte PC-Folien verwendet wurden.
Ausführung 5
Diese Ausführung gibt Beispiele der Verwendung einer NZ-Verzögerungsfolie aus PC als der optisch antisotropen Substanz.
Eine Schnittansicht durch eine fünfte Flüssigkristallvorrichtung vom Reflektionstyp, auf die diese Erfindung angewendet wird, ist in 18 gezeigt. In 18 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine obere Polarisationsplatte, bezeichnet die Bezugszahl 20 eine NZ-Verzögerungsfolie, bezeichnet die Bezugszahl 3 eine Flüssigkristallzelle, bezeichnet die Bezugszahl 4 eine untere Polarisationsplatte und bezeichnet eine Bezugszahl 5 eine Reflektionsplatte. Die Konfiguration der Flüssigkristallzelle 3 ist die gleiche wie jene von 1.
Eine NZ-Verzögerungsfolie ist eine Verzögerungsfolie mit unterschiedlichen Werten von ny und nz, wobei deren Brechungsindex in der Richtung des maximalen Brechungsindex parallel zur Folienoberfläche nx ist, deren Brechungsindex in Richtung orthogonal zu nx und parallel zur Folienoberfläche ny ist und deren Brechungsindex in der Foliendickenrichtung nz ist. In diesem Fall ist der Wert von (nx – nz)/(nx – ny) als der NZ-Faktor definiert.
Die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten 1 und 4 von 18, der Richtung der langsamen Achsen der NZ-Verzögerungsfolie 20 und den Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen sind in den 19A und 19B gezeigt. Die 19A und 19B unterscheiden sich durch die Richtung der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1.
In den 19A und 19B sind A1 und A2 die Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der oberen und unteren Polarisationsplatten 1 und 4, sind B1 die Richtung der langsamen Achse der NZ-Verzögerungsfolie 20 und sind C1 und C2 die Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen.
Zusätzlich ist T der Drehwinkel des nematischen Flüssigkristalls 10, ist θ1 der Winkel zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der NZ-Verzögerungsfolie 20, ist θ2 der Winkel zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der NZ-Verzögerungsfolie 20 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene und ist θ3 der Winkel zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4. θ1 ist auf größer als 0° und kleiner als 90° gelegt.
Ausführung 5-1
NZ-Verzögerungsfolien aus PC mit NZ-Faktoren von 0 bis 1 wurden als die NZ-Verzögerungsfolie 20 in der Konfiguration der 18 und 19A verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der NZ-Verzögerungsfolie 20 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der NZ-Verzögerungsfolie 20 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, wobei das Produkt Δn1·d1 der optischen Anisotropie Δn1 und der Dicke d1 der NZ-Verzögerungsfolie 20 (nachfolgend die Verzögerung R für Ausführung 5 genannt) 2 μm betrug. Im Ergebnis war der Farbton der Anzeige von der Vorderseite her betrachtet, unabhängig vom Wert des NZ-Faktors, derart, dass der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar war, und Farbänderungen, die exakt die gleichen wie jene zu orange, blau, und grün, wie in dem Farbdiagramm von 4 gezeigt, auftraten, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Es wurden Auswertungen der Sichtbarkeit des Farbtons auf einer Skala von 1 bis 10 durchgeführt, wenn NZ-Verzögerungsfolien mit NZ-Faktoren von 0 bis 1 verwendet wurden und der Blickwinkel um 30° in den vorwärtigen, rückwärtigen und Querrichtungen in Bezug auf die Vorderseiten verschoben wurden, mit den Ergebnissen, wie sie in 20 gezeigt sind. Die verschiedenen Farben konnten über einen weiten Blickwinkelbereich in den vorwärtigen und Querrichtungen gesehen werden, wenn der NZ-Faktor 0,7 oder weniger war, und die verschiedenen Farben konnten über einen weiten Blickwinkel in der rückwärtigen Richtung gesehen werden, wenn der NZ-Faktor 0,6 oder kleiner war. In anderen Worten konnten die verschiedenen Farben über einen weiten Blickwinkel gesehen werden, wenn der NZ-Faktor 0,7 oder weniger war, und über einen noch weiteren Blickwinkel, wenn der NZ-Faktor zwischen 0,1 und 0,6 war.
Ausführung 5-2
NZ-Verzögerungsfolien aus PC mit NZ-Faktoren von 0 bis 1 wurden als die NZ-Verzögerungsfolie 20 in der Konfiguration der 18 und 19B verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der NZ-Verzögerungsfolie 20 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der NZ-Verzögerungsfolie 20 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Verzögerung R der NZ-Verzögerungsfolie 20 1,8 μm betrug. Im Ergebnis war der Farbton der Anzeige von vorne betrachtet, unabhängig vom Wert des NZ-Faktors derart, dass der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar war, und Farbänderungen, die exakt die gleichen wie jene zu schwarz, blau, gelbgrün und pink waren, wie im Farbdiagramm der Kurve (b) von 6 gezeigt, auftraten, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Wenn der Blickwinkel um 30° in der aufwärtigen, abwärtigen und Querrichtung in Bezug auf die Vorderseiten verschoben wurden, in ähnlicher Weise zu dem in 20 gezeigt, konnten verschiedenen Farben über einen weiten Blickwinkelbereich in den abwärtigen und Querrichtungen gesehen werden, wenn der NZ-Faktor 0,7 oder kleiner war, und die verschiedenen Farben konnten über einen weiten Blickwinkelbereich in der aufwärtigen Richtung gesehen werden, wenn der NZ-Faktor 0,6 oder kleiner war. In anderen Worten, die verschiedenen Farben konnten über einen weiten Blickwinkelbereich gesehen werden, wenn der NZ-Faktor 0,7 oder kleiner war, und über einen noch weiteren Blickwinkel, wenn der NZ-Faktor zwischen 0,1 und 0,6 war.
In der Ausführung 5 wurden NZ-Verzögerungsfolien aus PC als die NZ-Verzögerungsfolie 20 verwendet, wobei die Erfindung aber darauf nicht beschränkt ist; es konnten ähnliche Ergebnisse erhalten werden, indem zwei oder mehr Typen von Verzögerungsfolien aufeinandergelegt wurden, wie etwa eine uniaxial gereckte Polystyrolfolie mit einem NZ-Faktor von 0 und einer uniaxial gereckten PC-Folie mit einem NZ-Faktor von 1, um einen Durchschnittswert des NZ-Faktors zu bekommen, der innerhalb des obigen Bereichs liegt.
Ausführung 6
Diese Ausführung gibt Beispiele der Verwendung einer verdrehten Verzögerungsfolie als der optisch antisotropen Substanz.
Eine Schnittansicht durch eine sechste Flüssigkristallvorrichtung vom Reflektionstyp, auf die diese Erfindung angewendet wird, ist in 21 gezeigt. In 21 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine obere Polarisationsplatte, die Bezugszahl 22 bezeichnet eine verdrehte Verzögerungsfolie, die Bezugszahl 3 bezeichnet eine Flüssigkristallzelle, die Bezugszahl 4 bezeichnet eine untere Polarisationsplatte und die Bezugszahl 5 bezeichnet eine Reflektionsplatte. Die Konfiguration der Flüssigkristallzelle 3 ist die gleiche wie jene von 1.
Eine verdrehte Verzögerungsfolie ist eine Verzögerungsfolie, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Richtung ihrer langsamen Achse parallel zur Folienoberfläche ist und auch ihre Verdrehung kontinuierlich in Bezug auf die Foliendickenrichtung variiert.
