DE69231455T2

DE69231455T2 - Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE69231455T2
Application number: DE69231455T
Authority: DE
Inventors: Takashi Miyashita; Yoshinaga Miyazawa
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1991-05-02
Filing date: 1992-05-04
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2012-05-05
Also published as: EP0512459A3; DE69231455D1; EP0512459B1; US5237438A; EP0512459A2; SG46342A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Supertwist-Einfachmatrix-Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom nematischen Typ.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtungen sind in einer Vielzahl von Anwendungen als Anzeigeeinrichtungen für Büroautomatisierungsequipment verwendet worden. Da eine Hochpräzisionsanzeige (ein Hochpräzisionsdisplay) in einer Anzeigeeinrichtung dieses Typs erforderlich ist, ist die Anzahl von Pixeln groß und eine hochgradig zeiteingeteilte ("time divisional") Ansteuerung ist erforderlich. Zusätzlich sind auch ein hoher Kontrast und ein großer Sichtwinkel erforderlich. Um diesen Anforderungen zu genügen, ist von allen Flüssigkristallanzeigeeinrichtungen eine Einfachmatrix- Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom Supertwist-Nematiktyp (auf den im Folgenden als STN-Typ Bezug genommen wird), die ein hochgradig zeiteingeteilte Ansteuerung durchführen und einen relativ hohen Kontrast entfalten kann, als eine Anzeigeeinrichtung für das Büroautomatisierungsequipment verwendet worden.
Diese Einfachmatrix-Flüssigkristalleinrichtung vom STN-Typ umfasst gegenüberliegende Substrate, die voneinander um einen vorbestimmten Abstand beabstandet sind, Elektroden, die auf den inneren Oberflächen der gegenüberliegenden Substrate in aufeinander senkrechten Richtungen gebildet sind, Ausrichtschichten, die gebildet worden sind, um die Elektrodenbildungsoberflächen zu bedecken, um Flüssigkristallmoleküle in einer vorbestimmten Richtung auszurichten, ein zwischen den Ausrichtschichten versiegeltes Flüssigkristallmaterial und ein Paar von Polarisationsplatten, die außerhalb des Paares von Substraten angeordnet sind, so dass sie das Paar von Substraten sandwichartig einschließen. Flüssigkristallmoleküle in der Nähe der Ausrichtschichten werden in einer Ausrichtbehandlungsrichtung durch die Ausrichtung regulierende Kräfte der Ausrichtschichten ausgerichtet. Die Moleküle sind um einen Winkel von 180º bis 270º von einem Substrat zu dem anderen Substrat entlang der vorbestimmten Ausrichtbehandlungsrichtung durch die die Ausrichtung regulierenden Kräfte twist-verdreht.
Der Ausrichtzustand der Flüssigkristallmoleküle wird bei Anlegen eines elektrischen Feldes über die gegenüberliegenden Elektroden geändert. Eine optische Änderung, die durch eine Änderung der Ausrichtung verursacht wird, wird durch das Paar von Polarisationsplatten sichtbar gemacht, wodurch eine gewünschte Anzeige erfolgt.
Um die obige Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß einer hochgradig zeiteingeteilten Ansteuerung zu betreiben, wird der Twistwinkel des Flüssigkristallmaterials erhöht, und um einen stärker sichtbaren Kontrast zu erhalten, wird ein Doppelbrechungseffekt des Flüssigkristalls verwendet, so dass in unerwünschter Weise eine Verfärbung von Anzeigeinhalten verursacht wird. Da der Sichtwinkel klein ist, ändern sich zusätzlich die Anzeigefarben abhängig von Winkeln, bei denen ein Betrachter die Anzeige betrachtet.
Um das oben beschriebene Verfärbungsproblem zu lösen, wird eine Zweischicht- Flüssigkristalleinrichtung vom STN-Typ vorgeschlagen, bei der eine Ansteuerzelle mit auf den gegenüberliegenden Substraten gebildeten Ansteuerelektroden und eine Kompensationszelle mit einer Twistrichtung, die der der Flüssigkristallmoleküle in der Ansteuerzelle entgegenläuft, gestapelt sind, um eine Zweischichtstruktur zu bilden.
Bei dieser Zweischicht-Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom STN-Typ können durch die Kompensationszelle Differenzen in Phasenverschiebungen kompensiert werden, die von Lichtkomponenten mit verschiedenen Wellenlängen in der Ansteuerzelle verursacht werden. Eine Verfärbung der Anzeigeinhalte kann unterdrückt werden, um eine fast schwarzweiße Anzeige zu erhalten.
Da bei der oben beschriebenen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom STN-Typ eine Flüssigkristallzelle ähnlich der Ansteuerzelle als die Kompensationszelle verwendet wird, ist der Herstellungsprozess der Kompensationszelle kompliziert, so dass hohe Kosten und eine unhandliche Anzeigeeinrichtung die Folge sind. Die Verfärbung der Anzeigeinhalte kann nicht zufriedenstellend eliminiert werden und der Sichtwinkel wird klein gehalten, was zu Unannehmlichkeiten führt. Fig. 1 zeigt Äquikontrastkurven in einer konventionellen Zweischicht-Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom STN-Typ. Diese Äquikontrastkurven stellen Kontrastwerte dar, die bei einer Betrachtung aus 10º-, 20º-, 30º-, 40º- und 50º-Richtungen bezüglich einer Normalen auf den Substraten der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung erlangt werden. Ein weißes Dreieck stellt einen Punkt dar, bei dem der Kontrast 150 beträgt; ein schwarzes Dreieck stellt einen Punkt dar, bei dem der Kontrast 100 beträgt; ein weißes Quadrat stellt einen Punkt dar, bei dem der Kontrast 50 beträgt; ein schwarzes Quadrat stellt einen Punkt dar, bei dem der Kontrast 10 beträgt; und ein Punkt stellt einen Punkt dar, bei dem der Kontrast negativ wird, d. h. bei dem die schwarzweiße Anzeigefarbe umgekehrt wird. Ein Pfeil X stellt die Richtung der Ausrichtbehandlung der Ausrichtschicht auf dem Lichteinfallsseitensubstrat dar. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Kontrast in der Frontoberfläche der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung sehr hoch, d. h. in der Richtung der Normalen auf den Substraten. Der Kontrast wird sehr stark vermindert, wenn der Sichtwinkel bezüglich der Richtung der Normalen zunimmt. Anzeigefarbumkehrbereiche treten an den links oben und rechts unten gelegenen Abschnitten der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung auf. In diesem Fall ist der links oben gelegene Umkehrbereich flächenmäßig sehr groß.
