DE69925685T2

DE69925685T2 - Flüssigkristall-anzeigevorrichtung vom reflexions-typ

Info

Publication number: DE69925685T2
Application number: DE69925685T
Authority: DE
Inventors: Hisanori Yamaguchi; Tomoaki Kanazawa-shi Sekime; Yoshio Kanazawa-shi Iwai; Tetsu Kanazawa-shi Ogawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2019-08-13
Also published as: EP0982623A2; KR20000017440A; KR100645673B1; US20030103175A1; EP0982623B1; DE69925685D1; US6633352B2; JP2000066194A; TW569064B; EP0982623A3; JP3240125B2; CN1247999A; CN1145829C

Description

SACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung, und insbesondere auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die ein Flüssigkristall-Material verwendet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird weit verbreitet in solchen verschiedenen Anwendungen, wie beispielsweise einer Anzeige, verwendet, da sie durch ihre geringe Dicke und Leichtigkeit charakterisiert ist. Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist eine Anzeigevorrichtung vom Licht aufnehmenden Typ, die eine Anzeige durch Variieren einer Intensität von Licht, transmittiert dort hindurch, ohne Emittieren von Licht selbst, erreicht, und kann durch eine effektive Spannung von einigen Volt angesteuert werden. Demzufolge kann, wenn eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer Reflektorplatte, vorgesehen unter der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, als eine Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ zum Erreichen einer Anzeige mittels einer Reflexion von externem Licht eingesetzt wird, eine Anzeigevorrichtung wesentlich niedrig im Energieverbrauch gehalten werden.
Eine Farb-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach dem Stand der Technik weist eine Flüssigkristall-Zelle, versehen mit Farbfiltern und einem Paar von polarisierenden Filtern, mit der Flüssigkristall-Zelle dazwischen, auf. Die Farbfilter sind in einem der Substrate der Flüssigkristall-Zelle vorgesehen, und eine transparente Elektrode ist weiterhin an den Farbfiltern vorgesehen, die auf dem Substrat gebildet sind. Durch Anlegen einer Spannung an die Flüssigkristall-Zelle werden Flüssigkristall-Moleküle des Flüssigkristall-Materials in der Ausrichtung geändert, und eine Transmittanz von Licht durch die Filter verschiedener Farben wird dadurch geändert, wodurch eine Farbanzeige erreicht wird.
Eine Transmittanz von Licht durch ein Teil einer polarisierenden Platte beträgt ungefähr 45% maximal. Dann beträgt eine Transmittanz von Licht, polarisiert parallel zu einer Absorptionsachse des polarisierenden Films, ungefähr 0%, und diejenige von Licht, polarisiert vertikal, beträgt ungefähr 90%. In einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ mit zwei polarisierenden Platten führt das Licht durch die polarisierenden Filme viermal hindurch, bevor es herausgelangt. Deshalb wird, wenn eine Absorption von Licht durch die Farbfilter vernachlässigt wird, ein Licht-Nutzfaktor der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ausgedrückt durch: (0,9)4 × 50% = 32,8%
Mit anderen Worten beträgt der Licht-Nutzfaktor ungefähr 33%, gerade in einer schwarz-weiß Anzeigetafel, und dies ist der maximale Wert eines Licht-Nutzfaktors.
Dann wird, um eine hellere Anzeige zu erzielen, vorgeschlagen, einen polarisierenden Film nur in einer oberen Seite einer Flüssigkristall-Zelle vorzusehen, so dass die Flüssigkristall-Zelle sandwichartig zwischen dem polarisierenden Film und einer Reflektor-Platte zwischengefügt ist (siehe zum Beispiel Japanische, offen gelegte Patentveröffentlichungen Nr.'n 7-146469 und 7-84252). In einem solchen Fall führt das Licht durch den polarisierenden Film zweimal hindurch. Falls eine Absorption des Lichts durch den Farbfilter vernachlässigt wird, wird ein Licht-Nutzfaktor ausgedrückt durch: (0,9)2 × 50% = 40,5%
Demzufolge kann erwartet werden, dass der Licht-Nutzfaktor um ungefähr 23,5% maximal im Vergleich zu einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit zwei polarisierenden Filmen erhöht wird.
Allerdings hängt ein Licht-Nutzfaktor der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nicht nur von einer Optimierung der Komponenten ab. In einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ wird eine Anzeige nicht mittels einer solchen bestimmten Lichtquelle als Schwarz-Licht-System, wie in dem Fall einer Flüssigkristall-Anzeige vom Transmissions-Typ, erreicht, sondern durch Ausnutzung eines externen Lichts, das in verschiedenen Arten und Weisen aufgrund von Umgebungs-Zuständen geändert wird. In einem externen Licht sind direktes und indirektes Licht oder paralleles und gestreutes Licht in einer gemischten Art und Weise enthalten. Weiterhin kann, in einem externen Licht, die Richtung des einfallenden Lichts verschiedenartig geändert werden. Deshalb ist es erforderlich, dass eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions- Typ einen Licht-Nutzfaktor liefert, der bei oder oberhalb eines bestimmten Werts beibehalten wird, sogar dann, wenn Zustände eines externen Lichts geändert werden.
Es ist auch ein Problem herkömmlicher Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vom Reflexions-Typ gewesen, dass Anzeige-Charakteristika durch Zustände eines externen Lichts variiert werden. Das Problem wird teilweise aufgrund eines engen Betrachtungswinkels verursacht. Wenn der Betrachtungswinkel der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung schmal ist, ist, falls das Verhältnis des externen Lichts, das in der schrägen Richtung einfällt, hoch ist, ein Nutzfaktor des effektiven Lichts, das zu der allgemeinen Beobachtungs-Position gelangt, niedriger.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine solche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ mit nur einer polarisierenden Platte zu schaffen, die einen weiten Betrachtungswinkel liefert, und die in der Lage ist, einen Licht-Nutzfaktor bei oder oberhalb eines bestimmten Werts sicherzustellen, so dass eine helle Anzeige sogar dann erzielt wird, wenn Bedingungen eines externen Lichts variiert werden.
Die JP 10 096887 offenbart eine Farb-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die eine Flüssigkristall-Zelle und einen Polymer-Film aufweist. Die Flüssigkristall-Zelle weist eine Flüssigkristall-Schicht, positioniert zwischen einem Paar von transparenten Substraten, auf deren inneren Seiten transparente Elektroden vorgesehen sind, auf. Der Polymer-Film ist an einer Seite der Flüssigkristall-Zelle positioniert und die Flüssigkristall-Schicht und der Polymer-Film sind sandwichartig durch ein Paar polarisierende Filme zwischengefügt, wobei einer davon, auf der anderen Seite der Flüssigkristall-Zelle, mit einem Reflektor versehen ist.
Die US-A-5 734 455 offenbart eine reflektive Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die eine Flüssigkristall-Schicht, die sandwichartig zwischen einem oberen und einem unteren Substrat zwischengefügt ist, ebenso wie einen polarisierenden Film, eine Licht reflektierende Einrichtung und einen Retardation-Film, der zwischen der polarisierenden Platte und der Flüssigkristall-Schicht angeordnet ist, besitzt. Die Retardation-Achse des optischen Elements und die Absorptions-Achse des Polarisierers verlaufen ungefähr parallel.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schafft eine Flüssigkristall-Anzeige vom Reflexions-Typ, wie sie in dem beigefügten Anspruch 1 angegeben ist.
Es ist besonders erwünscht, dass ein Retardation-Wert in Bezug auf die Normalen-Richtung des optischen Elements innerhalb eines Bereichs von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm reicht.
Entsprechend einem solchen Aufbau wird eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ geschaffen, die eine Charakteristik eines weiten Betrachtungswinkels besitzt und in der Lage ist, einen Licht-Nutzfaktor bei oder oberhalb eines bestimmten Niveaus für eine helle Anzeige gerade dann sicherzustellen, wenn Bedingungen eines externen Lichts variiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische, geschnittene Ansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß Anordnungen 1 und 2.
2(a) zeigt eine grafische Darstellung, die eine Reflektivitäts-Eigenschaft in Bezug auf einen Betrachtungswinkel der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ darstellt, und 2(b) zeigt eine grafische Darstellung, die, für den Zweck eines Vergleichs, eine Reflektivitäts-Eigenschaft einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem optischen Element, das eine Retardation-Achse, entfernt von der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, besitzt, darstellt.
3(a) zeigt eine schematische Darstellung, die einen Brechungsindex zum Erläutern eines optischen Elements eines Positiv-Hybrid-Tilt-Typs darstellt, der in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß der Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in der Anordnung 2, vorgesehen ist, und 3(b) zeigt eine schematische Schnittansicht des optischen Elements, betrachtet in der Richtung „ny".
4(a) zeigt eine schematische Darstellung, die einen Brechungsindex zum Erläutern eines optischen Elements des Negativ-Hybrid-Tilt-Typs darstellt, der in einer Variation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß der vorstehenden Ausführungsform vorgesehen ist, und 4(b) zeigt eine schematische Schnittansicht des optischen Elements, betrachtet in der Richtung von „ny".
5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß einer Anordnung 3.
6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß einer Anordnung 4.
7 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß einer Anordnung 5.