Die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der Polarisationsplatten 1 und 4 von 21, der Richtung der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 und den Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen sind in den 22A und 22B gezeigt.
Die 22A und 22B unterscheiden sich durch die Richtung der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1.
In den 22A und 22B sind A1 und A2 die Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der oberen und unteren Polarisationsplatten 1 und 4, ist B1 die Richtung der langsamen Achse an der Oberfläche der verdrehten Verzögerungsfolie 22 in Kontakt mit der oberen Polarisationsplatte 1, ist B2 die Richtung der langsamen Achse an der Oberfläche der verdrehten Verzögerungsfolie 22 in Kontakt mit der Flüssigkristallzelle 3 und sind C1 und C2 die Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen.
Zusätzlich ist T1 der Drehwinkel des nematischen Flüssigkristalls 10, ist T2 der Drehwinkel der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22, ist θ1 der Winkel zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22, ist θ2 der Winkel zwischen der Richtung B2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene und ist θ3 der Winkel zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4. θ1 ist auf mehr als 0° und weniger als 90° gelegt.
Ausführung 6-1
Eine verdrehte Verzögerungsfolie, in der ein Verhältnis α der optischen Anisotropie bei einer Wellelänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie bei einer Wellenlänge von 590 nm 1,09 betrug, wurde als verdrehte Verzögerungsfolie 22 in der Konfiguration der 21 und 22A verwendet.
Der Drehwinkel T1 des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und das Produkt Δn1·d1 der optischen Anisotropie Δn1 und der Dicke d1 der verdrehten Verzögerungsfolie 22 (nachfolgend die Verzögerung R für Ausführung 6 genannt) auf 2 μm gelegt wurde. Es wurden vier Werte für den Drehwinkel T2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 verwendet: 120°, 160°, 200° und 240°. Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung in jedem Beispiel als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu orange, blau und grün auf, wenn die Spannung angehoben wurde. Ein besonders lebhafter Farbton wurde erzeugt, wenn der Drehwinkel T2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 240° betrug.
Ausführung 6-2
Eine verdrehte Verzögerungsfolie, in der das Verhältnis α der optischen Anisotropie bei einer Wellelänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie bei einer Wellenlänge von 590 nm 1,17 betrug, wurde als die verdrehte Verzögerungsfolie 22 in der Konfiguration der 21 und 22A verwendet.
Der Drehwinkel T1 des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Verzögerung R der verdrehten Verzögerungsfolie 22 1,8 μm betrug.
Es wurden vier Werte für den Drehwinkel T2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 verwendet: 120°, 160°, 200° und 240°. Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung in jedem Beispiel als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu orange, blau und grün auf, wenn die Spannung angehoben wurde. Ein besonders lebhafter Farbton wurde erzeugt, wenn der Drehwinkel T2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 240° betrug.
Ausführung 6-3
Eine verdrehte Verzögerungsfolie, in der das Verhältnis α der optischen Anisotropie bei einer Wellelänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie bei einer Wellenlänge von 590 nm 1,09 betrug, wurde als die verdrehte Verzögerungsfolie 22 in der Konfiguration der 21 und 22B verwendet. Zusätzlich wurde der Drehwinkel T1 des nematischen Flüssigkristalls 10 auf 240° gelegt, wurden der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 beide auf 35° bis 55° gelegt, und wurde der Winkel θ2 zwischen der Richtung B2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene auf 80° bis 100° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, worin die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Verzögerung R der verdrehten Verzögerungsfolie 22 1,8 μm betrug. Es wurden vier Werte für den Drehwinkel T2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 verwendet: 120°, 160°, 200° und 240°. Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung in jedem Beispiel als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu schwarz, blau, gelbgrün und pink auf, wenn die Spannung angelegt wurde. Ein besonders lebhafter Farbton wurde erzeugt, wenn der Drehwinkel T2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 240° betrug.
Ausführung 6-4
Eine verdrehte Verzögerungsfolie, in der das Verhältnis α der optischen Anisotropie bei einer Wellelänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie bei einer Wellenlänge von 590 nm 1,17 betrug, wurde anstelle der Verzögerungsfolie 2 in der Konfiguration der 1 und 19B verwendet.
Der Drehwinkel T1 des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 2 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 1,6 μm betrug. Es wurden vier Werte für den Drehwinkel T2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie verwendet: 120°, 160°, 200° und 240°. Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung in jedem Beispiel als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu schwarz, blau, gelbgrün und pink auf, wenn eine Spannung angelegt wurde. Ein besonders lebhafter Farbton wurde erzeugt, wenn der Drehwinkel T2 der langsamen Achse der verdrehten Verzögerungsfolie 22 240° betrug.
Das in Ausführung 6 verwendete nematische Flüssigkristall 10 hatte eine optische Anisotropie Δn von 0,23, und das Verhältnis α seiner optischen Anisotropie bei einer Wellenlänge von 450 nm in Bezug auf seine optische Anisotropie bei einer Wellenlänge von 590 nm betrug 1,17.
Die Ausführung 6-4 war ein spezifisches Beispiel, in der das Verhältnis α der optischen Anisotropie des nematischen Flüssigkristalls 10 bei einer Wellenlänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie davon bei einer Wellenlänge von 590 nm im Wesentlichen gleich dem Verhältnis α der optischen Anisotropie der verdrehten Verzögerungsfolie bei einer Wellenlänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie davon bei einer Wellenlänge von 590 nm war; wenn in diesem Fall der Drehwinkel T1 des nematischen Flüssigkristalls 10 und der Drehwinkel T2 der Verzögerungsfolie im Wesentlichen die gleichen Grade hatte, jedoch umgekehrt verdreht wurde, und das Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und die Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 und die Verzögerung R der verdrehten Verzögerungsfolie im Wesentlichen gleich war, war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu schwarz, blau, gelbgrün und pink auf, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Obwohl darüber hinaus in 6 nur eine verdrehte Verzögerungsfolie zwischen der oberen Polarisationsplatte 1 und der Flüssigkristallzelle 3 angeordnet wurde, ist diese Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und daher könnte stattdessen eine Kombination einer verdrehten Verzögerungsfolie und einer uniaxial gereckten Verzögerungsfolie dazwischen angeordnet werden.
Ausführung 7
Diese Ausführung gibt Beispiele der Verwendung einer zweiten Flüssigkristallzelle als der optisch anisotropen Substanz.
Eine Schnittansicht durch eine siebte Flüssigkristallzelle vom Reflektionstyp, auf die diese Erfindung angewendet wird, ist in 23 gezeigt. In 23 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine obere Polarisationsplatte, bezeichnet die Bezugszahl 26 eine zweite Flüssigkristallzelle, bezeichnet die Bezugszahl 3 eine Flüssigkristallzelle, bezeichnet die Bezugszahl 4 eine untere Polarisationsplatte und bezeichnet die Bezugszahl 5 eine Reflektionsplatte. Die Konfiguration jeder der Flüssigkristallzelle 3 und der zweiten Flüssigkristallzelle 26 ist die gleiche wie jene der Flüssigkristallzelle 3 von 1. Merke jedoch dass dort die zweite Flüssigkristallzelle 26 die oberen und unteren Elektroden 6 und 8 nicht aufweist.
Die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der Polarisationsplatte 1 und 4 von 23, der Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen der zweiten Flüssigkristallzelle 26 sowie der Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen der Flüssigkristallzelle 3 sind in den 24A und 24B gezeigt.