Wenn bei dieser konventionellen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung der Bildschirm aus einer links oben gelegenen Position betrachtet wird, die um 40º bezüglich der Richtung der Normalen geneigt ist, sieht der Bildschirm wie ein Negativbild aus, was zu einem entscheidenden Nachteil führt.
Die Fig. 2A, 2B, 2C und 2D zeigen CIE-Farbtafeln (Chromatizitätsdiagramme), die Änderungen der Anzeigefarben in Lichttransmissionszuständen (EIN: ) und Lichtabschirmzuständen (AUS: *) darstellen, wenn der Sichtwinkel sequentiell in einer Reihenfolge der oberen, linken, unteren und rechten Seiten der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung von der Richtung der Normalen auf den Substraten zu der 50º-Richtung in Einheiten von 10º geändert wird. In diesem Fall zeigt ein Pfeil b in jedem Diagramm eine Richtung einer Änderung der Chromatizität (Farbart) des transmittierten Lichtes in dem EIN-Zustand und ein Pfeil a in jedem Diagramm eine Änderung der Chromatizität des transmittierten Lichtes in dem AUS-Zustand an. Wie aus den Fig. 2A, 2B, 2C und 2D ersichtlich ist, ändern sich die Anzeigefarben in dem EIN- und dem AUS-Zustand in den oberen, unteren, linken und rechten Richtungen sehr starkgemäß den Neigungswinkeln bezogen auf die Richtung der Normalen auf den Substraten. Dies zeigt an, dass die Anzeigefarben abhängig von Betrachtungswinkeln bezüglich der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung verschieden sind, was die Anzeigequalität außerordentlich vermindert.
Patent Abstracts of Japan, vol. 13, no. 89 [P-836] und JP-A-63 271 415 beschreiben eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, die eine Schwarzweißanzeige dadurch durchführt, dass zwischen Polarisationsplatten zwei oder mehrere Teile uniaxialer Hochpolymerschichten bereitgestellt werden, deren Richtungen der optischen Achsen verschieden sind. Der Torsionswinkel des Flüssigkristalls ist auf 200º eingestellt. Das Produkt der optischen Anisotropie und der Dicke des Flüssigkristalls ist zu 900 nm gesetzt und das entsprechende Produkt der uniaxialen Hochpolymerschichten beträgt 400 nm.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung bereitzustellen, die eine einfache Struktur aufweist und bei der die Anzeigeverfärbung unterdrückt und die Sichtwinkel-Charakteristika verbessert sind.
Um die obige Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzielen, wird eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 6 bereitgestellt. Die Erfindung kann mit der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen vollständiger verstanden werden:
Fig. 1 ist eine Grafik, die Äquikontrastkurven bei einer konventionellen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung zeigt;
Fig. 2A, 2B, 2C und 2D sind CIE-Farbtafeln, die Änderungen in den Anzeigefarben bei der konventionellen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung zeigen;
Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine schematische Anordnung der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung der ersten Ausgestaltung, die in Fig. 3 gezeigt ist;
Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht der ersten Ausgestaltung, bei der der Wert Δn·d sowie die optischen Achsen und das Layout eines Paares von Polarisierungsplatten und eines Paares von Verzögerungsplatten geändert sind;
Fig. 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht der ersten Ausgestaltung, bei der der Wert Δn·d sowie die optischen Achsen und das Layout des Paares von Polarisierungsplatten und des Paares von Verzögerungsplatten wiederum geändert sind;
Fig. 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht der ersten Ausgestaltung, bei der der Wert Δn·d sowie die optischen Achsen und das Layout des Paares von Polarisierungsplatten und des Paares von Verzögerungsplatten wiederum geändert sind;
Fig. 8A und 8B sind Ansichten, die Äquikontrastkurven zeigen, wenn die Richtungen der optischen Achsen der Verzögerungsplatten in dem Layout von Fig. 3 jeweils verschieden sind;
Fig. 9A und 9B sind Ansichten, die Äquikontrastkurven zeigen, wenn die Richtungen der optischen Achsen der Verzögerungsplatten in dem Layout von Fig. 5 jeweils verschieden sind;
Fig. 10A und 10B sind Ansichten, die Äquikontrastkurven zeigen, wenn die Richtungen der optischen Achsen der Verzögerungsplatten in dem Layout von Fig. 6 jeweils verschieden sind;
Fig. 11A und 11B sind Ansichten, die Äquikontrastkurven zeigen, wenn die Richtungen der optischen Achsen der Verzögerungsplatten in dem Layout von Fig. 7 jeweils verschieden sind;
Fig. 12 ist eine Schnittdarstellung, die eine Anordnung der zweiten Ausgestaltung zeigt;
Fig. 13 ist eine Grafik, die Spektraleigenschaften von Farbfiltern zeigt, die in der zweiten Ausgestaltung verwendet werden, die in Fig. 12 gezeigt ist;
Fig. 14R, 14G und 14B sind jeweils CIE-Farbtafeln, die Änderungen in den Farbtönen von Lichtkomponenten zeigen, die die R-, G- und B-Farbfilter bei Sichtwinkeln an der oberen Position in dem Flüssigkristall in der zweiten Ausgestaltung durchlaufen, die in Fig. 12 gezeigt ist;
Fig. 15R, 15G und 15B sind jeweils CIE-Farbtafeln, die Änderungen in den Farbtönen von Lichtkomponenten zeigen, die die R-, G- und B-Farbfilter bei Sichtwinkeln an der linken Position in dem Flüssigkristalls in der zweiten Ausgestaltung durchlaufen, die in Fig. 12 gezeigt ist;
fig. 16R, 16G und 16B sind jeweils CIE-Farbtafeln, die Änderungen in den Farbtönen von Lichtkomponenten zeigen, die die R-, G- und B-Farbfilter bei Sichtwinkeln an der unteren Position in dem Flüssigkristall in der zweiten Ausgestaltung durchlaufen, die in Fig. 12 gezeigt ist;
Fig. 17R, 17G und 17B sind jeweils CIE-Farbtafeln, die Änderungen in den Farbtönen von Lichtkomponenten zeigen, die die R-, G- und B-Farbfilter bei Sichtwinkeln an der rechten Position in dem Flüssigkristall in der zweiten Ausgestaltung durchlaufen, die in Fig. 12 gezeigt ist;