1, 5, 6, 7: Flüssigkristall-Zelle
10, 50, 60, 71: polarisierender Film
11, 51, 61, 70: optisches Element
12, 52, 62, 72: optischer Kompensations-Film
13a, 51a, 61a, 71a: Substrat
13b, 51b, 61b, 71b: Substrat
14, 54, 64, 74: Farbfilter-Schicht
15a, 55a, 65a, 75a: Ausrichtungs-Schicht
15b, 55b, 65b, 75b: Ausrichtungs-Schicht
16, 6, 66, 68, 76: transparente Elektrode
17, 57, 67, 77: Flüssigkristall-Schicht
18, 58, 78: metallische Reflexions-Elektrode
59: streuende Film-Schicht
69: Diffusions-Reflektor-Platte
80: Gate-Elektrode
81: Source-Leitung
82: TFT-Vorrichtung
83: Drain-Elektrode
84: Glättungs-Film
85: Kontakt-Loch

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Beispiel einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ weist auf:
eine Flüssigkristall-Zelle mit einer Flüssigkristall-Schicht, vorgesehen zwischen einem Paar Substraten;
einen polarisierenden Film, vorgesehen in einer Seite eines der Substrate in Bezug auf die Flüssigkristall-Schicht; und
eine Licht reflektierende Einrichtung, vorgesehen in einer Seite des anderen Substrats in Bezug auf die Flüssigkristall-Schicht,
wobei ein optisches Element, das eine Retardation-Achse besitzt, wenn es in der Normalen-Richtung betrachtet wird, zwischen dem polarisierenden Film und der Flüssigkristall-Zelle vorgesehen ist,
ein Retardation-Wert in Bezug auf die Normalen-Richtung des optischen Elements bei 50 nm bis 500 nm liegt, und
ein Winkel zwischen einer Absorptions-Achse des polarisierenden Films und der Retardation-Achse des optischen Elements bei 88° bis 92° liegt.
Gemäß einem solchen Aufbau kann eine Variation in dem Betrachtungswinkel eines Grads einer Polarisation, verursacht dann, wenn der polarisierende Film in der schrägen Richtung betrachtet wird, durch das optische Element kompensiert werden. Als eine Folge wird eine Betrachtungswinkel-Charakteristik der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ verbessert, und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ kann, weniger abhängig von externem Licht, und geeignet zum Erzielen eines helfen Anzeigebilds, erhalten werden.
Ein anderes Beispiel einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ weist auf:
eine Flüssigkristall-Zelle mit einer Flüssigkristall-Schicht, vorgesehen zwischen einem Paar Substraten;
einen polarisierenden Film, vorgesehen in einer Seite eines der Substrate in Bezug auf die Flüssigkristall-Schicht; und
eine Licht reflektierende Einrichtung, vorgesehen in einer Seite des anderen Substrats in Bezug auf die Flüssigkristall-Schicht,
wobei ein optisches Element, das eine Retardation-Achse besitzt, wenn es in der Normalen-Richtung betrachtet wird, zwischen dem polarisierenden Film und der Flüssigkristall-Zelle vorgesehen ist,
ein Retardation-Wert in Bezug auf die Normalen-Richtung des optischen Elements bei 50 nm bis 500 nm liegt, und
ein Winkel zwischen einer Absorptions-Achse des polarisierenden Films und der Retardation-Achse des optischen Elements bei –2° bis +2° liegt.
Gemäß einem solchen Aufbau kann eine Variation in dem Betrachtungswinkel eines Grads einer Polarisation, verursacht dann, wenn der polarisierende Film in der schrägen Richtung betrachtet wird, durch das optische Element kompensiert werden. Als eine Folge wird eine Betrachtungswinkel-Charakteristik der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ verbessert, und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ kann, weniger abhängig von externem Licht, und geeignet zum Erzielen eines hellen Anzeigebilds, erhalten werden.
Es ist besonders erwünscht, dass ein Retardation-Wert in Bezug auf die Normalen-Richtung des optischen Elements bei 200 nm bis 400 nm liegt. Gemäß einem solchen Aufbau kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die eine Eigenschaft eines bevorzugteren Betrachtungswinkels erreicht, erhalten werden.
Es ist spezifisch erwünscht, dass das optische Element ein Polymer-Film ist. Als eine Folge eines solchen Aufbaus kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die eine bevorzugte Betrachtungswinkel-Charakteristik erreicht, ohne Erhöhung in der Dicke und im Gewicht erhalten werden.
Der Polymer-Film kann durch Verwendung von Polycarbonat, Polyallylat oder Polysulfon gebildet werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es besonders vorteilhaft, dass das optische Element ein Hybrid-Tilt-Typ ist.
Gemäß einem solchen Aufbau kann eine Variation in dem Betrachtungswinkel eines Grads einer Polarisation, verursacht dann, wenn ein polarisierender Film in der schrägen Richtung betrachtet wird, durch das optische Element kompensiert werden, und ein Tilt-(Kipp)-Status einer Flüssigkristall-Zelle kann auch optisch kompensiert werden. Als eine Folge kann ein Effekt einer Verbesserung des Betrachtungswinkels weiter erhöht werden.
Es ist besonders erwünscht, dass das optische Element des Hybrid-Tilt-Typs von einem solchen positiven Hybrid-Tilt-Typ ist, dass Brechungsindizes „n_x, n_y, n_z" eine Beziehung von „n_x > n_y = n_x", gleichzeitig, erfüllen, „n_y" innerhalb einer Oberfläche des optischen Elements fällt, „n_x", betrachtet in der Richtung von „y", bei ungefähr 0° bis ungefähr 10° in einer Seite des optischen Elements liegt, ein Tiltwinkel in der anderen Seite des optischen Elements bei ungefähr 60° bis 90° liegt, und er kontinuierlich in dem Tiltwinkel zwischen den Winkeln geändert wird.
Ein optisches Element eines solchen positiven Hybrid-Tilt-Typs weist ein Substrat, unterworfen einer homeotropen Oberflächen-Behandlung, ein Substrat, unterworfen einer homogenen Oberflächen-Behandlung, und ein nematisches Flüssigkristall, abgedichtet zwischen den Substraten, auf.
Alternativ erfüllen, in dem optischen Element des Hybrid-Tilt-Typs, Brechungsindizes „n_x, n_y, n_z" eine Beziehung von „n_x = n_y > n_z", gleichzeitig, der Brechungsindex „n_y" fällt innerhalb einer Oberfläche des optischen Elements, der Brechungsindex „n_z", wenn das optische Element in der Richtung von „y" betrachtet wird, liegt bei ungefähr 0° bis 10° in einer Seite des optischen Elements, während er bei ungefähr 60° bis ungefähr 90° in der anderen Seite liegt, und der Brechungsindex wird kontinuierlich in dem Tiltwinkel von einer zu der anderen Seite des optischen Elements geändert. Mit anderen Worten liefert das optische Element einen Brechungsindex eines solchen Negativ-Hybrid-Tilt-Typs.
Ein solches optisches Element des Negativ-Hybrid-Tilt-Typs weist ein erstes Substrat, unterworfen einer homeotropen Oberflächen-Behandlung, ein zweites Substrat, unterworfen einer homogenen Oberflächen-Behandlung, und ein diskotisches Flüssigkristall, abgedichtet zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, auf.
Vorzugsweise enthält eine Flüssigkristall-Schicht in der Flüssigkristall-Zelle ein nematisches Flüssigkristall. Gemäß einem solchen Aufbau kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die eine ausgezeichnete Betrachtungswinkel-Charakteristik besitzt, erhalten werden.
Es ist besonders erwünscht, dass die Flüssigkristall-Zelle eine twisted, nematische Flüssigkristall-Zelle ist, die einen Twist-Winkel von ungefähr 40° bis ungefähr 90° besitzt.
Alternativ ist es weiterhin erwünscht, dass die Flüssigkristall-Zelle eine super-twisted, nematische Flüssigkristall-Zelle ist, die einen Twist-Winkel von ungefähr 220° bis ungefähr 260° besitzt.
Vorzugsweise ist ein optischer Retardation-Film zwischen dem optischen Element und der Flüssigkristall-Zelle vorgesehen. Gemäß einer solchen Anordnung kann eine Farb-Kompensation, und dergleichen, erreicht werden, und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die eine äußerst ausgezeichnete Betrachtungswinkel-Charakteristik besitzt, kann als ein Ergebnis erhalten werden.
Es ist bevorzugt, dass der optische Retardation-Film mit mindestens einem Hochpolymer-Film versehen ist. Als eine Folge einer solchen Anordnung kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die eine bevorzugte Betrachtungswinkel- Charakteristik erreicht, erhalten werden, ohne eine wesentliche Erhöhung in der Dicke und in dem Gewicht zu verursachen.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass ein streuender Film in einer Seite eines Substrats vorgesehen ist. Durch eine solche Anordnung wird Umgebungs-Licht konvergiert, und eine helle Anzeige kann als eine Folge erreicht werden. Auch kann, da der Streu-Film in einer Seite eines Substrats vorgesehen ist, ein Verschmieren und eine Dunkelheit eines Anzeige-Bilds verringert werden.
Bevorzugt ist der streuende Film ein vorwärts streuender Film. Als eine Folge einer solchen Anordnung kann Umgebungs-Licht effektiver verwendet werden.
Vorzugsweise ist die Licht reflektierende Einrichtung eine metallische, reflektierende Elektrode, die in der Flüssigkristall-Zelle vorgesehen ist. Als eine Folge einer solchen Anordnung arbeitet die metallische, reflektierende Elektrode als eine Licht reflektierende Einrichtung und eine Elektrode. Dementsprechend kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ dünner sein, da sie durch weniger Komponenten gebildet ist.
Es ist bevorzugt, dass die metallische, reflektierende Elektrode mindestens ein Metall, ausgewählt aus Aluminium und Silber, enthält. Entsprechend einer solchen Anordnung kann eine metallische, reflektierende Elektrode, die eine ausgezeichnete Leitfähigkeit und Reflektivität besitzt, erhalten werden.
Vorzugsweise besitzt die metallische, reflektierende Elektrode eine Spiegelfläche. Als Folge einer solchen Anordnung wird eine Fluktuation in der Ausrichtung eines Flüssigkristalls verringert, und eine natürliche Sichtbarkeit kann erreicht werden.