In den 24A und 24B sind A1 und A2 die Richtungen der Absorptionsachsen (oder Polarisationsachsen) der oberen und unteren Polarisationsplatte 1 und 4 von 23, sind B1 und B2 die Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen der zweiten Flüssigkristallzelle 26 und sind C1 und C2 die Reibrichtungen der oberen und unteren Ebenen der Flüssigkristallzelle 3. Zusätzlich ist T1 der Drehwinkel des die Flüssigkristallzelle 3 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10, ist T2 der Drehwinkel des die zweite Flüssigkristallzelle 26 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10, ist θ1 der Winkel zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte und der Reibrichtung B1 der oberen Ebene der zweiten Flüssigkristallzelle 26, ist θ2 der Winkel zwischen der Reibrichtung B2 der unteren Ebene der zweiten Flüssigkristallzelle 26 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene der Flüssigkristallzelle 3 und ist θ3 der Winkel zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene der Flüssigkristallzelle 3 und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4. θ1 ist auf größer als 0° und kleiner als 90° gelegt.
Ausführung 7-1
Mit der Konfiguration der 23 und 24A wurde der Drehwinkel T1 des die Flüssigkristallzelle 3 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 auf 240° gelegt und wurde der Drehwinkel T2 des die zweite Flüssigkristallzelle 26 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 auf 0° gelegt.
In anderen Worten, dies war eine homogene Ausrichtung. Der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Reibrichtung B1 der oberen Ebene der zweiten Flüssigkristallzelle 26 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene der Flüssigkristallzelle 3 und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Reibrichtung B2 der unteren Ebene der zweiten Flüssigkristallzelle 26 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene der Flüssigkristallzelle 3 wurde auf 80° bis 100° gelegt. Die optische Anisotropie Δn des die Flüssigkristallzelle 3 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 betrug 0,23 und die Dicke d davon betrug 7 μm, in anderen Worten Δn·d betrug 1,61 μm, und die optische Anisotropie Δn des die Flüssigkristallzelle 26 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 betrug 0,13 und die Dicke d davon betrug 15 μm, in anderen Worten Δn·d betrug 1,95 μm. Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu orange, blau und grün auf, wenn eine Spannung angelegt wurde.
Ausführung 7-2
Mit der Konfiguration der 23 und 24B wurde der Drehwinkel T1 des die Flüssigkristallzelle 3 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 auf 240° gelegt und wurde der Drehwinkel T2 des die zweite Flüssigkristallzelle 26 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 ebenfalls auf 240° gelegt. Der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Reibrichtung B1 der oberen Ebene der zweiten Flüssigkristallzelle 26 und der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene der Flüssigkristallzelle 3 und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Reibrichtung B2 der unteren Ebene der zweiten Flüssigkristallzelle 26 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene der Flüssigkristallzelle 3 wurden auf 80° bis 100° gelegt. Die optische Anisotropie Δn des die Flüssigkristallzelle 3 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 betrug 0,23 und die Dicke d davon betrug 7 μm, in anderen Worten Δn·d betrug 1,61 μm, und die optische Anisotropie Δn des die Flüssigkristallzelle 26 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 betrug 0,23 und die Dicke d davon betrug 7 μm, in anderen Worten Δn·d betrug 1,61 μm.
Im Ergebnis war der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar, und es traten Farbänderungen zu schwarz, blau, gelb-grün und pink auf, wenn eine Spannung angelegt wurde.
In Ausführung 7 lag das Verhältnis der nematisch isotropen Phasenübergangstemperatur des die zweite Flüssigkristallzelle 26 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 in Bezug auf die nematisch isotrope Phasenübergangstemperatur des die erste Flüssigkristallzelle 3 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 im Bereich von 0,8 bis 1,2. Zusätzlich betrugen diese nematisch isotropen Phasenübergangstemperaturen beide zumindest 80°C. In diesen Beispielen wurde ein Flüssigkristallvorrichtung erhalten, in der, zumindest innerhalb des Bereichs von –20° bis 70°, der Farbton bei null Spannung als Weiß oder eine Nichtfarbe in der Nähe davon sichtbar war, und bei Temperaturänderungen kaum eine Änderung der Außenfarbe vorlag.
Anstatt der Verwendung einer zweiten Flüssigkristallzelle ist es klar, dass ähnliche Ergebnisse mittels einer Verzögerungsfolie erhalten werden könnten, die eine Verzögerung hat, die im Wesentlichen die gleiche Temperaturabhängigkeit der Verzögerung R wie jene der Flüssigkristallzelle hat, wie etwa eine Verzögerungsfolie, in der Flüssigkristallpolymere horizontal oder verdreht ausgerichtet sind.
Wenn mit dieser Erfindung das Mittel, welches in der Lage ist, zumindest der Spannungswerte zur Anlage zwischen dem Paar von Elektrodensubstraten auszuwählen, ferner als eine Zeitteilertreiberschaltung definiert wird, die in der Lage ist, zumindest eine andere Spannung zwischen einer gewählten Spannung und einer nicht gewählten Spannung anzulegen, zusätzlich zu der gewählten Spannung und der nicht gewählten Spannung, hat es sich gezeigt, dass der Farbton bei null Spannung Weiß oder einer Nichtfarbe in der Nähe davon ist und zumindest zwei Farben angezeigt werden, wenn eine Spannung angelegt wird, vorausgesetzt, dass die Flüssigkristallzelle der folgenden Beziehung genügt:
Dies wird unten mit der Hilfe von Ausführungen bewiesen.
Ausführung 8
Diese Ausführung gibt Beispiele der Verwendung einer Zeitteilertreiberschaltung als der Treiberschaltung.
Ausführung 8-1
Es wurde einer Zeitteilertreiberschaltung als die Treiberschaltung 15 in der Konfiguration von 1 und 3A verwendet, und die Beziehungen zwischen dem Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10, das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung, und das Steilheitsverhältnis β der Flüssigkristallzelle 3 wurden untersucht.
Das Steilheitsverhältnis β der Flüssigkristallzelle 3 ist das Verhältnis der Spannung, bei der die Kapazität der Flüssigkristallzelle 3 30% beträgt, zu jener Spannung, bei der sie 10% beträgt, wenn die Kapazität der Flüssigkristallzelle 3 0% für eine Spannung von 0,5 V ist, die zwischen den oberen und unteren Elektroden 6 und 8 angelegt wird, und diese Kapazität 1 für eine Spannung von 25 V ist.
Zusätzlich wird das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung wie folgt ausgedrückt, wenn das Tastverhältnis 1/N ist und das Vorspannverhältnis 1/B ist:
Wenn daher der Betrieb bei der optimalen Vorspannung bei Tastverhältnissen von 1/64, 1/120, 1/240, 1/480 ist, sind die entsprechenden Werte des Verhältnisses der Aus-Spannung zur Ein-Spannung 1,13, 1,1, 1,07, 1,05.
In der oben beschriebenen Konfiguration wurde eine uniaxial gereckte PC-Folie als die Verzögerungsfolie 2 verwendet. Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf auf 240° gelegt, sowohl der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 sowie auch der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B2 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Zusätzlich wurden Kombinationen des Produkts Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10, der Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 und des Steilheitsverhältnisses β der Flüssigkristallzelle 10 so angewendet, wie in Tabelle 7 gezeigt, und die Farbänderung, die beim Anlegen einer Spannung erzeugt wurde, wurde mit einem Spektrofotometer gemessen. Die Ergebnisse sind in 25 gezeigt.