Fig. 18R, 18G und 18B sind CIE-Farbtafeln, die Änderungen in den Farbtönen von Lichtkomponenten zeigen, die die R-, G- und B-Farbfilter bei Sichtwinkeln an der oberen Position in der Flüssigkristallzelle des Vergleichsbeispiels durchlaufen;
Fig. 19R, 19G und 19B sind CIE-Farbtafeln, die Änderungen in den Farbtönen von Lichtkomponenten zeigen, die die R-, G- und B-Farbfilter bei Sichtwinkeln an der linken Position in der Flüssigkristallzelle des Vergleichsbeispiels durchlaufen;
Fig. 20R, 20G und 20B sind CIE-Farbtafeln, die Änderungen in den Farbtönen von Lichtkomponenten zeigen, die die R-, G- und B-Farbfilter bei Sichtwinkeln an der unteren Position in der Flüssigkristallzelle des Vergleichsbeispiels durchlaufen;
Fig. 21R, 21G und 21B sind CIE-Farbtafeln, die Änderungen in den Farbtönen von Lichtkomponenten zeigen, die die R-, G- und B-Farbfilter bei Sichtwinkeln an der rechten Position in der Flüssigkristallzelle des Vergleichsbeispiels durchlaufen;
Fig. 22 ist eine Grafik, die die Y-V-Kennlinien der ersten Anordnung in dem Verzögerungsplatten-Layout der ersten Ausgestaltung, die in Fig. 3 gezeigt ist, zeigt, wenn der Wert And jeder Verzögerungsplatte auf 370 nm eingestellt ist;
Fig. 23 ist eine Ansicht, die Äquihelligkeitskurven in einem Lichtabschirmzustand bei der ersten Anordnung mit den in Fig. 22 gezeigten Kennlinien zeigt;
Fig. 24 ist eine Ansicht, die Äquihelligkeitskurven in einem Lichttransmissionszustand bei der ersten Anordnung mit den in Fig. 22 gezeigten Kennlinien zeigt;
Fig. 25 ist eine Ansicht, die Äquikontrastkurven bei der ersten Anordnung mit den in Fig. 22 gezeigten Kennlinien zeigt;
Fig. 26 ist eine Grafik, die Y-V-Kennlinien der ersten Anordnung in dem Verzögerungsplatten-Layout der ersten Ausgestaltung, die in Fig. 3 gezeigt ist, zeigt, wenn der Wert Δn·d jeder Verzögerungsplatte auf 360 nm eingestellt ist;
Fig. 27 ist eine Ansicht, die Äquihelligkeitskurven in einem Lichtabschirmzustand bei der ersten Anordnung mit den in Fig. 26 gezeigten Kennlinien zeigt;
Fig. 28 ist eine Ansicht, die Äquihelligkeitskurven in einem Lichttransmissionszustand bei der ersten Anordnung mit den in Fig. 26 gezeigten Kennlinien zeigt;
Fig. 29 ist eine Ansicht, die Äquikontrastkurven bei der ersten Anordnung mit den in Fig. 26 gezeigten Kennlinien zeigt;
Fig. 30 ist eine Grafik, die Y-V-Kennlinien der zweiten Anordnung in dem Verzögerungsplatten-Layout von Fig. 22 zeigt, wenn die Richtung der Phasenverzögerungsachse der dritten Verzögerungsplatte um beinahe 145º bezüglich der Richtung der Ausrichtbehandlung der Ausrichtschicht auf dem Lichteinfallsseitensubstrat geneigt ist;
Fig. 31 ist eine Grafik, die Y-V-Kennlinien der dritten Anordnung in dem Verzögerungsplatten-Layout der ersten Ausgestaltung, die in Fig. 6 gezeigt ist, zeigt, wenn die Richtungen der Lichttransmissionsachsen der Polarisationsplatten und die Richtungen der Phasenverzögerungsachsen der Verzögerungsplatten geändert werden;
Fig. 32 ist eine Ansicht, die Äquihelligkeitskurven in einem Lichtabschirmzustand bei der dritten Anordnung mit den in Fig. 31 gezeigten Kennlinien zeigt;
Fig. 33 ist eine Ansicht, die Äquihelligkeitskurven in einem Lichttransmissionszustand bei der dritten Anordnung mit den in Fig. 31 gezeigten Kennlinien zeigt;
Fig. 34 ist eine Ansicht, die Äquikontrastkurven bei der dritten Anordnung mit den in Fig. 31 gezeigten Kennlinien zeigt;
Fig. 35A und 35B sind Grafiken, die Spannung-Transmissionsgrad-Kennlinien zeigen, die Sichtempfindungseigenschaften an der linken Position in der Flüssigkristallzelle in dem Verzögerungsplatten-Layout der dritten Anordnung, die in Fig. 31 gezeigt ist, darstellen, und eine CIE-Farbtafel, die die entsprechenden Anzeigefarben zeigt;
Fig. 36A und 36B sind eine Grafik, die Spannung-Transmissionsgrad-Kennlinien zeigt, die Sichtempfindungseigenschaften an der rechten Position in der Flüssigkristallzelle in dem Verzögerungsplatten-Layout der dritten Anordnung, die in Fig. 31 gezeigt ist, darstellen, und eine CIE-Farbtafel, die die entsprechenden Anzeigefarben zeigt;
Fig. 37A und 37B sind eine Grafik, die Spannung-Transmissionsgrad-Kennlinien zeigt, die Sichtempfindungseigenschaften an der oberen Position in der Flüssigkristallzelle in dem Verzögerungsplatten-Layout der dritten Anordnung, die in Fig. 31 gezeigt ist, darstellen, und eine CIE-Farbtafel, die die entsprechenden Anzeigefarben zeigt;
Fig. 38A und 38B sind eine Grafik, die Spannung-Transmissionsgrad-Kennlinien zeigt, die Sichtempfindungseigenschaften an der unteren Position in der Flüssigkristallzelle in dem Verzögerungsplatten-Layout der dritten Anordnung, die in Fig. 31 gezeigt ist, darstellen, und eine CIE-Farbtafel, die die entsprechenden Anzeigefarben zeigt;
Fig. 39 ist eine Grafik, die Y-V-Kennlinien in der ersten Ausgestaltung, die in Fig. 6 gezeigt ist, wenn die Richtung der Phasenverzögerungsachse der dritten Verzögerungsplatte geändert wird.
Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden unten mit Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 39 beschrieben werden.

[Erste Ausgestaltung]

Es wird auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen. Eine Flüssigkristallzelle 101 umfasst ein unteres Substrat 104 mit Elektroden 102 und einer Ausrichtschicht 103, die gebildet ist, um die Elektroden 102 zu bedecken, ein oberes Substrat 107 mit Elektroden 105, die senkrecht zu den Elektroden 102 gebildet sind, und einer Ausrichtschicht 106, die gebildet ist, um die Elektroden 105 zu bedecken, ein Versiegelungselement 108 zum Versiegeln des oberen und unteren Substrats 107 und 104 mit einem vorbestimmten Abstand zwischen ihnen und ein Flüssigkristallmaterial 109, das in dem von dem oberen und unteren Substrat 107 und 104 und dem Versiegelungselement 108 definierten Raum versiegelt ist.