Die metallische, reflektierende Elektrode ist vorzugsweise mit einem streuenden Film darauf gebildet. Entsprechend einer solchen Anordnung kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die eine natürliche Sichtbarkeit erreicht, erhalten werden.
Vorzugsweise erzielt eine Oberfläche der metallischen, reflektierenden Elektrode eine diffuse, reflektierende Oberfläche, die diffus ein einfallendes Licht reflektiert. Entsprechend einer solchen Anordnung kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die eine natürliche Sichtbarkeit erzielt, ebenso erhalten werden. Es ist besonders bevorzugt, dass die diffuse, reflektierende Oberfläche eine Unebenheit von 3° bis 12° in einem durchschnittlichen Neigungswinkel besitzt. Als eine Folge einer solchen Anordnung kann eine ausgezeichnete, diffuse Reflektivität erreicht werden.
Das andere Substrat kann ein transparentes Substrat sein, und die Licht reflektierende Einrichtung kann eine Licht reflektierende Platte, vorgesehen auf der Außenseite des transparenten Substrats, sein. In einem solchen Fall ist die Licht reflektierende Platte vorzugsweise eine diffuse, reflektierende Platte. Als eine Folge einer solchen Anordnung kann ein ausgezeichneter diffus machender Effekt erreicht werden, und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die eine ausgezeichnete Sichtbarkeit erzielt, kann erhalten werden.
Vorzugsweise ist eine Luftschicht zwischen dem transparenten Substrat und der Licht reflektierenden Platte vorgesehen. In einer solchen Art und Weise kann ein höherer diffus machender Effekt erreicht werden, und zwar aufgrund des Vorhandenseins der Luftschicht, die in der Reflektivität unterschiedlich ist, und eine natürlichere Sichtbarkeit kann erreicht werden.
Es ist bevorzugt, dass ein Farbfilter in einer Seite des einen Substrats vorgesehen ist. Als eine Folge einer solchen Anordnung kann eine Farb-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ erhalten werden.
Vorzugsweise ist ein nicht-lineares Element in einer Seite des anderen Substrats vorgesehen. Entsprechend einer solchen Anordnung kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die eine ausgezeichnete Anzeige-Eigenschaft durch ein aktives Ansteuern besitzt, erhalten werden.
Es ist bevorzugt, dass ein isolierender, glättender Film auf dem nicht-linearen Element vorgesehen ist, und dass der glättende Film mit einem Kontaktloch für eine elektrische Verbindung zwischen dem nicht-linearen Element und der Elektrode in der Seite des anderen Substrats darin ausgebildet ist.
Als eine Folge einer solchen Anordnung ist das Apertur-Verhältnis höher, und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die einen höheren Licht-Nutzfaktor besitzt, kann entsprechend erhalten werden.
Beispielhafte Anordnungen und eine Ausführungsform der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Beispielhafte Anordnung 1
1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß einer Anordnung 1. In 1 weist die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ eine optische Kompensations-Schicht 12, vorgesehen in einer Oberfläche einer Flüssigkristall-Zelle 1, ein optisches Element 11, das eine Retardation-Achse, wenn sie von einer vorderen Seite betrachtet wird, und einen polarisierenden Film 10 besitzt, auf. Die Retardation-Achse, betrachtet von der vorderen Seite, bedeutet eine Retardation-Achse, betrachtet in der Normalen-Richtung.
Die Flüssigkristall-Zelle 1 weist ein oberes Substrat 13a und ein unteres Substrat 13b auf. Das obere Substrat 13a ist mit einer Farbfilter-Schicht 14, einer transparenten Elektrode 16 und einer Ausrichtungs-Schicht 15a versehen. Das untere Substrat 13b ist mit einer metallischen, reflektierenden Elektrode 18 und einer Ausrichtungs-Schicht 15b versehen. Eine Flüssigkristall-Schicht 17 ist durch Abdichten eines Flüssigkristalls zwischen den Ausrichtungs-Schichten 15a und 15b gebildet. Von dem oberen und dem unteren Substrat 13a und 13b ist mindestens das Substrat 13a ein transparentes Substrat.
Als nächstes wird ein Herstell-Vorgang der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ beschrieben.
Für das obere und das untere Substrat 13a und 13b werden Nicht-Alkali-Glassubstrate (zum Beispiel 1737, hergestellt durch Corning) eingesetzt. Zuerst wird die Farbfilter-Schicht 14 mit roten, grünen und blauen Streifen, vorgesehen in einer Ausrichtung zueinander, unter Verwendung von Farbstoffen eines Pigment-Dispersions-Typs, auf dem oberen Substrat 13a durch Fotolithographie gebildet. Darüber wird die transparente Elektrode 16 als eine Pixel-Elektrode unter Verwendung von Indium-Zinn-Oxid (ITO) gebildet.
Dann wird eine Titan-Schicht mit 300 nm in der Dicke auf dem unteren Substrat 13b niedergeschlagen. Weiterhin wird eine Aluminium-Schicht mit einer Dicke von 200 nm auf der Titan-Schicht niedergeschlagen. Eine Oberfläche der Aluminium-Schicht wird ungleichmäßig gebildet, um so eine Unebenheit eines mittleren Neigungswinkels von 3° bis 12° zu erreichen. In einer solchen Art und Weise wird eine metallische, reflektierende Elektrode 18 eines diffusen (streuenden) Reflexions-Typs erreicht.
Als nächstes wird eine Polyimid-Lösung, die 5 Gew.-% von γ-Butyrolacton enthält, durch Drucken auf der transparenten Elektrode 16 und der metallischen, reflektierenden Elektrode 18 aufgebracht und bei einer Temperatur von 250°C verfestigt. Hiernach wird ein Ausrichtungs-Vorgang durch ein Dreh-Reib-Verfahren, unter Verwendung eines Rayon-Tuchs, durchgeführt, so dass ein Twist-Winkel von 63° erreicht wird. In einer solchen Art und Weise werden die obere Ausrichtungs-Schicht 15a und die untere Ausrichtungs-Schicht 15b gebildet.
Dann wird ein thermisch härtendes, abdichtendes Harz (zum Beispiel Stract Bond, hergestellt durch Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.), enthaltend 1,0 Gew.-% Glasfasern, durch Drucken auf einen peripheren Teil der Oberfläche des oberen Substrats 13a aufgebracht. Die Glasfaser besitzt einen Durchmesser von 4,0 μm. Harzkugeln, die einen Durchmesser von 3,0 μm haben, werden auf dem Substrat 13b unter dem Verhältnis von 100 bis 200 Kugeln/mm² verteilt.
Das obere und das untere Substrat 13a und 13b werden dann aneinander gebondet und das dichtende Harz wird bei einer Temperatur von 150°C gehärtet. Danach wird ein Flüssigkristall unter Vakuum zwischen der oberen und der unteren Ausrichtungs-Schicht 15a und 15b injiziert. Als das Flüssigkristall wird eine Mischung eines nematischen Flüssigkristalls eines Fluorin-Ester-Systems, das eine optische Anisotropie Δn_LC von 0,08 besitzt, und eines chiralen (optisch aktiven) Flüssigkristalls zum Erreichen einer optisch aktiven Teilung von 80 μm eingesetzt. Nach der Injektion des Flüssigkristalls wird die Injektions-Öffnung durch ein mit ultravioletter Strahlung härtendes Harz abgedichtet. Das Harz wird durch einen ultravioletten Strahl gehärtet. Auf diese Art und Weise wird die Flüssigkristall-Zelle 1 präpariert.
In einer Oberfläche des oberen Substrats 13a der Flüssigkristall-Zelle 1, hergestellt in einer solchen Art und Weise, wird die optische Kompensations-Schicht 12 aufgebracht, um ein normal weißes Erscheinungsbild zu erreichen. Die optische Kompensations-Schicht 12 besitzt zwei Polycarbonat-Filme. Oberhalb der optischen Kompensations-Schicht 12 wird das optische Element 11, das eine Retardation-Achse besitzt, wenn es von der vorderen Seite aus betrachtet wird, vorgesehen. Für ein solches optisches Element 1 wird Polycarbonat eingesetzt.
Weiterhin wird der polarisierende Film 10 auf der optischen Kompensations-Schicht 12 vorgesehen. Als der polarisierende Film 10 wird ein neutraler, grauer, polarisierender Film (SQ-1852AP, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) eingesetzt, wonach er einer blendfreien (AG) Behandlung und einer Antireflexions-(AR)-Behandlung unterworfen wird. In diesem Schritt wird eine derartige Anordnung hergestellt, dass eine Absorptions-Achse des polarisierenden Films 10 unter einem Winkel von 90° in Bezug auf die Retardation-Achse des optischen Elements 11 positioniert ist.
Als Folge des vorstehenden Vorgangs wird eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gebildet.
Für den Zweck eines Vergleichs wurde eine herkömmliche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ ohne das optische Element 11 hergestellt. Optische Eigenschaften der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß Anordnung 1 und der herkömmlichen Vorrichtung wurden gemessen. Bei der Messung der optischen Eigenschaften wurde ein perfekt diffus gemachtes Licht verwendet. Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß Anordnung 1 erreichte eine Reflektivität, umgewandelt zu einem Y-Wert von weiß, von 19,8%, und einen Kontrast von 16,1. Andererseits erreichte die herkömmliche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ ohne das optische Element 11 eine Reflektivität, umgewandelt zu einem Y-Wert von weiß, von 17,6%, und einen Kontrast von 14,0. Demzufolge wurden die nachfolgenden Erkenntnisse erhalten. In dem Fall, dass solches Licht, das eine Licht-Komponente mit einen schrägen Einfall unter einem höheren Prozentsatz als diffus gemachtes Licht enthält, verwendet wird, erzielt die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ mit dem optischen Element 11 gemäß der Anordnung einen höheren Licht-Nutzfaktor und bevorzugtere Vorderseiten-Eigenschaften im Vergleich zu der herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
Die Eigenschaften wurden durch Variieren einer Retardation, wenn das optische Element 11 in der senkrechten Richtung betrachtet wird, gemessen. Als ein Ergebnis wurden, wenn die Retardation innerhalb eines Bereichs von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm liegt, bevorzugte Eigenschaften erhalten, und die bevorzugtesten Eigenschaften wurden dann erhalten, wenn die Retardation bei ungefähr 200 nm bis ungefähr 400 nm liegt.