Tabelle 7
In 25 bezeichnen Dreiecke Proben, die Farbänderungen von weiß oder einer Nichtfarbe in der Nähe davon zu orange, blau und grün zeigten, während die Spannung von der Aus-Spannung zu der Ein-Spannung verändert wurde, wenn das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung 1,13 betrug (wenn das Tastverhältnis auf 1/64 und das Vorspannverhältnis auf 1/9 gesetzt wurde), und die Kreuze repräsentieren Proben, die die Farbe unvollständig veränderten.
Zusätzlich repräsentieren hohle Kreise Proben, die Farbänderungen von Weiß oder einer Nichtfarbe in der Nähe davon zu orange, blau und grün zeigten, während die Spannung von der Aus-Spannung zu der Ein-Spannung verändert wurde, wenn das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung 1,1 betrug (wenn das Tastverhältnis auf 1/120 und das Vorspannverhältnis auf 1/12 gesetzt wurde), und Quadrate repräsentieren Proben, die Farbänderungen von Weiß oder einer Nichtfarbe in der Nähe davon zu orange, blau und grün zeigten, wenn die Spannung von der Aus-Spannung zu der Ein-Spannung verändert wurde, obwohl das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung 1,07 betrug (wenn das Tastverhältnis auf 1/240 und das Vorspannverhältnis auf 1/17 gesetzt wurde). Ferner repräsentieren gefüllte Kreise Proben, die Farbänderungen von weiß oder einer Nichtfarbe in der Nähe davon zu orange, blau und grün zeigten, während die Spannung von der Aus-Spannung zu der Ein-Spannung verändert wurde, obwohl das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung 1,05 betrug (wenn das Tastverhältnis auf 1/480 und das Vorspannverhältnis auf 1/23 gesetzt wurde).
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass der Farbton bei null Spannung weiß oder einer Nichtfarbe in der Nähe davon ist und Farbänderungen zu den drei Farben orange, blau und grün auftreten, wenn eine Spannung angelegt wird, vorausgesetzt, dass die Beziehungen zwischen dem Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10, das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung und das Steilheitsverhältnis β der Flüssigkristallzelle der folgenden Beziehung genügen:
Es ist erforderlich, die obige Beziehung zu erfüllen, um die Farbänderungen von weiß durchgehend zu grün zu implementieren.
Es wurde eine Zeitteilertreiberschaltung verwendet, um einen pulsweiten Modulationsbetrieb in acht Schritten bereitzustellen, wobei das Tastverhältnis auf 1/240 und das Vorspannverhältnis auf 1/17 für eine Flüssigkristallzelle 3 gesetzt wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2 μm betrug und das Steilheitsverhältnis β der Flüssigkristallzelle 3 1,08 betrug, und die bei jedem dieser Schritte erhaltenen Farben waren so wie in 26 gezeigt. In jedem dieser Schritte wurden die Farben weiß, blass-orange, dunkel-orange, rot-violett, blau-violett, blau, blau-grün und grün angezeigt.
Es sollte jedoch angemerkt werden, dass die effektive Spannung bei jedem dieser Schritte, wenn dieser Schrittpulsbetrieb durchgeführt wurde, gegeben wird durch:
In diesem Fall ist V_L/F die effektive Spannung in einem F-Schrittbetrieb (wobei F eine positive ganze Zahl ist) bei einem L-ten Pegel (wobei L eine ganze Zahl von 0 bis F – 1 ist), V_0/F ist die Aus-Spannung, und V_(F–1)/F ist die Ein-Spannung. Zusätzlich ist V_OP die Treiberspannung, wenn das Tastverhältnis 1/N und das Vorspannverhältnis 1/B ist. Die effektive Spannung in jedem Schritt eines Rahmenratensteuerbetriebs wird durch dieselbe Gleichung ausgedrückt, und es können hierdurch ähnliche Ergebnisse erhalten werden. Ähnliche Ergebnisse können gleichermaßen durch Anwendung einer Kombination von Pulsbreitenmodulationsbetrieb und Rahmenratensteuerbetrieb erhalten werden.
Ausführung 8-2
Es wurde eine Zeitteilertreiberschaltung als die Treiberschaltung 15 in der Konfiguration der 1 und 3B verwendet, und die Beziehungen zwischen dem Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10, des Verhältnisses P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung, sowie des Steilheitsverhältnisses β der Flüssigkristallzelle 3 wurden untersucht.
In der oben beschriebenen Konfiguration wurde eine uniaxial gereckte PC-Folie als die Verzögerungsfolie 2 verwendet. Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Zusätzlich wurden Kombinationen des Produkts Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10, der Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2, des Steilheitsverhältnisses β der Flüssigkristallzelle 10 so angewendet, wie in Tabelle 8 gezeigt, und die Farbänderung, die beim Anlegen einer Spannung erzeugt wurde, wurde mit einem Spektrofotometer gemessen. Die Ergebnisse sind in 27 gezeigt.
Tabelle 8
In 27 bezeichnen Dreiecke Proben, die Farbänderungen von weiß oder einer Nichtfarbe in der Nähe davon zu schwarz, blau, gelb-grün und pink zeigten, während die Spannung von der Aus-Spannung zu der Ein-Spannung verändert wurde, wenn das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung 1,13 betrug (wenn das Tastverhältnis auf 1/64 und das Vorspannverhältnis auf 1/9 gesetzt wurde), und Kreuze repräsentieren Proben, die die Farbe unvollständig veränderten. Zusätzlich repräsentieren hohle Kreise Proben, die Farbänderungen von weiß oder einer Nichtfarbe in der Nähe davon zu schwarz, blau gelb-grün und pink zeigten, während die Spannung von der Aus-Spannung zu der Ein-Spannung verändert wurde, wenn das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung 1,1 betrug (wenn das Tastverhältnis auf 1/120 und das Vorspannverhältnis auf 1/12 gesetzt wurde), und Quadrate repräsentieren Proben, die Farbänderungen von weiß oder einer Nichtfarbe in der Nähe davon zu schwarz, blau, gelb-grün und pink zeigten, während die Spannung von der Aus-Spannung zu der Ein-Spannung verändert wurde, obwohl das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung 1,07 betrug (wenn das Tastverhältnis auf 1/240 und das Vorspannverhältnis auf 1/17 gesetzt wurde).
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass der Farbton bei null Spannung weiß oder einer Nichtfarbe in der Nähe davon ist und vier Farbänderungen zu schwarz, blau, gelb-grün und pink auftreten, wenn eine Spannung angelegt wird, vorausgesetzt, dass das Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10, das Verhältnis P der Aus-Spannung zur Ein-Spannung und das Steilheitsverhältnis β der Flüssigkristallzelle der folgenden Beziehung genügen:
Diese Beziehung ist restriktiver als der Bereich der obigen Gleichung (3); es ist erforderlich, dass die Beziehung von Gleichung (6) erfüllt ist, um die Farbänderungen von weiß durchgehend bis pink zu implementieren.
Es wurde eine Zeitteilertreiberschaltung verwendet, um einen pulsweiten Modulationsbetrieb in acht Schritten bereitzustellen, wobei das Tastverhältnis auf 1/64 und das Vorspannverhältnis auf 1/9 für eine Flüssigkristallzelle 3 gesetzt wurde, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,8 μm betrug und das Steilheitsverhältnis β der Flüssigkristallzelle 3 1,06 betrug, und die Farben, die in jedem dieser Schritte erhalten wurden, waren so wie in 28 gezeigt. In jedem dieser Schritte wurden die Farben weiß, schwarz, blau, blau-grün, grün, gelb-grün, gelb und pink angezeigt.