Licht fällt auf die Flüssigkristallzelle 101 aus der unteren Richtung in den Fig. 3 und 4. Auf das untere Substrat wird als Einfallsseitensubstrat 104 und auf das obere Substrat als Ausgangsseitensubstrat 107 im Folgenden Bezug genommen werden.
Die Ausrichtschichten 103 und 106, die auf den gegenüber liegenden Oberflächen des Einfallsseitensubstrats 104 bzw. Ausgangsseitensubstrats 107 gebildet sind, sind einer Ausrichtbehandlung wie etwa einer Reibung ("Rubbing") unterworfen worden. Die Richtung 103a der Ausrichtbehandlung für die Ausrichtschicht 103 auf dem Einfallsseitensubstrat 104 ist um einen Winkel von ungefähr 30º von der Links-unten- Richtung zu der Rechts-oben-Richtung bezüglich einer horizontalen Linie geneigt, wenn die Flüssigkristallzelle 101, wie in Fig. 3 gezeigt, von vorne betrachtet wird. Die Richtung 106a der Ausrichtbehandlung für die Ausrichtschicht 106 des Ausgangsseitensubstrats 107 ist um 60º im Uhrzeigersinn (im Folgenden als negativ oder minus bezeichnet) gegenüber der Richtung 103a der Ausrichtbehandlung für das Einfallsseitensubstrat 104 gedreht (auf die Richtung 103a wird im Folgenden als eine Einfallsseitenrichtung der Ausrichtbehandlung Bezug genommen werden). Durch diese Ausrichtbehandlung werden die Flüssigkristallmoleküle mit einem Pretilt-Winkel (Vorkippwinkel) von ungefähr 8º ausgerichtet. Gleichzeitig sind die Flüssigkristallmoleküle mit einem negativen Twistwinkel von 240º (φ&sub0;) von dem Einfallsseitensubstrat 104 zu dem Ausgangsseitensubstrat 107 ausgerichtet. Ein Produkt Δn·d einer Lücke d und einer Brechungsindexanisotropie An der Flüssigkristallzelle 101 ist auf 864 nm eingestellt (Messwellenlänge: 589 nm).
Durch die Verwendung dreier Verzögerungsplatten zielt die erste Ausgestaltung auf eine Kompensation einer Änderung in einer Farbdifferenz.
Das Flüssigkristallmaterial 109 hat ein Dielektrizitätskonstantenverhältnis Δ&epsi;/&epsi; von 1,93, ein Elastizitätskonstantenverhältnis K3/K1 von 1,83, ein Elastizitätskonstantenverhältnis K3/K2 von 3,12 und ein Verhältnis d/p einer Lücke d zu einem "natural pitch" p von 0,5.
Ein Polarisator 110, der eine linear polarisierte Platte umfasst, ist außerhalb oder unterhalb eines Einfallsseitensubstrats 104 gelegen. Ein Analysator 111, der in ähnlicher Weise eine linear polarisierte Platte umfasst, ist oberhalb eines Ausgangsseitensubstrats 107 gelegen. Drei Verzögerungsplatten 112, 113 und 114 sind zwischen dem Ausgangsseitensubstrat 107 und dem Analysator 111 gelegen.
Der Polarisator 110 ist so gelegen, dass seine Lichttransmissionsachse 110a um +35º (α) linksherum (entgegen dem Uhrzeigersinn, positiv oder plus) bezüglich einer Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung gedreht ist. Der Analysator 111 ist so gelegen, dass sich seine Lichttransmissionsachse 111a mit der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung in einem Winkel von 65º (&epsi;) schneidet.
Die erste, zweite und dritte Verzögerungsplatte 112, 113 und 114 sind Verzögerungsplatten, die durch monoaxiales Stretching von Polycarbonat erhalten werden und einen Wert Δn·d von 400 nm bis 600 nm aufweisen (Messwellenlänge: 589 nm). Die erste Verzögerungsplatte 112 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 112a fast parallel zu der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung ist. Die zweite Verzögerungsplatte 113 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 113a um einen Winkel von ungefähr 60º oder 150º (γ) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist. Die dritte Verzögerungsplatte 114 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 114a fast senkrecht (δ) auf der Phasenverzögerungsachse 113a der zweiten Verzögerungsplatte 113 steht.
Die Positionen der ersten, zweiten und dritten Verzögerungsplatte 112, 113 und 114 können vielfältig geändert werden. Beispielsweise können, wie in Fig. 5 gezeigt, die zweite und dritte Verzögerungsplatte 113 und 114 zwischen der Flüssigkristallzelle 101 und dem Polarisator 110 in der genannten Reihenfolge angeordnet sein und die erste Verzögerungsplatte 112 kann zwischen der Flüssigkristallzelle 101 und dem Analysator 111 gelegen sein. In diesem Fall ist die zweite Verzögerungsplatte 113 in Fig. 3 so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 113a um einen Winkel von ungefähr 45º oder 135º (γ) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist.
Alternativ kann, wie in Fig. 6 gezeigt, die erste Verzögerungsplatte 112 zwischen der Flüssigkristallzelle 101 und dem Polarisator 110 gelegen sein, und die zweite und dritte Verzögerungsplatte 113 und 114 können zwischen der Flüssigkristallzelle 101 und dem Analysator 111 in der genannten Reihenfolge gelegen sein. In diesem Fall ist der Polarisator 110 so gelegen, dass seine Lichttransmissionsachse 110a um einen Winkel von +55º (α) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist, und der Analysator 111 ist so gelegen, dass sich seine Lichttransmissionsachse 111a mit der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung in einem Winkel von 85º (&epsi;) schneidet. Die erste Verzögerungsplatte 112 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 112a um einen Winkel von ungefähr 120º bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist. Die zweite Verzögerungsplatte 113 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 113a um einen Winkel von ungefähr 75º oder 165º (y) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist. Die dritte Verzögerungsplatte 114 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 114a fast senkrecht (δ) auf der Phasenverzögerungsachse 113a der zweiten Verzögerungsplatte 113 steht.