Auch wurden, wenn die Absorptions-Achse eines polarisierenden Films 10 unter einem Winkel von 0° in Bezug auf die Retardation-Achse des optischen Elements 11 positioniert wurde, ähnlich zu dem vorstehenden Fall, bevorzugte Eigenschaften erhalten.
Als nächstes wurde eine Betrachtungswinkel-Charakteristik der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen evaluiert. Unter Einstellen der Retardation des Polycarbonats des optischen Elements 11 auf 300 nm wurde eine Differenz in der Betrachtungswinkel- Charakteristik zwischen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ mit dem optischen Elements 11 gemäß Anordnung 1 und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ ohne die optische Vorrichtung 11 bestimmt.
2(a) stellt eine Betrachtungswinkel-Charakteristik der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß Anordnung 1 dar. 2(b) stellt, für den Zweck eines Vergleichs, eine Betrachtungswinkel-Charakteristik der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ ohne das optische Element 11 dar. Durch Vergleichen der 2(a) und (b) ist festzustellen, dass die Betrachtungswinkel-Charakteristik in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ mit dem optischen Elements 11 gemäß Anordnung 1 verbessert wird. Das bedeutet, dass die Anordnung der 2(a) eine Reflektivität höher als diejenige des Vergleichsbeispiels der 2(b) im Hinblick auf eine Reflektivität, wenn ein Polarwinkel (θ) bei ungefähr 40° oder weniger liegt, erzielt. Dies zeigt, dass eine Verringerung der Reflektivität verbessert wird und eine Helligkeit in einem weiten Bereich ohne eine Gradations-Inversion beibehalten werden kann.
In der vorstehenden Beschreibung ist, obwohl die Absorptions-Achse des polarisierenden Films 10 unter einem Winkel von 90° oder 0° in Bezug auf die Retardation-Achse des optischen Elements 11 positioniert ist, der Effekt besonders gut in dem Fall, bei dem der Winkel innerhalb eines Bereichs von ungefähr 88° bis ungefähr 92° oder ungefähr –2° bis ungefähr +2° liegt.
Auch kann, in dem vorstehenden Aufbau, obwohl ein Polymer-Film aus Polycarbonat als das optische Element 11 eingesetzt wird, Polyallylat, oder ein solches Material, wie Polysulfon, verwendet werden, und ein ähnlicher Effekt wird in einer solchen Anordnung ebenso erhalten. Allerdings sind Materialien des optischen Elements 11 nicht hierauf beschränkt, sondern auch solche, die einen Retardation-Wert innerhalb eines Bereichs von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm erzielen, können eingesetzt werden und ein ausgezeichneter Effekt, ähnlich demjenigen, der vorstehend beschrieben ist, kann auch in einem solchen Fall erhalten werden.
Obwohl der Twist-Winkel in der Flüssigkristall-Zelle 1 bei 63° in dieser Anordnung eingestellt ist, ist der Twist-Winkel nicht hierauf beschränkt, und er liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von ungefähr 40° bis ungefähr 90°. In einem solchen Fall kann ein Effekt ähnlich zu demjenigen, der vorstehend beschrieben ist, erhalten werden.
Weiterhin ist, obwohl eine metallische, reflektierende Elektrode, mit Aluminium darauf niedergeschlagen, in dieser Anordnung verwendet wird, sie nicht hierauf beschränkt, und ein ähnlicher Effekt kann durch Einsetzen einer metallischen, reflektierenden Elektrode, unter Verwendung von Silber, erhalten werden.
Anordnung 2 (Beispielhafte Ausführungsform der Erfindung)
In einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß der Ausführungsform erfüllen Brechungsindizes „n_x, n_y, n_z" des optischen Elements 11, das eine Retardation-Achse besitzt, wenn es von der vorderen Seite aus betrachtet wird, eine Beziehung von „n_x > n_y = n_z", wie dies in 3(a) dargestellt ist, wobei „n_x" ein Brechungsindex in der Richtung von „x" ist, „n_y" ein Brechungsindex in der Richtung von „y" ist und „n_z" ein Brechungsindex in der Richtung von „z" ist. Die Richtung von „y" fällt innerhalb einer Oberfläche des optischen Elements 11. Andere Anordnungen sind ähnlich zu solchen der Anordnung 1, dargestellt in 1, und sind nicht im Detail beschrieben.
Der Brechungsindex „n_x", wenn das optische Element 11 in der Richtung von „y" betrachtet wird, besitzt einen Tiltwinkel von 5° in einer Seite des optischen Elements 11 und einen Tiltwinkel von 90° in der anderen Seite, wie dies in 3(b) dargestellt ist, und der Brechungsindex wird kontinuierlich in dem Tiltwinkel dazwischen geändert. Dies bedeutet, dass das optische Element 11 einen Brechungsindex eines Positiv-Hybrid-Tilt-Typs liefert.
In dem optischen Element 11 des Positiv-Hybrid-Tilt-Typs ist es bevorzugt, dass „n_x", wenn in der Richtung von „y" gesehen wird, einen Tiltwinkel innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0 bis ungefähr 10° in einer Seite des optischen Elements 11 besitzt und einen Tiltwinkel von ungefähr 60° bis 90° in der anderen Seite des optischen Elements besitzt. In einem solchen Aufbau kann eine bevorzugte Betrachtungswinkel-Charakteristik so, wie sie vorstehend beschrieben ist, erhalten werden.
Das optische Element 11 eines Positiv-Hybrid-Tilt-Typs wird durch Aneinanderbonden eines Glassubstrats, das mit einem homeotropisch ausgerichteten Film gebildet ist, und eines Glassubstrats, das mit einem Film, homogen ausgerichtet durch ein Unidirektional-Drehreiben, um die Ausrichtung zu erreichen, ausgerichtet ist, und Injizieren eines nematischen Flüssigkristalls zwischen den Substraten gebildet. Bei diesem Vorgang wird das optische Element 11 so angeordnet, dass eine Retardation von 300 nm erreicht wird, wenn es von der Vorderseite aus betrachtet wird.
Optische Eigenschaften der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die das optische Element 11 des Positiv-Hybrid-Tilt-Typs aufweist, die auf diese Art und Weise präpariert ist, wurden gemessen. Als ein Ergebnis lag, in Bezug auf die Vorderseiten-Eigenschaften, gemessen unter Verwendung eines perfekt diffusen Lichts, eine Reflektivität, umgewandelt zu einem Y-Wert von weiß, bei 19,5%, und ein Kontrast lag bei 15,9. Demzufolge wurde herausgefunden, dass eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die einen hohen Licht-Nutzfaktor und bevorzugte Vorderseiten-Eigenschaften erzielt, unter Verwendung des optischen Elements 11 des Positiv-Hybrid-Tilt-Typs erhalten werden konnte. Zusätzlich wurde auch bestätigt, dass Farbanzeigevorrichtungen weiter verbessert wurden, da die Flüssigkristall-Schicht 1 durch das optische Element 11 des Hybrid-Ausrichtungs-Typs kompensiert wurde.
Obwohl ein optisches Element eines Positiv-Hybrid-Tilt-Typs als das optische Element 11 in der Ausführungsform eingesetzt wurde, kann ein ähnlicher Effekt zu demjenigen, der vorstehend beschrieben ist, in einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem optischen Element des Negativ-Hybrid-Tilt-Typs, verwendet als das optische Element 11, so, wie dies nachfolgend beschrieben ist, erhalten werden.
Wie in 4(a) dargestellt ist, erfüllen Brechungsindizes „n_x, n_y, n_z" eines optischen Elements 11 eines Negativ-Hybrid-Tilt-Typs eine Beziehung von „n_x = n_y > n_z", wobei „n_x" ein Brechungsindex in der Richtung von „x" ist, „n_y" ein Brechungsindex in der Richtung von „y" ist, und „n_z" ein Brechungsindex in der Richtung von „z" ist. Die Richtung von „y" fällt innerhalb einer Oberfläche des optischen Elements 11. Zusätzlich besitzt der Brechungsindex „n_z", wenn das optische Element 11 in der Richtung von „y" betrachtet wird, eine Tiltwinkel von 5° in einer Seite des optischen Elements 11 und einen Tiltwinkel von 90° in der anderen Seite, wie dies in 4(b) dargestellt ist, und der Brechungsindex wird kontinuierlich in dem Tiltwinkel dazwischen geändert. Das bedeutet, dass das optische Element 11 einen Brechungsindex besitzt, der im Tiltwinkel geändert ist.
In dem optischen Element 11 des Negativ-Hybrid-Tilt-Typs ist es bevorzugt, dass „n_z", wenn in der Richtung von „y" gesehen wird, einen Tiltwinkel innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0° bis ungefähr 10° in einer Seite des optischen Elements 11 besitzt und einen Tiltwinkel von ungefähr 60° bis ungefähr 90° in der anderen Seite des optischen Elements 11 besitzt. In einem solchen Aufbau kann eine bevorzugte Betrachtungswinkel-Charakteristik erreicht werden.
Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit dem optischen Element 11 des Negativ-Hybrid-Tilt-Typs, verwendet darin, wird über die Schritte eines Verbindens aneinander eines Glassubstrats, das mit einem Homeotrop ausgerichteten Film und einem Glassubstrat, das mit einem Film, homogen ausgerichtet durch ein Unidirektional-Drehreiben zum Erreichen der Ausrichtung, gebildet ist, und Injizieren eines diskotischen Flüssigkristalls zwischen den Substraten ausgebildet. In einem solchen Vorgang wird das optische Element 11 in einer solchen Art und Weise hergestellt, dass eine Retardation von 300 nm erreicht wird, wenn von der Vorderseite aus gesehen wird.