Ausführung 9
Diese Ausführung stellt die Beziehungen zwischen den Absorptionsachsen der oberen und unteren Polarisationsplatten, der langsamen Achse der optisch anisotropen Substanz und der Reibrichtung der oberen und unteren Ebenen dar.
Eine uniaxial gereckte PC-Folie als die Verzögerungsfolie 2 wurde in der Konfiguration von 1 und 3A verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2 μm betrug. Jeweils der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 sowie der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse des Flüssigkristalls 10 betrug 0,23 und die Dicke d betrug 7 μm, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie betrug 1,8 μm, wobei aber die Farbreinheit außerhalb dieses Bereichs dramatisch abfiel.
Ausführung 10
Diese Ausführung gibt Beispiele der Analysen der Effekte des Drehwinkels auf die nematische Flüssigkristallzelle.
Eine uniaxial gereckte PC-Folie als die Verzögerungsfolie 2 wurde in der Konfiguration der 1 und 3A verwendet.
Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 2 μm betrug. Ferner wurden der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C1 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Die Farbänderungen, die beim Anlegen einer Spannung auftraten, waren im Wesentlichen ähnlich jenen, die in 4 gezeigt sind, wenn der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 innerhalb des Bereichs von 180° bis 360° in 20°-Intervallen verändert wurde.
Eine uniaxial gereckte PC-Folie als die Verzögerungsfolie 2 wurde auch in der Konfiguration der 1 und 3B verwendet. Zusätzlich wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,8 μm betrug. Ferner wurden der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 beide auf 35° bis 55° gelegt, und wurde der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene auf 80° bis 100° gelegt.
Die Farbänderungen, die beim Anlegen einer Spannung auftraten, waren im Wesentlichen ähnlich jenen, die in Kurve (a) von 7 gezeigt, wenn der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 innerhalb des Bereichs von 180° bis 360° mit 20°-Intervallen verändert wurde.
Obwohl in den Ausführungen 2 bis 4 und den Ausführungen 8 bis 10 uniaxial gereckte PC-Folien als die Verzögerungsfolie 2 verwendet wurden, sollte die vorliegende Erfindung nicht als darauf beschränkt betrachtet werden; es können ähnliche Ergebnisse erhalten werden, indem man Verzögerungsfolien anderer Materialien verwendet, wie etwa PVA oder PSF. Ähnlich, obwohl in den Ausführungen 1 bis 9 der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 auf 240° gelegt wurde, können ähnliche Ergebnisser erhalten werden, wenn dieser in dem Bereich von 180° bis 360° liegt. Zusätzlich, obwohl in den Ausführungen 1 bis 10 der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 im Gegenuhrzeigersinn von der Reibrichtung C1 der oberen Ebene zur Reibrichtung C2 der unteren Ebene gemessen wurde, können mit einer uhrzeigersinnigen Drehung ähnliche Ergebnisse erhalten werden. In diesem Fall würden alle anderen Winkel θ1 bis θ6 in der entgegengesetzten Richtung gemessen werden. Ferner können ähnliche Ergebnisse erhalten werden, wenn das Produkt Δn·d der optischen Anisotropie Δn und der Dicke d des nematischen Flüssigkristalls 10 größer als 1 μm ist, vorausgesetzt, dass die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 der vorbestimmten Beziehung genügt. Insbesondere wenn eine Zeitteilertreiberschaltung als die Treiberschaltung 15 verwendet wird, beträgt Δn·d bevorzugt zumindest 1,3 μm, um klare Farbänderungen zu erhalten, und besonders bevorzugt zumindest 1,5 μm. Zusätzlich gibt es in der Praxis eine Obergrenze von angenähert 0,3 für die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10, so dass es notwendig wäre, die Zellendicke d zu erhöhen, um Δn·d zu erhöhen, wobei aber in der Praxis Δn·d bevorzugt 2 μm oder weniger beträgt, unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Reaktionsgeschwindigkeit des nematischen Flüssigkristalls 10, wenn die Aus-Spannung zu der Ein-Spannung umgeschaltet hat, proportional zum Quadrat der Zellendicke d ist. In der Praxis liegt die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 bevorzugt im Bereich von 0,15 bis 0,29.
Ausführung 11
Diese Ausführung gibt ein Beispiel der Verwendung einer Farbpolarisationsplatte.
Eine uniaxial gereckte PC-Folie als die Verzögerungsfolie 2 wurde in der Konfiguration der 1 und 3B verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C1 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,6 μm betrug.
Wenn in diesem Fall neutrale Polarisationsplatten (NPF-F1220DU, hergestellt von Nitto Denko), als die oberen und unteren Polarisationsplatten 1 und 4 verwendet wurden, war der Farbton bei null Spannung ein gelbliches Weiß und es traten Farbänderungen zu schwarz, blau, gelb-grün und pink auf, wenn eine Spannung angelegt wurde. Wenn andererseits blaue Polarisationsplatte (B-18245T, hergestellt von Polartechno) als die oberen und unteren Polarisationsplatten 1 und 4 verwendet wurden, wurde der Farbton bei null Spannung weisser, und das Blau, das beim Anlegen einer Spannung auftrat, wurde blauer.
Auf ähnliche Weise nahm, wenn rote, blaue oder grüne Farbpolarisationsplatten als die oberen und unteren Polarisationsplatten 1 und 4 verwendet wurden, die Reinheit dieses jeweiligen Farbtons zu, und der Farbton bei null Spannung kam näher an weiß heran.
Ausführung 12
Diese Ausführung gibt ein Beispiel der Veränderung der Dicken der oberen und unteren Substrate.
Eine uniaxial gereckte PC-Folie als die Verzögerungsfolie 2 wurde in der Konfiguration der 1 und 3B verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,8 μm betrug.
Wenn in diesem Fall Glassubstrate eine Dicke von 0,7 mm als die oberen und unteren Substrate 7 und 9 verwendet wurden, war der bei null Spannung angezeigte Farbton weiß, und es traten Farbänderungen zu schwarz, blau, gelb-grün und pink auf, wenn eine Spannung angelegt wurde; wenn jedoch sowohl schwarz mit geringer Reflektionsluminanz als auch gelb mit hoher Reflektionsluminanz gleichzeitig angezeigt wurden, war die Parallaxe zwischen den Farben groß, weil gelb-grün zur Anzeige an der Position der Reflektionsplatte 5 auftrat, weil die Einsenkungen in der Vorderfläche der Reflektionsplatten sichtbar wurden, wo hingegen schwarz zur Anzeige an der Position der oberen Polarisationsplatte 1 auftrat. Wenn andererseits Glassubstrate einer Dicke von 0,4 mm als die oberen und unteren Substrate 7 und 8 verwendet wurden, war diese Parallaxe kleiner als jene mit 0,7 mm dicken Glassubstraten. Ferner war, wenn eine flexible Folie wie etwa Kunststofffolie verwendet wurde, diese Parallaxe eigentlich nicht unterscheidbar.
Jede der Flüssigkristallzelle der oben beschriebenen Ausführungen 1 bis 12 kann hergestellt werden, um mehr Farben als die oben beschriebenen Anzeigefarben anzuzeigen, indem jedes Pixel in eine Mehrzahl von zu betreibenden Teilen unterteilt wird und eine additive Farbmischung verwendet wird. Ferner kann jede der Flüssigkristallvorrichtungen der Ausführungen 1 bis 12 in der Lage sein, mehr Farben als die oben beschriebenen anzuzeigen, indem zwei oder mehr Flüssigkristallvorrichtungen überlagert werden. Zusätzlich wurden in den oben beschriebenen Ausführungen 1 bis 12 als Beispiel Flüssigkristallvorrichtung vom Reflektionstyp verwendet, wobei aber ähnliche Ergebnisse mit Flüssigkristallvorrichtung vom Transflektionstyp oder sogar Flüssigkristallvorrichtung vom durchlässigen Typ erhalten wurden.