Weiterhin können, wie in Fig. 7 gezeigt, die zweite, dritte und erste Verzögerungsplatte 113, 114 und 112 zwischen der Flüssigkristallzelle 101 und dem Polarisator 110 von der Polarisatorseite 110 in der genannten Reihenfolge gelegen sein. In diesem Fall ist, im Layout von Fig. 6, die zweite Verzögerungsplatte 113 so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 113a um einen Winkel von ungefähr 60º oder 150º (γ) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist. Alternativ kann die zweite Verzögerungsplatte 113 so gelegen sein, dass ihre Phasenvoreilungsachse, die senkrecht (normal) zu der Phasenverzögerungsachse 113a ist, auf 60º oder 150º zu der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung eingestellt werden kann.
In dieser Ausgestaltung können die Sichiwinkeleigenschaften durch die zweite und dritte Verzögerungsplatte verbessert werden, deren Phasenverzögerungsachsen fast senkrecht aufeinander stehen. Eine Anzeigeverfärbung kann durch eine Kombination der ersten bis dritten Verzögerungsplatten vermindert werden.
Äquikontrastkurven für die Flüssigkristallanzeigeeinrichtungen, die in den Fig. 3, 5, 6 und 7 gezeigt sind, werden in den Fig. 8A und 8B, den Fig. 9A und 9B, den Fig. 10A und 10B bzw. den Fig. 11A und 11B gezeigt.
Fig. 1 zeigt Äquikontrastkurven einer herkömmlichen Einrichtung. Die Kurven stellen Kontrastwerte dar, wenn die Anzeigeeinrichtung aus 10º-, 20º-, 30º-, 40º- und 50º- Richtungen aus der Richtung der Normalen auf den Substraten der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung betrachtet wird. Ein weißes Dreieck stellt einen Punkt dar, an dem der Kontrast 150 beträgt; ein schwarzes Dreieck stellt einen Punkt dar, an dem der Kontrast 100 beträgt; ein weißes Quadrat stellt einen Punkt dar, an dem der Kontrast 50 beträgt; ein schwarzes Quadrat stellt einen Punkt dar, an dem der Kontrast 10 beträgt; und ein Punkt stellt einen Punkt dar, an dem der Kontrast negativ wird, d. h. an dem die schwarzweiße Anzeigefarbe umgekehrt wird. Der Umkehrbereich ist in Fig. 1 ein schraffierter Abschnitt. Ein Pfeil X zeigt die Richtung 103a der Ausrichtbehandlung für das Einfallsseitensubstrat 104 an.
Die Fig. 8A und 8B zeigen Äquikontrastkurven bei der Verzögerungsplattenanordnung von Fig. 3. Fig. 8A zeigt einen Fall, in dem der Winkel γ der Phasenverzögerungsachse 113a der zweiten Verzögerungsplatte 113 auf 60º und der Winkel δ der Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 auf 150º eingestellt ist. Fig. 8B zeigt einen Fall, in dem der Winkel γ der Phasenverzögerungsachse 113a der zweiten Verzögerungsplatte 113 auf 150º und der Winkel δ der Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 auf 60º eingestellt ist. Entsprechend zeigen die Fig. 9A und 9B Äquikontrastkurven bei der Verzögerungsplattenanordnung von Fig. 5. Fig. 9A zeigt einen Fall, in dem der Winkel γ der Phasenverzögerungsachse 113a der zweiten Verzögerungsplatte 113 auf 45º und der Winkel δ der Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 auf 135º eingestellt ist. Fig. 9B zeigt einen Fall, in dem der Winkel γ der Phasenverzögerungsachse 113a der zweiten Verzögerungsplatte 113 auf 135º und der Winkel δ der Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 auf 45º eingestellt ist. Die Fig. 10A und 108 zeigen Äquikontrastkurven bei der Verzögerungsplattenanordnung von Fig. 6. Fig. 10A zeigt einen Fall, in dem der Winkel γ der Phasenverzögerungsachse 113a der zweiten Verzögerungsplatte 113 auf 75º und der Winkel δ der Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 auf 165º eingestellt ist. Fig. 10B zeigt einen Fall, in dem der Winkel γ der Phasenverzögerungsachse 113a der zweiten Verzögerungsplatte 113 auf 165º und der Winkel 6 der Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 auf 75º eingestellt ist. Die Fig. 11A und 11 B zeigen Äquikontrastkurven bei der Verzögerungsplattenanordnung von Fig. 7. Fig. 11A zeigt einen Fall, in dem der Winkel γ der Phasenverzögerungsachse 113a der zweiten Verzögerungsplatte 113 auf 60º und der Winkel δ der Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 auf 150º eingestellt ist. Fig. 11B zeigt einen Fall, in dem der Winkel γ der Phasenverzögerungsachse 113a der zweiten Verzögerungsplatte 113 auf 150º und der Winkel δ der Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 auf 60º eingestellt ist.
Wie aus diesen Äquikontrastkurven ersichtlich ist, sind Gebiete, die jeweils einen Kontrast von 10 aufweisen, größer als die der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom STN-Typ, wenn die erste, zweite und dritte Verzögerungsplatte 112, 113 und 114 wie in den Fig. 3, 5, 6 und 7 gezeigt gelegen sind. Zusätzlich wird kein Umkehrbereich gebildet. Folglich können die Sichtwinkeleigenschaften außerordentlich verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass die erste und zweite Verzögerungsplatte 112 und 113 Verzögerungsplatten umfassen, die wie in der obigen Ausgestaltung aus Polycarbonat gefertigt sind. Jedoch ist das Material der Verzögerungsplatte nicht hierauf beschränkt.
Es kann eine Verzögerungsplatte verwendet werden, die durch sandwichartiges Einschließen von Polyvinylalkohol zwischen schützenden Schichten erhalten wird.

[Zweite Ausgestaltung]

Die zweite Ausgestaltung, die erhalten wird, wenn die erste Ausgestaltung auf eine Farb- Flüssigkristallanzeigeeinrichtung angewendet wird, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 12 bis 17 genau beschrieben werden. Die Farb-Flüssigkristallanzeigeeinrichtung der zweiten Ausgestaltung weist im Wesentlichen dieselbe Verzögerungsplattenanordnung wie die Anordnung (Fig. 3) der ersten Ausgestaltung auf, mit der Ausnahme, dass eine Farb-Flüssigkristallzelle mit Farbfiltern verwendet wird, die auf der innenliegenden Oberfläche eines der Substrate in Übereinstimmung mit Elektroden gebildet werden. Dieselben Bezugszeichen wie in der ersten Ausgestaltung bezeichnen dieselben Teile in der zweiten Ausgestaltung und eine detaillierte Beschreibung derselben wird unterlassen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 12 werden drei Primärfarbfilter (d. h. Rot (R), Grün (G) und Blau (B)) 115R, 115G und 1158 auf einem Einfallsseitensubstrat 104 in Übereinstimmung mit Elektroden 102 gebildet. Die drei Primärfarbfilter 115R, 115G und 115B haben Spektraleigenschaften, die in Fig. 13 gezeigt sind, und umfassen Farbfilter für die Transmission roter, grüner bzw. blauer Farbkomponenten. Die Elektroden 102 sind auf den Farbfiltern jeweils durch eine Filterschutzschicht 116 gebildet. Eine Ausrichtschicht 103 ist auf den Elektroden 102 gebildet. Die Elektroden 105 sind wie in der ersten Ausgestaltung auf der innenliegenden Oberfläche eines Ausgangsseitensubstrats 107 gebildet, das dem Einfallsseitensubstrat 104 gegenüberliegt. Eine Ausrichtschicht 106 ist auf den Elektroden 105 gebildet. Das Äusgangsseitensubstrat 107 ist durch ein Versiegelungselement 108 mit dem Einfallsseitensubstrat 104 so verbunden, dass diese voneinander um einen vorbestimmten Abstand beabstandet sind. Ein Polarisator 110, ein Analysator 111, eine erste Verzögerungsplatte 112, eine zweite Verzögerungsplatte 113 und eine dritte Verzögerungsplatte 114 sind in derselben Weise wie in der in Fig. 3 gezeigten ersten Ausgestaltung angeordnet.