Optische Eigenschaften der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ mit dem optischen Element 11 des Negativ-Hybrid-Typs, eingesetzt darin, wurden gemessen. In Bezug auf die Vorderseiten-Eigenschaften, gemessen unter Verwendung eines perfekt diffusen Lichts, lag eine Reflektivität, umgewandelt zu einem Y-Wert von weiß, bei 19,4%, und ein Kontrast betrug 16,0. Demzufolge wurde herausgefunden, dass die Flüssigkristall-Anzeige-Vorrichtung vom Reflexions-Typ mit dem optischen Element 11 des Negativ-Hybrid-Tilt-Typs einen hohen Licht-Nutzfaktor und bevorzugte Vorderseiten-Eigenschaften erzielt. Zusätzlich wurde bestätigt, dass Farbanzeige-Eigenschaften auch weiter verbessert wurden, da die Flüssigkristall-Schicht 1 durch das optische Element 11 des Hybrid-Ausrichtungs-Typs kompensiert wird.
Beispiel Anordnung 3
5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß einer Anordnung 3, die keinen Teil der Erfindung bildet. In der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ sind eine streuende Film-Schicht 59, eine optische Kompensations-Schicht 52, ein optisches Element 51 und ein polarisierender Film 50 in einer Oberfläche einer Flüssigkristall-Zelle 5 in dieser Reihenfolge laminiert. Die Flüssigkristall-Zelle 5 ist von dem STN-Typ. Das optische Element 51 besitzt eine Retardation-Achse, wenn es von der Vorderseite aus betrachtet wird, das bedeutet in der Normalen-Richtung liegt.
Die Flüssigkristall-Zelle 5 weist ein oberes und ein unteres Substrat 53a und 53b auf. Das obere Substrat 53a ist mit einer Farbfilter-Schicht 54, einer transparenten Elektrode 56 und einer Ausrichtungs-Schicht 55a versehen. Das untere Substrat 53b ist mit einer metallischen, reflektierenden Elektrode 58 und einer Ausrichtungs-Schicht 55b versehen. Eine Flüssigkristall-Schicht 57 ist durch Abdichten eines Flüssigkristalls zwischen der oberen und der unteren Ausrichtungs-Schicht 55a und 55b vorgesehen. Von dem oberen und dem unteren Substrat 53a und 53b ist mindestens das obere Substrat 53a ein transparentes Substrat.
Ein Herstell-Vorgang der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ wird nachfolgend beschrieben.
Für das obere und das untere Substrat 53a und 53b wurden Natron-Glas-Substrate mit einer S10-Unterbeschichtung eingesetzt. Zuerst wird die Farbfilter-Schicht 54 mit einer Ausrichtung von roten, grünen und blauen Streifen, gebildet unter Verwendung von Farbstoffen eines Pigment-Dispersions-Typs, auf dem oberen Substrat 53a durch Fotolithographie gebildet. Darüber wurde die transparente Elektrode 56 unter Verwendung von Indium-Zinn-Oxid (ITO) gebildet.
Als nächstes wurde eine Titan-Schicht mit 300 nm in der Dicke auf dem unteren Substrat 53b niedergeschlagen und eine Aluminium-Schicht einer Dicke von 200 nm wurde darüber niedergeschlagen. Auf diese Art und Weise wurde die metallische, reflektierende Elektrode 58, die eine Spiegelfläche besitzt, erhalten.
Dann wurde ein N-Methyl-2-Pyrrolidinon, 6 Gew.-% an Polyamic-Säure auf die transparente Elektrode 56 und die metallische, reflektierende Elektrode 58 durch Drucken aufgebracht und bei einer Temperatur von 250°C gehärtet. Danach wurden die obere Ausrichtungs-Schicht 55a und die untere Ausrichtungs-Schicht 55b als eine Folge der Ausrichtungs-Schicht-Behandlung durch ein Drehreib-Verfahren unter Verwendung eines Rayon-Tuchs bei einer Temperatur von 240°C gebildet. Es ist bevorzugt, dass der Twist-Winkel in einem Bereich von ungefähr 220° bis ungefähr 260° liegt.
Als nächstes wurde ein thermisch härtendes, dichtendes Harz (zum Beispiel Stract Bond, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.), enthaltend 1.0 Gew.-% an Glasfasern, durch Drucken auf einen Umfangsteil der Oberfläche des oberen Substrats 53a aufgebracht. Die Glasfaser besaß einen Durchmesser von 7,0 μm. Harzkugeln mit einem Durchmesser von 6,0 μm wurden auf dem Substrat 53b mit dem Verhältnis von 100 bis 200 Kugeln/mm² verteilt. Das obere und das untere Substrat 53a und 53b wurden dann aneinander gebondet und das dichtende Harz wurde bei einer Temperatur von 150°C gehärtet. Danach wurde ein flüssiges Kristall unter Vakuum zwischen die Substrate eingespritzt. Als das flüssige Kristall wurden eine Mischung eines nematischen Flüssigkristalls eines Ester-Systems, mit einer optischen Anisotropie Δn_LC von 0,14, und ein chirales Flüs sigkristall, eingesetzt, und wurden so zusammengestellt, um eine chirale Teilung von 10 μm zu erreichen. Nach Injizieren des Flüssigkristalls wurde die Injektions-Öffnung durch ein ultraviolett-härtendes Harz abgedichtet und das Harz wurde durch einen ultravioletten Strahl gehärtet.
In einer Oberfläche des oberen Substrats 53a der Flüssigkristall-Zelle 5, präpariert in einer solchen Art und Weise, wurde ein isotroper, nach vorne streuender Film als die streuende Filmschicht 59 aufgebracht. Auf die streuende Filmschicht 59 wurde die optische Kompensationsschicht 52, die zwei Polycarbonat-Filme aufwies, für eine Farb-Kompensation des Super-Twisted-Nematic-Flüssigkristalls aufgebracht. Weiterhin wurde ein Polycarbonat-Film auf die optische Kompensations-Schicht 52 als das optische Element 51 aufgebracht, das eine Retardation-Achse besitzt, wenn es von der Vorderseite aus betrachtet wird.
Zusätzlich wurde der polarisierende Film 50 auf das optische Element 51 aufgebracht. Als der polarisierende Film 50 wurde ein neutraler grau-polarisierender Film (SQ-1852AP, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) eingesetzt, nachdem er einer Blendfrei-(AG)-Behandlung und einer Anti-Reflexions-(AR)-Behandlung unterworfen ist. In diesem Schritt wird eine solche Anordnung erstellt, dass eine Absorptions-Achse des polarisierenden Films 50 unter einem Winkel von 90° in Bezug auf die Retardation-Achse des optischen Elements 51 positioniert ist.
Als ein Ergebnis des vorstehenden Vorgangs wird eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ fertig gestellt.
Für den Zweck eines Vergleichs wurde eine herkömmliche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ ohne das optische Element 51 präpariert. Optische Eigenschaften der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß Anordnung 3 und der herkömmlichen Anordnung wurden gemessen. Bei der Messung der vorderseitigen Eigenschaften, unter Verwendung eines perfekt diffusen Lichts, lieferte die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß Anordnung 3 eine Reflektivität, umgewandelt zu einem Y-Wert von weiß, von 15,2%, und einen Kontrast von 8,1. Andererseits lieferte die herkömmliche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, ohne das optische Element 51, eine Reflektivität, umgewandelt zu einem Y-Wert von weiß, von 12,3% und einen Kontrast von 6,3. Demzufolge wurde herausgefunden, dass die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, mit dem optischen Element 51 gemäß Anordnung 3, einen höheren Licht-Nutzfaktor und bevorzugtere, vorderseitige Eigenschaften im Vergleich zu der herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung in dem Fall lieferte, dass Licht, enthaltend eine Licht-Komponente mit schrägem Einfall, unter einem höheren Prozentsatz als diffuses Licht, verwendet wird.
Die optischen Eigenschaften wurden in den Proben bestimmt, die in der Retardation des optischen Elements 51 variiert wurden, wenn es in der senkrechten Richtung betrachtet wird. Als ein Ergebnis waren, wenn die Retardation innerhalb eines Bereichs von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm liegt, die Eigenschaften bevorzugt. Es wurde festgestellt, dass der Effekt ausgezeichnet insbesondere dann war, wenn die Retardation innerhalb eines Bereichs von ungefähr 200 nm bis ungefähr 400 nm lag.
Es wurde auch bestätigt, dass bevorzugte Eigenschaften ähnlich zu dem vorstehenden Fall dann erhalten wurden, wenn die Absorptions-Achse des polarisierenden Films 50 unter einem Winkel von 0° in Bezug auf die Retardation-Achse des optischen Elements 51 positioniert wurde.
In der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß Anordnung 3 kann, da ein Umgebungslicht durch Vorsehen der streuenden Film-Schicht 59 konvergiert wird, eine helle Anzeige erreicht werden. Zusätzlich kann, da die streuende Film-Schicht 59 nur in einer Seite der Flüssigkristall-Zelle 5 vorgesehen ist, eine Dunkelheit und ein Verschmieren eines Anzeige-Bilds verringert werden. Daneben wird, da der nach vorne streuende Film als die streuende Film-Schicht 59 verwendet wird, der Licht-Nutzfaktor weiter erhöht. Der streuende Film, verwendet als die streuende Film-Schicht 59, besitzt vorzugsweise eine hohe, nach vorne streuende Leistung in einem solchen Umfang, dass nahezu keine nach hinten streuende Charakteristik beobachtet wird.