In der obigen Beschreibung der Ausführungen wurde eine Zeitteilertreiberschaltung als Treiberschaltung verwendet, wobei aber eine Aktivmatrixtreiberschaltung wie etwa Dünnfilmtransistoren (TFTs) oder Metallisolatormetall (MIM) gleichermaßen gut angewendet werden könnten.
Ausführung 13
Das elektronische Gerät dieser Ausführung ist ein Pager, in dem eine Flüssigkristallvorrichtung vom Reflektionstyp der 23 und 24B installiert ist.
Dieser Pager umfasst eine Pagereinheit 200, eine Flüssigkristallanzeige 210 und einen Knopf 220 zum Umschalten der Betriebsmodi, wie in 31 gezeigt.
Die Flüssigkristallanzeige 210 ist konfiguriert, um die Flüssigkristallvorrichtung der 23 und 24B zu verwenden.
In dieser Ausführung wurde der Drehwinkel T1 des die Flüssigkristallzelle von 23 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 auf 240° gelegt, und wurde der Drehwinkel T2 des die zweite Flüssigkristallzelle 26 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 auch auf 240° gelegt.
Zusätzlich wurden der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Reibrichtung B1 der oberen Ebene der zweiten Flüssigkristallzelle 26 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene der Flüssigkristallzelle und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 beide auf 35° bis 55° gelegt, und wurde der Winkel θ2 zwischen der Reibrichtung B1 der unteren Ebene der zweiten Flüssigkristallzelle 26 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene der Flüssigkristallzelle 3 auf 80° bis 100° gelegt.
Die optische Anisotropie Δn des die Flüssigkristallzelle 3 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 betrug 0,23, und die Dicke d davon betrug 7 μm, in anderen Worten, Δn·d betrug 1,61 μm, und die optische Anisotropie Δn des die Flüssigkristallzelle 26 füllenden nematischen Flüssigkristalls 10 betrug 0,23 und die Dicke d davon betrug 7 μm, in anderen Worten, Δn·d betrug 1,61 μm. Das gleiche Flüssigkristall füllte sowohl die Flüssigkristallzelle 3 als auch die zweite Flüssigkristallzelle 26.
Die in diesem Pager installierte Flüssigkristallvorrichtung wurde derart eingestellt, dass der Farbton der Hintergrundfarbanzeige beim Tonpegel 0 (bei der Aus-Spannung) weiß war, die Anzeige üblicher alphanumerischer Zeichen beim Tonpegel 3 schwarz war und die Anzeige von Hervorhebungen oder Warnmitteilungen beim Tonpegel 5 grün war oder beim Tonpegel 7 pink war (bei der Ein-Spannung).
Dieser Pager war nicht nur in der Lage, mehr Information bei hoher Reflektionsluminanz und mit verbesserter Sichtbarkeit der Farbanzeige anzuzeigen, wobei die Verwendung einer reflektiven Vorrichtung einen ausreichend niedrigen Stromverbrauch gestattete.
Da zusätzlich das gleiche Flüssigkristall als das die Flüssigkristallzelle 3 füllende nematische Flüssigkristall 10 sowie das die zweite Flüssigkristallzelle 10 füllende nematische Flüssigkristall 10 verwendet wurde, betrug das Verhältnis der jeweiligen nematisch isotropen Phasenübergangstemperaturen (Klarpunkt oder NI-Punkt) 1, und daher konnten die verschiedenen Farben über einen Temperaturbereich von –20°C bis 70°C wahrgenommen werden.
Merke, dass die Flüssigkristallzelle 3 mit der in 32 gezeigten Treiberschaltung betrieben wurde. Diese Anzeigeschaltung umfasst einen Rechenabschnitt 500, einen Tasteneingabeabschnitt 510, eine Farbsteuerabschnitt 520 sowie eine Treiberschaltung 530. Der Rechenabschnitt 500 umfasst eine CPU 300, einer Speicherschaltung 310, eine Rechenschaltung 320 sowie eine Anzeigesignalerzeugerschaltung 330. Die CPU 300 steuert den Betrieb der gesamten Schaltung.
Der Tasteneingabeabschnitt 510 ist mit Eingabetasten 340 versehen, und die Konfiguration ist derart, dass Signale, die mittels dieser Eingabetasten 340 eingegeben werden, auf die CPU 300 übertragen werden.
Der Farbsteuerabschnitt 520 ist mit einer Farbwahlsignalerzeugungsschaltung 350 versehen.
Die Treiberschaltung 530 ist mit einer Treiberwellenformerschaltung 360, einer Treiberspannungswählschaltung 370 und einer Treiberspannungserzeugerschaltung 380 versehen. Die Treiberspannungserzeugerschaltung 380 bewirkt, dass Spannungen unterschiedlicher Spannungspegel erzeugt werden. Die Treiberspannungswählschaltung 370 wählt einen Spannungspegel in Antwort auf eine Anweisung von der Farbwahlsignalerzeugerschaltung 350 und führt ihn dann der Treiberwellenformerschaltung 360 zu. Die Treiberwellenformerschaltung 360 erzeugt eine Treiberwellenform für die Flüssigkristallzelle 3 auf der Basis der von der Treiberspannungswählschaltung 370 zugeführten Spannung und eines von der Anzeigesignalerzeugungsschaltung 330 zugeführten Anzeigesignals, und die Flüssigkristallzelle 3 wird durch diese Treiberwellenform angetrieben.
Ausführung 14
Das elektronische Gerät dieser Ausführung ist ein elektronischer Organizer, in dem eine Flüssigkristallanzeige installiert ist.
In dieser Ausführung ist die Flüssigkristallanzeige aus der in den 1 und 3B gezeigten Flüssigkristallvorrichtung konfiguriert.
In der Konfiguration der 1 und 3B wurde als die Verzögerungsfolie 2 eine uniaxial gereckte PC-Folie verwendet. Zusätzlich wurde der Drehwinkel T der Flüssigkristallzelle 10 auf 240° gelegt, wurden der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 beide auf 35° bis 55° gelegt, und wurde der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene auf 80° bis 100° gelegt.
Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,23 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,61 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,8 μm betrug. Diese Flüssigkristallvorrichtung vom Reflektionstyp wurde in dem elektronischen Organziser installiert.
Die in diesem Beispiel wurde als die Treiberschaltung 15 ein Grafikanzeigecontroller (SED1351F, hergestellt von Seiko Epson Co.) verwendet.
Dieser Grafikanzeigecontroller ist in der Lage, die Anzeige zweier Zwischentöne aus acht Schritten zwischen einer Aus-Spannung und einer Ein-Spannung auszuwählen, zusätzlich zu der Aus-Spannung und der Ein-Spannung. Von diesen Schritten wurde die Anzeige derart eingestellt, dass der Farbton der Hintergrundfarbanzeige bei einem Tonpegel 0 weiß war (bei der Aus-Spannung), die Anzeige üblicher alphanumerischer Zeichen beim Tonpegel 3 schwarz war und die Anzeige von Hervorhebungs- oder Warnmeldungen bei einem Tonpegel 5 gelb-grün oder bei einem Tonpegel 7 pink war (bei der Ein-Spannung). In diesem Beispiel beträgt die Rahmenfrequenz bevorzugt entweder 70 bis 110 Hz oder 120 bis 180, weil bei den anderen Frequenzen ein Flackern, welches den Schirm unterbricht, erzeugt wird.