In der zweiten Ausgestaltung können Differenzen der Phasenverschiebungen der Lichtkomponenten mit verschiedenen Wellenlängen, die beim Durchlaufen der Lichtkomponenten durch die Flüssigkristallzelle verursacht werden, durch die drei Verzögerungsplatten wie in der ersten Ausgestaltung minimiert werden, und eine Verfärbung der Anzeigefarben kann beseitigt werden. Zusätzlich können Änderungen der Anzeigefarben, die von den Standpunkten abhängen, minimiert werden.
Die Fig. 14R, 14G und 14B, die Fig. 15R, 15G und 15B, die Fig. 16R, 16G und 16B und die Fig. 17R, 17G und 17B sind jeweils CIE-Farbtafeln, die Änderungen der Farbtöne der Lichtkomponenten zeigen, die die Farbfilter in einem Lichttransmissionszustand (EIN: ) und einem Lichtabschirmzustand (AUS: *) durchlaufen, wenn der Standpunkt sequentiell bis 50º in Einheiten von 10º geändert wird bezogen auf eine Richtung einer Normalen auf den Substraten in einer Reihenfolge der oberen, linken, unteren und rechten Positionen der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung der zweiten Ausgestaltung. Um die obigen Ergebnisse mit einem herkömmlichen Fall zu vergleichen, sind die Fig. 18R, 18G und 18B, die Fig. 19R, 19G und 19B, die Fig. 20R, 20G und 20B bzw. die Fig. 21R, 21G und 21B CIE-Farbtafeln, die Änderungen der Anzeigefarben in einem Lichttransmissionszustand (EIN: ) und einem Lichtabschirmzustand (AUS: *) zeigen, wenn der Standpunkt sequentiell bei der herkömmlichen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung wie in der zweiten Ausgestaltung geändert wird. In diesem Fall gibt ein Pfeil a eine Chromatizitätsänderung einer transmittierten Lichtkomponente in einem EIN-Zustand und ein Pfeil b eine Chromatizitätsänderung einer transmittierten Lichtkomponente in einem AUS-Zustand an.
Die Fig. 14R, 14G und 14B und die Fig. 18R, 18G und 18B zeigen Änderungen der Farbtöne transmittierter Lichtkomponenten bei verschiedenen Standpunkten bei der oberen Position der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung. Die Fig. 15R, 15G und 15B und die Fig. 19R, 19G und 19B zeigen Änderungen der Farbtöne transmittierter Lichtkomponenten bei verschiedenen Standpunkten in der linken Position der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung. Die Fig. 16R, 16G und 16B und die Fig. 20R, 200 und 20B zeigen Änderungen der Farbtöne transmittierter Lichtkomponenten bei verschiedenen Standpunkten in der unteren Position der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung. Die Fig. 17R, 17G und 17B und die Fig. 21R, 21G und 21B zeigen Änderungen der Farbtöne transmittierter Lichtkomponenten bei verschiedenen Standpunkten in der rechten Position der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung. Die Zeichnungsnummern mit dem Zusatz R stellen Änderungen der Farbtöne von Lichtkomponenten dar, die den Rotfilter durchlaufen. Die Zeichnungsnummern mit dem Zusatz G stellen Änderungen der Farbtöne von Lichtkomponenten dar, die den Grünfilter durchlaufen. Die Zeichnungsnummern mit dem Zusatz B stellen Änderungen der Farbtöne von Lichtkomponenten dar, die den Blaufilter durchlaufen.
Wie aus einem Vergleich der Fig. 14R, 14G und 14B bis 17R, 17G und 17B mit den Fig. 18R, 18G und 18B bis 21R, 21G und 21B ersichtlich ist, können bei der Farb- Flüssigkristallanzeigeeinrichtung dieser Ausgestaltung Änderungen der Farbtöne transmittierter Lichtkomponenten bei verschiedenen Standpunkten minimiert werden, und Änderungen der Anzeigefarben in verschiedenen Betrachtungsrichtungen können minimiert werden.
Wenn drei Verzögerungsplatten auf der Lichtausgangsseite der Flüssigkristallzelle in der ersten Ausgestaltung wie in Fig. 3 gezeigt gelegen sind, werden elektrooptische Eigenschaften bei Richtungsänderungen der Phasenverzögerungsachsen der jeweiligen Verzögerungsplatten und der Lichttransmissionsachsen des Paares von Polarisationsplatten gemessen.
In der ersten Anordnung ist der Polarisator 110 so gelegen, dass seine Lichttransmissionsachse 110a um +140º (α) entgegen dem Uhrzeigersinn bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung gedreht ist. Der Analysator 111 ist so gelegen, dass sich seine Lichttransmissionsachse 111a mit der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung in einem Winkel von 55º (&epsi;) schneidet.
Die erste und zweite Verzögerungsplatte 112 und 113 sind Verzögerungsplatten, die durch monoaxiales Stretching von Polycarbonat erhalten werden und einen Wert Δn·d von 300 nm bis 400 nm und vorzugsweise 360 nm oder 370 nm aufweisen (Messwellenlänge: 589 nm). Die erste Verzögerungsplatte 112 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 112a um einen Winkel von ungefähr 40º (β) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist. Die zweite Verzögerungsplatte 113 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 113a um einen Winkel von ungefähr 5º (γ) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist.