In der vorstehenden Beschreibung liegt, obwohl die Absorptions-Achse des polarisierenden Films 50 unter einem Winkel von 90° und 0° in Bezug auf die Retardation-Achse, des optischen Elements 51 positioniert ist, der Winkel vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von ungefähr 88° bis ungefähr 92° oder ungefähr –2° bis ungefähr +2°. In einer solchen Anordnung kann ein Effekt ähnlich zu demjenigen, der vorstehend beschrieben ist, ebenso erhalten werden.
Obwohl ein Polymer-Film aus Polycarbonat als das optische Element 51 in dem vorstehenden Aufbau eingesetzt wird, kann Polyallylat, oder ein solches Material wie Polysulfon, verwendet werden, und ein ähnlicher Effekt wird in einer solchen Anordnung eben so erhalten. Allerdings sind Materialien des optischen Elements 51 nicht hierauf beschränkt, wobei solche, die einen Retardation-Wert innerhalb eines Bereichs von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm liefern, eingesetzt werden können, und ein ausgezeichneter Effekt, ähnlich zu demjenigen, der vorstehend beschrieben ist, kann auch in einem solchen Fall erhalten werden.
Auch ist, obwohl eine Aluminium-Niederschlags-Schicht als die metallische, reflektierende Elektrode verwendet wird, dies nicht hierauf beschränkt, und eine metallische, reflektierende Elektrode, die Silber, zum Beispiel, verwendet, kann auch verwendet werden, um einen ausgezeichneten Effekt wie denjenigen, der vorstehend beschrieben ist, zu erreichen.
Beispiel-Anordnung 4
6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß einer Anordnung 4. In der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ sind eine optische Kompensations-Schicht 62, ein optisches Element 61 und ein polarisierender Film 60 in einer Oberfläche einer Flüssigkristall-Zelle 6 in dieser Reihenfolge laminiert. In der anderen Oberfläche der Flüssigkristall-Zelle 6 ist eine diffus reflektierende Platte 69 vorgesehen. Das optische Element 61 besitzt eine Retardation-Achse, wenn es von der vorderen Seite aus betrachtet wird, das bedeutet in der Normalen-Richtung.
Die Flüssigkristall-Zelle 6 weist ein transparentes oberes und ein unteres Substrat 63a und 63b auf. Das obere Substrat 63a ist mit einer Farbfilter-Schicht 64, einer transparenten Elektrode 66 und einer Ausrichtungs-Schicht 65a versehen. Das untere Substrat 63b ist mit einer transparenten Elektrode 68 und einer Ausrichtungs-Schicht 65b versehen. Eine Flüssigkristall-Schicht 67 ist durch Abdichten eines flüssigen Kristalls zwischen der oberen und der unteren Ausrichtungs-Schicht 65a und 65b vorgesehen.
Nun wird ein Herstell-Vorgang der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ beschrieben.
Für das obere und das untere Substrat 63a und 63b werden Nicht-Alkali-Glassubstrate (zum Beispiel 1737, hergestellt durch Corning) eingesetzt. Zuerst wird die Farbfilter-Schicht 64 mit roten, grünen und blauen Streifen, vorgesehen in Ausrichtung zueinander, unter Verwendung von Farbstoffen eines Pigment-Dispersions-Typs, auf dem oberen Substrat 63a durch Fotolithographie gebildet. Oberhalb der Farbfilter-Schicht 64 wird die obere, transparente Elektrode 66 als eine Pixel-Elektrode unter Verwendung von Indium-Zinn-Oxid (ITO) gebildet. Auch wird die untere, transparente Elektrode 68 auf dem unteren Substrat 63b ähnlich unter Verwendung von Indium-Zinn-Oxid gebildet.
Als nächstes wird eine γ-Butyrolacton-Lösung, die 5 Gew.-% an Polyimid enthält, durch Drucken auf der oberen und der unteren transparenten Elektrode 66 und 68 aufgebracht und bei einer Temperatur von 250°C gehärtet. Danach wird ein Ausrichtungs-Vorgang durch ein Drehreib-Verfahren unter Verwendung eines Rayon-Tuchs so durchgeführt, dass ein Twist-Winkel von 63° erreicht wird. In einer solchen Art und Weise werden die obere Ausrichtungs-Schicht 65a und die untere Ausrichtungs-Schicht 65b gebildet. Der Twist-Winkel liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von ungefähr 40° bis 90°.
Dann wird ein thermisch härtendes, dichtendes Harz (zum Beispiel Stract Bond, hergestellt durch Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.), 1,0 Gew.-% an Glasfasern enthaltend, durch Drucken auf einem Umfangsteil der Oberfläche des Substrats 63a aufgebracht. Die Glasfaser besitzt einen Durchmesser von 4,0 μm. Harzkugeln, die einen Durchmesser von 3,0 μm haben, werden auf dem oberen Substrat 63b unter dem Verhältnis von ungefähr 100 zu ungefähr 200 Kugeln/mm² verteilt. Das obere und das untere Substrat 63a und 63b werden dann zusammengebondet, und das dichtende Harz wird bei einer Temperatur von 150°C gehärtet. Hiernach wird ein flüssiges Kristall unter Vakuum durch eine Injektions-Öffnung eingespritzt. Als das flüssige Kristall wird eine Mischung aus einem nematischen, flüssigen Kristall eines Fluorin-Ester-Systems, das eine optische Anisotropie Δn_LC von 0,08 besitzt, und Chiral-Flüssigkristall wird eingesetzt. Die Mischung der flüssigen Kristalle wird so zusammengesetzt, um eine Chiral-Teilung von 80 μm zu erreichen. Nach einer Injektion des flüssigen Kristalls wird die Injektions-Öffnung durch ein unter ultravioletter Strahlung härtenden Harzes abgedichtet, und das Harz wird dann durch einen ultravioletten Strahl gehärtet. In einer solchen Art und Weise wird die Flüssigkristall-Zelle 6 präpariert.
Auf dem Substrat 63a der Flüssigkristall-Zelle 6, gebildet in einer solchen Art und Weise, wird die optische Kompensations-Schicht 62 aufgebracht, um ein normal weißes Erscheinungsbild zu erreichen. Die optische Kompensations-Schicht 62 besitzt zwei Polycarbonat-Filme. Oberhalb der optischen Kompensations-Schicht 62 ist das optische Element 61, das eine Retardation-Achse besitzt, wenn es von der vorderen Seite aus betrachtet wird, vorgesehen. Für ein solches optisches Element 61 wird ein Polycarbonat-Film eingesetzt.
Weiterhin wird der polarisierende Film 60 auf der Kompensations-Schicht 62 vorgesehen. Als der polarisierende Film 60 wird in neutraler, grauer, polarisierender Film (SQ-1852AP, hergestellt durch Sumitomo Chemical Co., Ltd.) eingesetzt, wonach er einer Blendfrei-(AG)-Behandlung und einer Antireflexions-(AR)-Behandlung unterworfen wird. In diesem Schritt wird eine solche Anordnung hergestellt, dass eine Absorptions-Achse des polarisierenden Films 60 unter einem Winkel von 90° in Bezug auf die Retardation-Achse des optischen Elements 61 positioniert ist. Dann wird eine Silber-Diffus-Reflexions-Platte als eine diffus reflektierende Platte 69 außenseitig des unteren Substrats 63b gebildet.
So wurde, unter Verwendung von transparenten Substraten als das obere und das untere Substrat 63a und 63b, unter Einsetzen der transparenten Elektrode 68 anstelle der metallischen, reflektierenden Elektrode, verwendet in den Anordnungen 1 bis 3, und Vorsehen der diffus reflektierenden Platte 69 in einer Oberfläche der Flüssigkristall-Zelle 6, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die eine Betrachtungswinkel-Charakteristik besitzt, die in einer natürlichen Art und Weise geändert wird, erhalten. In Anordnung 4 lag, obwohl eine leichte Verdunklung und ein Verschmieren eines Bilds aufgrund eines Effekts einer Parallaxe erfasst wurden, das Verschmieren innerhalb eines akzeptablen Bereichs.
Die Frontseiten-Eigenschaften der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ wurden gemessen. Als ein Ergebnis lag eine Reflektivität, umgewandelt zu einem Y-Wert von weiß, bei 17,9%, und ein Kontrast bei 14,5, und demzufolge war ein Licht-Nutzfaktor war ausreichend.
Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ wurde durch Entfernen der Farbfilter-Schicht 64 von der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß Anordnung 4 hergestellt. In Bezug auf die Vorderseiten-Eigenschaften der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ lag eine Reflektivität, umgewandelt zu einem Y-Wert von weiß, bei 33,7%, und ein Kontrast lag bei 14,1. Demzufolge lieferte, in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ ohne den Farbfilter für eine Schwarz- und Weiß-Anzeige, da die Reflektivität der weißen Anzeige besonders hoch war, die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ ein helles Bild.
Weiterhin wurde eine Anzeigevorrichtung in einem solchen Aufbau hergestellt, dass die diffus reflektierende Platte 69 nicht vollständig an dem unteren Substrat 63b unter Verwendung eines Klebemittels angebondet wurde, wenn die erstere unter der letzteren platziert wurde, so dass eine Luft-Schicht zwischen der diffus reflektierenden Platte 69 und dem unteren Substrat 63b zwischengefügt war. In einem solchen Aufbau wurde bestätigt, dass ein diffus gestaltender Effekt durch eine Differenz zwischen dem Brechungsindex (ungefähr 1,6) des Harzes und demjenigen (1,0) von Luft erhöht wurde, und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die eine natürlichere Betrachtungswinkel-Charakteristik besaß, wurde entsprechend erhalten.