Dieser elektronische Organizer war nicht nur in der Lage, mehr Information bei hoher Reflektionsluminanz und mit verbesserter Sichtbarkeit der Farbanzeige anzuzeigen, sondern auch die Verwendung einer reflektiven Vorrichtung einen ausreichend niedrigen Stromverbrauch gestattete.
Ausführung 15
Das elektronische Gerät dieser Ausführung ist ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), in dem eine Flüssigkristallanzeige installiert ist.
In dieser Ausführung wurde eine uniaxial gereckte PC-Folie als die Verzögerungsfolie 2 in der Konfiguration der 1 und 3B verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 beiden beide auf 35° bis 55° gelegt, und wurde der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt. Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,22 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,54 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,7 μm betrug.
Die obige Flüssigkristallvorrichtung vom Reflektionstyp wurde in dem PDA installiert. In diesem Beispiel wurde ein Grafikanzeigecontroller (SED1351F, hergestellt von Seiko Epson Co.) als die Treiberschaltung 15 verwendet. Zusätzlich wurden berührungsempfindliche Tasten auf die obere Polarisationsplatte 1 aufgelagert, um als Eingabevorrichtung zu wirken.
Die Konfiguration war derart, dass eine Palette wählbarer Tonpegel auf dem Schirm angezeigt wurde, so dass dann, wenn eine Palette entsprechend jedem Tonpegel durch eine Stifteingabevorrichtung gewählt wird, alphanumerische Zeichen in einer Farbe entsprechend der Spannung des gewählten Tonpegels angezeigt werden können. Dies ermöglicht die Erzeugung einer inhärent farbreichen Schirmanzeige, so dass mehr Information in leicht lesbarer Weise angezeigt werden kann.
Daher könnte die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung in einer höher entwickelten persönlichen tragbaren Informationsvorrichtung 1000 installiert werden, wie in 35 gezeigt. Die persönliche tragbare Informationsvorrichtung 1000 von 35 umfasst eine IC-Karte 1100, ein simultanes Interpretationssystem 1200, einen Handschrifteingabeschirm 1300, ein TV-Konferenzsystem 1400a und 1400b, ein Karteninformationssystem 1500 und einen Flüssigkristallanzeigeschirm 1660.
Die persönliche tragbare Informationsvorrichtung 1000 ist auch mit einer Videokamera 1610, einem Lautsprecher 1620, einem Mikrofon 1630, einem Eingabestift 1640 und Ohrhörern 1650 in einer Eingabe-Ausgabe-Schnittstellenschaltung 1600 versehen.
Ausführung 16
Das elektronische Gerät dieser Ausführung ist ein Rechner oder Controller für eine Klimaanlage, worin eine Flüssigkristallanzeige installiert ist.
In dieser Ausführung wurde eine uniaxial gereckte PC-Folie als Verzögerungsfolie 2 in der Konfiguration der 1 und 3B verwendet.
Der Drehwinkel T des nematischen Flüssigkristalls 10 wurde auf 240° gelegt, der Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der oberen Polarisationsplatte 1 und der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 sowie der Winkel θ3 zwischen der Reibrichtung C2 der unteren Ebene und der Richtung A2 der Absorptionsachse (oder Polarisationsachse) der unteren Polarisationsplatte 4 wurden beide auf 35° bis 55° gelegt, und der Winkel θ2 zwischen der Richtung B1 der langsamen Achse der Verzögerungsfolie 2 und der Reibrichtung C1 der oberen Ebene wurde auf 80° bis 100° gelegt.
Es wurde eine Flüssigkristallzelle 3 verwendet, in der die optische Anisotropie Δn des nematischen Flüssigkristalls 10 0,22 betrug und die Dicke d 7 μm betrug, in anderen Worten, worin Δn·d 1,54 μm betrug, und die Verzögerung R der Verzögerungsfolie 2 1,7 μm betrug.
Die oben beschriebene Flüssigkristallvorrichtung vom Reflektionstyp wurde als Anzeigevorrichtung in einem Controller einer Klimaanlage installiert. Das äußere Erscheinungsbild dieses Klimaanlagencontrollers ist in 33A gezeigt. Dieser Controller 610 ist mit einer Flüssigkristallanzeige 620 und Eingabetasten 630 versehen und ist ausgestaltet, um eine Fernsteuerung für eine Klimaanlage 600 vorzusehen.
Eine Zeitteilertreiberschaltung, die eine Ein-Spannung durch Verändern eines Vorspannverhältnisses verändert, wurde als die Treiberschaltung verwendet. In anderen Worten, die Flüssigkristallvorrichtung wurde derart eingestellt, dass eine Hintergrundfarbe von weiß und eine andere einzige Farbe gleichzeitig angezeigt werden können.
Die Konfiguration ist derart, dass alphanumerische Zeichen in blau angezeigt werden, wenn die Klimaanlage als Kühlung fungiert, und in orange, wenn sie als Heizung fungiert. Auf diese Weise kann die Konfiguration der Treiberschaltung vergleichsweise einfach gemacht werden, indem man die Spannung über die gesamte Schirmfläche verändern lässt, und daher ein billiges Treibersystem verwendet werden kann.
Merke, dass die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 620, die in dem Klimaanlagencontroller von 33A installiert ist, zum Betrieb durch die in 34 gezeigte Schaltung konfiguriert ist.
Die in 34 gezeigte Schaltung umfasst einen Rechenabschnitt 502, einen Tasteneingabeabschnitt 512, einen Farbsteuerabschnitt 522 und eine Treiberschaltung 532.
Der Rechenabschnitt 502 umfasst eine CPU 302, eine Speicherschaltung 312, eine Rechenschaltung 322 und eine Anzeigesignalerzeugerschaltung 332. Die CPU 302 steuert den Betrieb der gesamten Schaltung.
Der Tasteneingabeabschnitt 512 ist mit Eingabetasten 342 versehen, und die Konfiguration ist derart, dass Signale, die mittels dieser Eingabetasten 342 eingegeben werden, auf die CPU 302 übertragen werden.
Der Farbsteuerabschnitt 522 ist mit einer Farbwählsignalerzeugerschaltung 352 versehen.
Die Treiberschaltung 532 ist mit einer Treiberwellenformerschaltung 362 und einer Treiberspannungserzeugerschaltung 382 versehen. Die Treiberspannungserzeugerschaltung 382 wählt Vorspannverhältnisse in Antwort auf Anweisungen von der Farbwählsignalerzeugerschaltung 352, bewirkt, dass Spannungen unterschiedlicher Spannungspegel erzeugt werden, und führt diese der Treiberwellenformerschaltung 362 zu.
Die Treiberwellenformerschaltung 362 erzeugt eine Treiberwellenform auf der Basis der von der Treiberspannungserzeugerschaltung 382 zugeführten Spannung und eines von der Anzeigesignalerzeugerschaltung 322 zugeführten Anzeigesignals und betreibt dann die Flüssigkristallvorrichtung 620 mit dieser Wellenform.