Die dritte Verzögerungsplatte 114 ist zwischen der zweiten Verzögerungsplatte 113 und dem Analysator 111 gelegen. Die dritte Verzögerungsplatte 114 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 114a um einen Winkel von ungefähr 55º bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist.
In dieser Ausgestaltung kann die Richtung der Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 geändert werden. Das bedeutet, die dritte Verzögerungsplatte 114 kann so gelegen sein, dass ihre Phasenverzögerungsachse 114a um einen Winkel von ungefähr 145º bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist.
Wie oben beschrieben, ist in dieser Ausgestaltung der Polarisator 110 so gelegen, dass sich die Lichttransmissionsachse 110a des Polarisators 110 mit der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung des Einfallsseitensubstrats 104 in einem Winkel von ungefähr 140º schneidet. Gleichzeitig schneiden sich die Lichttransmissionsachsen des Polarisators 110 und des Analysators 111 miteinander in einem Winkel von ungefähr 85º. Die erste und zweite Verzögerungsplatte 112 und 113 sind zwischen der Flüssigkristallzelle 101 und dem Ausgangsseitenanalysator 111 gelegen. Die erste Verzögerungsplatte 112 ist so gelegen, dass sich ihre Phasenverzögerungsachse 112a mit der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung des Einfallsseitensubstrats 104 in einem Winkel von ungefähr 40º schneidet. Die Phasenverzögerungsachsen 112a und 113a der ersten und zweiten Verzögerungsplatte 112 und 113 schneiden sich miteinander in einem Winkel von ungefähr 35º. Gleichzeitig ist die dritte Verzögerungsplatte 114 zwischen der zweiten Verzögerungsplatte 113 und dem Analysator 111 so gelegen, dass sie dem Ausgangsseitenanalysator 111 benachbart ist, so dass die Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 parallel zu (oder senkrecht auf) der Lichttransmissionsachse 111a des benachbarten Analysators 111 liegt.
Phasenverschiebungsdifferenzen von Lichtkomponenten mit verschiedenen Wellenlängen beim Durchlaufen der Lichtkomponenten durch die Flüssigkristallzelle 101 können durch das Paar der ersten und zweiten Verzögerungsplatte 112 und 113 minimiert werden, wodurch eine Verfärbung von Anzeigefarben in der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom STN-Typ kompensiert wird. Die dritte Verzögerungsplatte 114 ist dem Analysator 111 benachbart gelegen, so dass die Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 fast parallel zu (oder senkrecht auf) der Lichttransmissionsachse 111a des benachbarten Analysators 111 zu liegen kommt. Folglich kann die Intensität des transmittierten Lichts auf der Vorderseite der Flüssigkristallzelle 101 erhöht werden, und die Helligkeit des Bildes, das von der Vorderseite der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung betrachtet wird, wird erhöht. Phasenverschiebungen von Lichtkomponenten, die vertikal auf die Verzögerungsplatten 112, 113 und 114 einfallen, und von Lichtkomponenten, die schräg darauf einfallen, werden durch diejenigen der drei Verzögerungsplatten 112, 113 und 114 ausgelöscht, weil die von den Verzögerungsplatten 112, 113 und 114 verursachten Phasenverschiebungen voneinander verschieden sind. Im Ergebnis kann das Gebiet mit hohem Kontrast vergrößert werden, und Änderungen der Anzeigefarben bei verschiedenen Sichtwinkeln werden reduziert.
Messergebnisse elektrooptischer Eigenschaften der oben beschriebenen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung sind in den Fig. 22 bis 29 gezeigt. Die Fig. 22 bis 25 zeigen einen Fall, in dem der Wert Δn·d der Flüssigkristallzelle 101 auf 864 nm und der Wert Δn·d jeder der Verzögerungsplatten 112, 113 und 114 auf 370 nm eingestellt ist. Die Fig. 26 bis 29 zeigen einen Fall, in dem der Wert Δn·d der Flüssigkristallzelle 101 auf 864 nm und der Wert Δn·d jeder der Verzögerungsplatten 112, 113 und 114 auf 360 nm eingestellt ist. Die Fig. 22 und 26 stellen Y-V- Kennlinien dar, die eine Beziehung zwischen den Transmissionsgraden (Y-Werte) und den Ansteuerspannungen (V) bei der Ansteuerung der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß einer Zeiteinteilansteuerung mit einem Tastverhältnis von 1/480 und einem Bias von 1/15 darstellen, sowie durch diese Ansteuerung erhaltene Kontrastwerte. Eine durchgezogene Linie AUS stellt eine Änderung des Transmissionsgrads bei Anlegen einer AUS-Wellenform dar, eine gestrichelte Linie EIN eine Änderung im Transmissionsgrad bei Anlegen einer EIN-Wellenform und eine durchbrochene Linie CR den Kontrast. Wenn der Wert Δn·d der in Fig. 22 gezeigten Verzögerungsplatte 370 nm beträgt, weist der Kontrast die Höhe von 63 und der Transmissionsgrad auch die Höhe von 73% auf. Wenn der Wert Δn·d der in Fig. 26 gezeigten Verzögerungsplatte auf 360 nm eingestellt ist, weist der Kontrast die Höhe von 65 und der Transmissionsgrad auch die Höhe von 72% auf. Die Fig. 23, 24, 27 und 28 zeigen Äquihelligkeitskurven, wenn der Bildschirm bei jeweiligen Neigungswinkeln bezüglich der Richtung einer Normalen auf der Flüssigkristallzelle betrachtet wird, wie in den bei der dritten Ausgestaltung herausgestellten Charakteristika. Genauer gesagt, zeigen die Fig. 23 und 27 dunkle Zustände, wogegen die Fig. 24 und 28 helle Zustände darstellen. Konzentrische Kreise stellen jeweils 10º-, 20º-, 30º-, 40º- und 50º-Richtungen dar, die gegenüber der Richtung der Normalen auf den Substraten der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung geneigt sind. Ein schwarzes Quadrat ( ) stellt einen Transmissionsgrad von 10% dar, ein weißes Quadrat ( ) einen Transmissionsgrad von 20%, ein schwarzes Dreieck ( ) einen Transmissionsgrad von 30%, ein weißes Dreieck (Δ) einen Transmissionsgrad von 40º, ein schwarzer Stern ( ) einen Transmissionsgrad von 50%, ein weißer Stern (*) einen Transmissionsgrad von 60% und ein Kreuz (+) einen Transmissionsgrad von 70%. Wie in den Fig. 23, 24, 27 und 28 gezeigt, ist der Bereich mit einer Transmission von weniger als 10% in dem dunklen Zustand groß und der Bereich mit einer Transmission von 10% oder mehr in dem hellen Zustand bei dieser Ausgestaltung groß.