Obwohl Silber für die diffus reflektierende Platte 69, beschrieben vorstehend, eingesetzt wird, kann auch Aluminium für die diffus reflektierende Platte 69 verwendet werden, und es wurde bestätigt, dass ein ausgezeichneter Effekt ähnlich zu demjenigen, der vorstehend beschrieben ist, in einem solchen Aufbau ebenso erhalten wurde.
In der vorstehenden Beschreibung liegt, obwohl die Absorptions-Achse des polarisierenden Films 60 nur unter einem Winkel von 90° in Relation zu der Retardation-Achse des optischen Elements 61 positioniert ist, der Winkel vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von ungefähr 88° bis ungefähr 92° oder ungefähr –2° bis ungefähr +2°, und ein ausgezeichneter Effekt ähnlich zu demjenigen, der beschrieben ist, wird auch in einem solchen Fall erhalten.
Weiterhin kann, obwohl ein Polymer-Film aus Polycarbonat als das optische Element 61 in dem vorstehenden Aufbau eingesetzt wird, ein solches Material, wie beispielsweise Polyallylat und Polysulfon, auch als das optische Element 61 eingesetzt werden, und ein Effekt ähnlich zu demjenigen vorstehend kann erhalten werden. Allerdings sind Materialien des optischen Elements 61 nicht hierauf beschränkt, und andere Materialien, die einen Retardation-Wert haben, der die Bedingungen erfüllt, können verwendet werden.
Beispiel-Anordnung 5
7 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß einer Anordnung 5. In der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ der 7 sind eine optische Kompensations-Schicht 72, ein optisches Element 71 und ein polarisierender Film 70 in einer Oberfläche einer Flüssigkristall-Zelle 7 in dieser Reihenfolge laminiert. Das optische Element 71 besitzt eine Retardation-Achse, wenn es von der Vorderseite aus betrachtet wird, die in der Normalen-Richtung liegt.
Die Flüssigkristall-Zelle 7 weist ein oberes Substrat 73a und ein unteres Substrat 73b auf. Das obere Substrat 73a ist mit einer Farbfilter-Schicht 74, einer transparenten Elektrode 76 und einer Ausrichtungs-Schicht 75a versehen. Das untere Substrat 73b ist mit einer metallischen, reflektierenden Elektrode 78 und einer Ausrichtungs-Schicht 75b versehen. Eine Flüssigkristall-Schicht 77 ist durch Abdichten eines flüssigen Kristalls zwischen der oberen und der unteren Ausrichtungs-Schicht 75a und 75b vorgesehen. Von dem oberen und dem unteren Substrat 73a und 73b ist zumindest das Substrat 73a transparent.
Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ gemäß Anordnung 5 weist weiterhin eine nichtlineare Umschaltvorrichtung auf und wird aktiv angesteuert. Die metallische, reflektierende Elektrode 78 ist elektrisch mit einer Dünnfilm-Transistor-(TFT)-Vorrichtung 82 unterhalb eines glättenden Films 84 über ein Kontaktloch 85 verbunden. Die Dünnfilm-Transistor-Vorrichtung 82 arbeitet als eine nichtlineare Umschaltvorrichtung. Die Dünnfilm-Transistor-Vorrichtung 82 besitzt eine Gate-Elektrode 80, eine Source-Leitung 81 und eine Drain-Elektrode 83.
Nun wird ein Herstell-Vorgang der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ beschrieben.
Für das obere und das untere Substrat 73a und 73b werden Nicht-Alkali-Glassubstrate (zum Beispiel 1737, hergestellt durch Corning) eingesetzt. Zuerst wird die Farbfilter-Schicht 74 mit roten, grünen und blauen Streifen, vorgesehen in Ausrichtung zueinander, unter Verwendung von Farbstoffen eines Pigment-Dispersions-Typs, auf dem oberen Substrat 73a durch Fotolithographie gebildet. Oberhalb der Farbfilter-Schicht 74 wird die transparente Elektrode 76 als eine Pixel-Elektrode unter Verwendung von Indium-Zinn-Oxid (ITO) gebildet.
Weiterhin werden die Gate-Elektrode 80, die Aluminium und Tantal aufweist, die Source-Elektrode 81, die Titan und Aluminium aufweist, und die Drain-Elektrode 83 auf dem unteren Substrat 73b in einer Matrix-Anordnung durch ein bekanntes Verfahren gebildet. Auf diese Art und Weise wie die TFT-Vorrichtung 82, die amorphes Silizium aufweist, in jedem Zwischenabschnitt zwischen der Gate-Elektrode 80 und der Source-Elektrode 81 gebildet.
Ein fotoempfindliches Acrylharz eines positiven Typs (zum Beispiel FVR, hergestellt durch Fuji Pharmaceutical Co., Ltd.) wird auf eine gesamte Oberfläche des unteren Substrats 73b, in dem die TFT-Vorrichtung 82 gebildet wird, aufgebracht, und der Glättungs-Film 84 wird dadurch gebildet. Dann wird er einem ultravioletten Strahl unter Verwendung einer vorbestimmten Fotomaske ausgesetzt, um das Kontaktloch 85 auf der Drain-Elektrode 83 zu bilden, und der Oberfläche des Glättungs-Films 84 wird eine unebene Form gegeben.
Oberhalb des Glättungs-Films 84 wird eine Titan-Schicht durch Niederschlagen mit einer Dicke von 300 nm gebildet und eine Aluminium-Schicht mit 200 nm in der Dicke wird durch Niederschlagen auf der Titan-Schicht gebildet. Auf diese Art und Weise wird die metallische, reflektierende Elektrode 78 eines diffusen (streuenden) Reflexions-Typs, mit einem mittleren Neigungswinkel von 3° bis 12° in der Oberfläche, gebildet.
Als nächstes wird eine γ-Butyrolacton-Lösung, die 5 Gew.-% an Polyimid enthält, durch Drucken auf der transparenten Elektrode 76 und der metallischen, reflektierenden Elektrode 78 aufgebracht und bei einer Temperatur von 250°C gehärtet. Hiernach wird ein Ausrichtungs-Vorgang durch ein Drehreib-Verfahren unter Verwendung eines Rayon-Tuchs durchgeführt. Auf diese Art und Weise werden die obere Ausrichtungs-Schicht 75a und die untere Ausrichtungs-Schicht 75b, mit einem Twist-Winkel von 63°, gebildet. Der Twist-Winkel ist nicht auf den vorstehenden Winkel beschränkt, und liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von ungefähr 40° bis ungefähr 90°.
Dann wird ein thermisch härtendes, dichtendes Harz (zum Beispiel Stract Bond von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.), enthaltend 1,0 Gew.-% an Glasfasern, durch Drucken auf einen Umfangsteil der Oberfläche des oberen Substrats 73a aufgebracht. Die Glasfaser besaß einen Durchmesser von 4,0 μm. Harzkugeln, mit einem Durchmesser von 3,0 μm, wurden auf dem unteren Substrat 73b unter dem Verhältnis von ungefähr 100 zu ungefähr 200 Kugeln/mm² verteilt. Das obere und das untere Substrat 73a und 73b wurden aneinander gebondet, und das dichtende Harz wurde bei einer Temperatur von 150°C gehärtet. Hiernach wurde ein Flüssigkristall unter Vakuum durch eine Injektions-Öffnung eingespritzt. Als das Flüssigkristall wurde eine Mischung aus nematischem Flüssigkristall eines Fluorin-Ester-Systems, das eine optische Anisotropie Δn_LC von 0,08 besaß, und einem Chiral-Flüssigkristall eingesetzt. Die Mischung der flüssigen Kristalle ist so zusammengestellt, um eine Chiral-Teilung von 80 μm zu erreichen. Nach einer Injektion des flüssigen Kristalls wurde die Injektions-Öffnung durch ein ultraviolett härtendes Harz abgedichtet, und das Harz wurde dann durch einen ultravioletten Strahl gehärtet.
Um ein normal weißes Erscheinungsbild zu erhalten, wurde die optische Kompensations-Schicht 72 auf das obere Substrat 73a aufgebracht. Die optische Kompensations- Schicht 72 wies zwei Polycarbonat-Filme auf. Oberhalb der optischen Kompensations-Schicht 72 wurde ein Polycarbonat-Film als das optische Element 71, mit einer Retardation-Achse, wenn von der Vorderseite aus gesehen wird, angeklebt.
Weiterhin wurde der polarisierende Film 70 auf dem optischen Element 71 angeklebt. Als der polarisierende Film 70 wurde ein neutraler, grauer, polarisierender Film (SQ-1852AP, präpariert von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) eingesetzt, nachdem er einer Antiglanz-(AG)-Behandlung und einer Antireflexions-(AR)-Behandlung unterworfen wurde. In diesem Schritt wurde eine solche Anordnung hergestellt, dass eine Absorptions-Achse des polarisierenden Films 70 unter einem Winkel von 90° in Bezug auf die Retardation-Achse des Polycarbonats des optischen Elements 71 positioniert ist.
Als ein Ergebnis des vorstehenden Vorgangs ist eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ fertig gestellt.
Optische Eigenschaften der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ entsprechend zu solchen der Anordnung 1, die für eine aktive Ansteuerung modifiziert ist, und eine Voll-Farb-Anzeige von 64 Abstufungen können erhalten werden. Da die metallische, reflektierende Elektrode 78 des diffusen (streuenden) Typs auf dem glättenden Film 84 vorgesehen ist, erreicht das Apertur-Verhältnis 97%. In Bezug auf die vorderseitigen Eigenschaften der Anzeigevorrichtung lag eine Reflektivität, umgewandelt zu einem Y-Wert von weiß, bei 19,2%, und ein Kontrast lag bei 15,9, wodurch demzufolge ein ausreichender Licht-Nutzfaktor erreicht wurde.