Die Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung kann in einer den obigen Beispielen des elektronischen Geräts ähnlichen Weise auch in einem Kleinrechner installiert werden, wie in 33B gezeigt. Sie kann auch als Anzeigevorrichtung in einer Spielmaschine oder irgend einem Typ von Audiogerät verwendet werden, worin eine Farbanzeige erforderlich ist. Die Verwendung der Flüssigkristallvorrichtung dieser Erfindung macht es möglich, ein elektronisches Gerät bereitzustellen, das hell, leicht sichtbar, informativ ist und einen geringen Stromverbrauch hat.

Claims

Flüssigkristallvorrichtung, umfassend eine Flüssigkristallzelle mit einer Schicht aus einem innerhalb des Bereichs von 180° bis 360° gedrehten nematischen Flüssigkristall und einem Paar von Substraten, auf denen Elektroden ausgebildet sind, um an die nematische Flüssigkristallschicht eine Spannung anzulegen, und die in gegenüberliegender Weise in einer Form angeordnet sind, die die nematische Flüssigkristallschicht dazwischen aufnimmt; ein Paar von Polarisationsplatten, die an jeder Seite der Flüssigkristallzelle in einer Schichtform angeordnet sind; eine optisch anisotrope Substanz, die zwischen der Flüssigkristallzelle und zumindest einer Polarisationsplatte des Paars von Polarisationsplatten vorgesehen ist; und ein Spannungsanlegemittel, das in der Lage ist, zumindest drei Spannungen auszuwählen, die zwischen den Elektroden anzulegen sind; worin die Flüssigkristallzelle und die optisch anisotrope Substanz den Beziehungen der folgenden Gleichungen 1 und 2 genügen: Gleichung 1 Δn·d ≥ 1 μmGleichung 2 15,5 μm × α2 – 40 μm × α + 25,1μm ≤ R – Δn·d ≤ 15,5 μm × α2 – 40 μm × α + 25,8 μmwobei: Δn·d das Produkt der optischen Anisotropie Δn der nematischen Flüssigkristallschicht und der Dicke d der nematischen Flüssigkristallschicht ist; R die Summe der Produkte Δnj·dj der optischen Anisotropie Δnj von einer j-ten (wobei j eine ganze Zahl ist) Schicht der optisch anisotropen Sub stanz und der Dicke dj der j-ten Schicht der optisch anisotropen Substanz ist, genommen von einer ersten Schicht bis zu einer i-ten Schicht (wobei i eine ganze Zahl größer oder gleich j ist), wenn i Schichten der optisch anisotropen Substanz verwendet werden; und α das Verhältnis der optischen Anisotropie der optisch anisotropen Substanz bei einer Wellenlänge von 450 nm in Bezug auf die optische Anisotropie der optisch anisotropen Substanz bei einer Wellenlänge von 590 nm ist; und dadurch gekennzeichnet, dass: die Flüssigkristallzelle der Beziehung der folgenden Gleichung 3 genügt: Gleichung 3
wobei Δn·d das Produkt der optischen Anisotropie Δn der nematischen Flüssigkristallschicht und der Dicke d der nematischen Flüssigkristallschicht ist; β das Verhältnis der Spannung, bei der die relative Kapazität der Flüssigkristallzelle 0,3 ist, zu der Spannung, bei der die relative Kapazität der Flüssigkristallzelle 0,1 ist, ist, wenn die relative Kapazität der Flüssigkristallzelle für eine Spannung von 0,5 V, die zwischen die Elektroden angelegt wird, 0 ist, und die relative Kapazität der Flüssigkristallzelle für eine Spannung von 25 V, die zwischen dem Elektrodenpaar angelegt wird, 1 ist; und P das Verhältnis einer ausgewählten Spannung zu einer nicht ausgewählten Spannung ist.
Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass an einer Kontaktoberfläche zwischen einer Polarisationsplatte des Paars von Polarisationsplatten und der Flüssigkristallzelle der Winkel zwischen der Richtung, in der die Moleküle des nematischen Flüssigkristalls in Kontakt mit der Innenoberfläche der Flüssigkristallzelle ausgerichtet sind, und einer der Absorptionsachse und der Polarisationsachse der Polarisationsplatte innerhalb des Bereichs von 15° bis 75° liegt.
Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, und ferner dadurch gekennzeichnet, dass an einer Kontaktoberfläche zwischen der Flüssigkristallzelle und der optisch anisotropen Substanz der Winkel zwischen der Richtung, in der die Moleküle des nematischen Flüssigkristalls in Kontakt mit der Innenoberfläche des Flüssigkristalls ausgerichtet sind, und der langsamen Achse der optisch anisotropen Substanz im Bereich von 60° bis 120° liegt.
Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, und ferner dadurch gekennzeichnet, dass an einer Kontaktoberfläche zwischen der optisch anisotropen Substanz und einer Polarisationsplatte des Paars von Polarisationsplatten der Winkel zwischen der langsamen Achse der optisch anisotropen Substanz und einer der Absorptionsachse und der Polarisationsachse der Polarisationsplatte im Bereich von 15° bis 75° liegt.
Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass: das Spannungsanlegemittel, das in der Lage ist, zumindest drei Spannungswerte auszuwählen, die zwischen dem Paar der Substrate anzulegen sind, eine Zeitteilertreiberschaltung ist, welche in der Lage ist, eine Nichtauswahlspannung mit einem Spannungspegel, der keine Änderung in der Polarisationswirkung des nematischen Flüssigkristalls hervorruft, eine Auswahlspannung mit einem Spannungspegel, der eine Änderung in der Polarisationswirkung des nematischen Flüssigkristalls hervorruft, und zumindest eine andere Spannung mit einem Spannungspegel zwischen den jeweiligen Spannungspegeln der Nichtauswahl- und Auswahlspannungen zuzuführen.
Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch anisotrope Substanz ein Polymerfilm ist.
Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass: der Polymerfilm, der die optisch anisotrope Substanz ist, einen Brechungsindex nx in Richtung des maximalen Brechungsindex parallel zu der Filmoberfläche, einen Brechungsindex ny in Richtung orthogonal zu nx und pa rallel zu der Filmoberfläche sowie einen Brechungsindex nz in der Filmdickenrichtung aufweist, wobei die Brechungsindices der Beziehung der folgenden Gleichung 4 genügen: Gleichung 4: (nx – nz)/(nx – ny) ≤ 0,7.
Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der langsamen Achse des Polymerfilms, der die optisch anisotrope Substanz ist, parallel zu der Filmoberfläche ist und sich auch kontinuierlich in Bezug auf die Filmdickenrichtung verändert.
Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: die optisch anisotrope Substanz eine zweite Flüssigkristallzelle mit einem orientierten Flüssigkristall ist, der einen Raum zwischen dem Paar gegenüberliegender Substrate füllt.
Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in der zweiten Flüssigkristallzelle verwendete Flüssigkristall ein nematischer Flüssigkristall ist, und das Verhältnis der nematischen Phasenübergangstemperaturen erster Ordnung des nematischen Flüssigkristalls in der zweiten Flüssigkristallzelle und des in der anderen Flüssigkristallzelle verwendeten nematischen Flüssigkristalls in dem Bereich von 0,8 bis 1,2 liegt.
Flüssigkristallvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: ferner eine reflektierende Platte oder ein Transflektor auf einer Außenseite einer Polarisationsplatte des Paars von Polarisationsplatten vorgesehen ist.
Elektronisches Gerät, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristallvorrichtung, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 11 definiert ist.
Elektronisches Gerät, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristallvorrichtung, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 11 definiert ist, und das auch mit einem Eingabemittel versehen ist, um Daten einzugeben, die zur Anzeige eines Bilds in der Flüssigkristallvorrichtung erforderlich sind.