In der vorstehenden Beschreibung liegt, obwohl die Absorptions-Achse des polarisierenden Films 70 nur unter einem Winkel von 90° in Bezug auf die Retardation-Achse des optischen Elements 71 positioniert ist, der Winkel vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von ungefähr 88° bis ungefähr 92°, oder –2° bis ungefähr +2°, und ein ausgezeichneter Effekt ähnlich zu demjenigen, der vorstehend beschrieben ist, kann in einem solchen Aufbau erreicht werden.
Obwohl ein Hochpolymer-Film aus Polycarbonat als das optische Element 71 in dieser Anordnung eingesetzt wird, kann ein solches Material, wie Polyallylat und Polysulfon, alternativ eingesetzt werden, um einen ähnlichen Effekt zu erreichen. Materialien des optischen Elements 71 sind nicht hierauf beschränkt, und andere Materialien, die einen Retardation-Wert erzielen, der die Bedingungen erfüllt, können auch eingesetzt werden.
In allen Anordnungen, die beschrieben sind, kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ eines Typs mit aktiver Ansteuerung durch weiterhin Vorsehen einer nichtlinearen Vorrichtung, wie beispielsweise eines TFT, in einem der Substrate erhalten werden. Als die nichtlineare Vorrichtung können eine solche Vorrichtung, wie eine Zwei-Anschluss-Vorrichtung (MIM oder Dünnfilm-Diode, usw.) und ein Polysilizium-TFT auch alternativ zu dem TFT aus amorphen Silizium eingesetzt werden, und ein Effekt ähnlich zu demjenigen, der beschrieben ist, kann auch in einem solchen Aufbau erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird, gemäß der Erfindung, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ erreicht, die einen weiten Betrachtungswinkel erzielt und dazu geeignet ist, einen Licht-Nutzfaktor bei oder oberhalb eines bestimmten Werts sicherzustellen, so dass eine helle Anzeige sogar dann erzielt wird, wenn Bedingungen eines externen Lichts variiert werden.

Claims

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ, die aufweist: eine Flüssigkristallzelle (1, 5, 6, 7), die ein oberes Substrat (13a, 53a, 63a, 73a), ein unteres Substrat (13b, 53b, 63b, 73b) und eine Flüssigkristallschicht (17, 57, 67, 77), vorgesehen zwischen dem oberen und dem unteren Substrat, besitzt; einen polarisierenden Film (10, 50, 60, 70), vorgesehen in einer Seite des oberen Substrats in der Flüssigkristallzelle; eine Lichtreflexionseinrichtung (18, 58, 68, 78), vorgesehen in einer Seite des unteren Substrats in der Flüssigkristallzelle; und ein optisches Element (11, 51, 61, 71), vorgesehen zwischen dem polarisierenden Film und der Flüssigkristallzelle, wobei das optische Element eine außerordentliche Achse besitzt, wenn es in einer Normalen-Richtung betrachtet wird, wobei das optische Element einen Brechungsindex eines Hybrid-Tilt-Typs besitzt, der kontinuierlich von einer zu der anderen Seite davon geändert wird, und wobei ein Winkel zwischen einer Absorptionsachse des polarisierenden Films und der außergewöhnlichen Achse des optischen Elements innerhalb mindestens eines der Bereiche liegt von: (i) 88° bis 92° und (ii) –2° bis +2°.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei ein Retardation-Wert in Bezug auf die Normalen-Richtung des optischen Elements (11, 51, 61, 71) innerhalb eines Bereichs von 50 nm bis 500 nm liegt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei ein Retardation-Wert in Bezug auf die Normalen-Richtung des optischen Elements (11, 51, 61, 71) innerhalb eines Bereichs von 200 nm bis 400 nm liegt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei das optische Element (11, 51, 61, 71) ein Polymerfilm ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei das optische Element (11, 51, 61, 71) mindestens einen Polymerfilm, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Polycarbonat, Polyallylat und Polysulfon besteht, aufweist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei das optische Element (11, 51, 61, 71) einen Brechungsindex „n_x" in der Richtung von „x", einen Brechungsindex „n_y" in der Richtung von „y" und einen Brechungsindex „n_z" in der Richtung von „z" besitzt, die Richtung von „y" innerhalb einer Oberfläche des optischen Elements fällt, eine Beziehung von „n_x > n_y = n_Z" erfüllt ist, und „n_x", wenn das optische Element in der Richtung von „y" betrachtet wird, einen Tilt-Winkel innerhalb eines Bereichs von 0° bis 10° in einer Seite des optischen Elements, einen Tilt-Winkel innerhalb eines Bereichs von 60° bis 90° in der anderen Seite des optischen Elements und einen Tilt-Winkel, kontinuierlich geändert zwischen der einen zu der anderen Seite, besitzt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 6, wobei das optische Element (11, 51, 61, 71) ein erstes Substrat, das einer homeotropen Ausrichtungs-Schicht-Behandlung unterworfen ist, ein zweites Substrat, das einer homogenen Ausrichtungs-Schicht-Behandlung unterworfen ist, und ein nematisches Flüssigkristall, vorgesehen zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, aufweist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei das optische Element (11, 51, 61, 71) einen Brechungsindex „n_x" in der Richtung von „x", einen Brechungsindex „n_y" in der Richtung von „y" und einen Brechungsindex „n_z" in der Richtung von „z" besitzt, die Richtung von „y" innerhalb einer Oberfläche des optischen Elements fällt, eine Beziehung von „n_x = n_y > n_z" erfüllt ist, und „n_z", wenn das optische Element in der Richtung von „y" betrachtet wird, einen Tilt-Winkel innerhalb eines Bereichs von 0° bis 10° in einer Seite des optischen Elements, einen Tilt-Winkel innerhalb eines Bereichs von 60° bis 90° in der anderen Seite des optischen Elements und einen Tilt-Winkel, kontinuierlich geändert zwischen der einen zu der anderen Seite, besitzt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 8, wobei das optische Element (11, 51, 61, 71) ein erstes Substrat, das einer homeotropen Ausrichtungs-Schicht-Behandlung unterworfen ist, ein zweites Substrat, das einer homogenen Ausrichtungs-Schicht-Behandlung unterworfen ist, und ein diskotisches Flüssigkristall, vorgesehen zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, aufweist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkristallschicht (17, 57, 67, 77) ein nematisches Flüssigkristall enthält.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkristallschicht (17, 57, 67, 77) ein nematisches Flüssigkristall enthält, und die Flüssigkristallzelle (1, 5, 6, 7) eine twisted, nematische Flüssigkristallzelle besitzt, die einen Twist-Winkel innerhalb eines Bereichs von 40° bis 90° besitzt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkristallschicht (17, 57, 67, 77) ein nematisches Flüssigkristall enthält, und die Flüssigkristallzelle (1, 5, 6, 7) eine super-twisted, nematische Flüssigkristallzelle besitzt, die einen Twist-Winkel innerhalb eines Bereichs von 220° bis 260° besitzt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, die weiterhin einen optischen Retardation-Film (12, 52, 62, 72) zwischen dem optischen Element (11, 51, 61, 71) und der Flüssigkristallzelle (1, 5, 6, 7) aufweist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 13, wobei der optische Retardation-Film (12, 52, 62, 72) mindestens einen Polymerfilm besitzt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, die weiterhin einen streuenden Film (59), vorgesehen in einer Seite des oberen Substrats (53a), aufweist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 15, wobei der streuende Film (59) ein vorwärts streuender Film ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei die lichtreflektierende Einrichtung eine metallische, reflektierende Elektrode (18, 58, 78) ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 17, wobei die metallische, reflektierende Elektrode (18, 58, 78) mindestens ein Metall, ausgewählt aus Aluminium und Silber, enthält.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 17, wobei die metallische, reflektierende Elektrode (18, 58, 78) eine Spiegelfläche besitzt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei die lichtreflektierende Einrichtung eine metallische, reflektierende Elektrode (58) ist, und die metallische, reflektierende Elektrode einen streuenden Film (59), vorgesehen in einer Oberfläche davon, besitzt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 17, wobei die metallische, reflektierende Elektrode (18, 78) eine diffus reflektierende Oberfläche für eine diffuse Reflexion eines einfallenden Lichts besitzt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 17, wobei die metallische, reflektierende Elektrode (18, 78) eine diffus reflektierende Oberfläche für eine diffuse Reflexion eines einfallenden Lichts besitzt, und die diffus reflektierende Oberfläche mit einer Unebenheit innerhalb eines Bereichs von 3° bis 12° in einem durchschnittlichen Neigungswinkel versehen ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei das untere Substrat (13b, 53b, 63b, 73b) ein transparentes Substrat ist, und die lichtreflektierende Einrichtung eine lichtreflektierende Platte, vorgesehen außenseitig des unteren Substrats, ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 23, wobei die lichtreflektierende Platte eine diffus reflektierende Platte (69) ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, wobei das untere Substrat (13b, 53b, 63b, 73b) ein transparentes Substrat ist, die lichtreflektierende Einrichtung eine lichtreflektierende Platte ist, vorgesehen außenseitig des unteren Substrats, und eine Luftschicht zwischen dem transparenten Substrat und der lichtreflektierenden Platte vorgesehen ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, die weiterhin einen Farbfilter (14, 54, 64, 74), vorgesehen in einer Seite des oberen Substrats (13a, 53a, 63a, 73a), aufweist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, die weiterhin ein nicht-lineares Element (82), vorgesehen in einer Seite des unteren Substrats (73b), aufweist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexions-Typ nach Anspruch 1, die weiterhin aufweist: ein nicht-lineares Element (82), vorgesehen in einer Seite des unteren Substrats (73b); und einen isolierenden, glättenden Film (84), vorgesehen auf dem nicht-linearen Element, wobei die lichtreflektierende Einrichtung eine metallische, reflektierende Elektrode (78) besitzt, und der glättende Film ein Kontaktloch (85) in elektrischer Verbindung mit dem nicht-linearen Element und der metallischen, reflektierenden Elektrode besitzt.