Die Fig. 25 und 29 zeigen Äquikontrastkurven, die erhalten werden, wenn die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung aus verschiedenen Richtungen betrachtet wird. Konzentrische Kreise in den Fig. 25 und 29 stellen 10º-, 20º-, 30º-, 40º- und 50º- Richtungen dar, die gegenüber der Richtung der Normalen auf den Substraten in der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung von den inneren zu den äußeren Kreisen geneigt sind. Ein Punkt (·) stellt einen Kontrast von weniger als 1 dar, d. h. dass die hellen und dunklen Zustände umgekehrt sind. Ein schwarzes Quadrat ( ) stellt einen Kontrast von 10, ein weißes Quadrat ( ) einen Kontrast von 20, ein schwarzes Dreieck ( ) einen Kontrast von 30, ein weißes Dreieck (Δ) einen Kontrast von 40, ein schwarzer Stern ( ) einen Kontrast von 50, ein weißer Stern ( ) einen Kontrast von 60, ein Kreuz (+) einen Kontrast von 70, ein Zeichen x einen Kontrast von 80 und ein Zeichen * einen Kontrast von 90 dar. Wie in den Fig. 25 und 29 gezeigt, ist in dieser Ausgestaltung der Bereich mit einem Kontrast von 10 oder mehr groß. Der inverse Bereich, der an der rechten oberen Position der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung erscheint und in dem die hellen und dunklen Zustände umgekehrt sind, ist klein. Folglich sind die Sichtwinkeleigenschaften verbessert.
In der zweiten Anordnung ist der Polarisator 110 so gelegen, dass seine Lichttransmissionsachse 110a um +140º (α) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung gedreht ist. Der Analysator 111 ist so gelegen, dass sich seine Lichttransmissionsachse 111a mit der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung in einem Winkel von 55º (&epsi;) schneidet.
Die erste und zweite Verzögerungsplatte 112 und 113 sind Verzögerungsplatten, deren Wert Δn·d 370 nm beträgt (Messwellenlänge: 589 nm). Die erste Verzögerungsplatte 112 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 112a um einen Winkel von ungefähr 40º (43) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist. Die zweite Verzögerungsplatte 113 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 113a um einen Winkel von ungefähr 5º (γ) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist.
Die dritte Verzögerungsplatte 114 ist zwischen der zweiten Verzögerungsplatte 113 und dem Analysator 111 gelegen. Die dritte Verzögerungsplatte 114 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 114a um einen Winkel von ungefähr 55º bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist.
In der zweiten Anordnung kann die Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 bei ungefähr 145º bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung eingestellt sein.
Wie oben beschrieben, ist in der zweiten Anordnung das Paar von Polarisationsplatten so gelegen, dass sich die Lichttransmissionsachse einer Polarisationsplatte mit der Einfallsseitenrichtung der Ausrichtbehandlung in einem Winkel von ungefähr 140º schneidet. Gleichzeitig schneiden sich die Lichttransmissionsachsen des Paares von Polarisationsplatten miteinander in einem Winkel von 85º. Die erste und zweite Verzögerungsplatte sind zwischen dem Paar von Polarisationsplatten so gelegen, dass sich die Phasenverzögerungsachse einer Platte mit der Einfallsseitenrichtung der Ausrichtbehandlung in einem Winkel von ungefähr 40º schneidet und sich ihre Phasenverzögerungsachsen miteinander in einem Winkel von ungefähr 35º schneiden. Zusätzlich ist die dritte Verzögerungsplatte zwischen dem Paar von Polarisationsplatten und so, dass sie einer der Polarisationsplatten benachbart ist, gelegen, so dass die Phasenverzögerungsachse der dritten Verzögerungsplatte parallel zu oder senkrecht auf der Lichttransmissionsachse der benachbarten Polarisationsplatte liegt.
Messergebnisse der elektrooptischen Eigenschaften der oben beschriebenen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung sind in Fig. 30 gezeigt. Die Fig. 30 stellt Y-V- Kennlinien dar, die eine Beziehung zwischen Transmissionsgraden (Y-Werten) und Ansteuerspannungen (V) bei der Ansteuerung der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß einer Zeiteinteilansteuerung mit einem Tastverhältnis von 1/480 und einem Bias von 1/15 darstellen, sowie den durch diese Ansteuerung erlangten Kontrast. Eine durchgezogene Linie AUS stellt eine Änderung des Transmissionsgrads bei Anlegen einer AUS-Wellenform dar, eine gestrichelte Linie EIN eine Änderung des Transmissionsgrads bei Anlegen einer EIN-Wellenlänge und eine durchbrochene Linie CR den Kontrast. Wie in Fig. 10 gezeigt, ist der Kontrast, wenn die Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 um einen Winkel von 140º bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist, relativ klein (39), jedoch weist der Transmissionsgrad die Höhe von 72% auf. In der zweiten Anordnung ist, selbst wenn der Standpunkt geändert wird, das Gebiet mit hohem Kontrast groß, und Änderungen der Anzeigefarben werden minimiert.
Wie oben beschrieben, ist in der zweiten Anordnung der Transmissionsgrad auf der Vorderfläche der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung sehr hoch und die Kontrastwerte sind in allen Betrachtungsrichtungen hoch. Zusätzlich können Änderungen der Farbtöne transmittierter Lichtkomponenten bei verschiedenen Standpunkten reduziert werden, und die Sichtwinkeleigenschaften werden verbessert.
In der dritten Anordnung ist der Polarisator 110 so gelegen, dass seine Lichttransmissionsachse 110a um +140º (α) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung gedreht ist. Der Analysator 111 ist so gelegen, dass sich seine Lichttransmissionsachse 111a mit der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung in einem Winkel von 55º (s) schneidet.
Die erste und zweite Verzögerungsplatte 112 und 113 sind Verzögerungsplatten, die durch monoaxiales Stretching von Polycarbonat erhalten werden und einen Wert Δn·d von 370 nm aufweisen (Messwellenlänge: 589 nm). Die erste Verzögerungsplatte 112 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 112a um einen Winkel von ungefähr 40º (β) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist. Die zweite Verzögerungsplatte 113 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 113a um einen Winkel von ungefähr 5º (γ) bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist.
Die dritte Verzögerungsplatte 114 ist so gelegen, dass ihre Phasenverzögerungsachse 114a um einen Winkel von ungefähr 50º bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist.
In der dritten Anordnung kann die Phasenverzögerungsachse 114a parallel zu einer Richtung von ungefähr 140º bezogen auf die Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung gelegen sein.
Wie oben beschrieben, ist in der dritten Anordnung das Paar von Polarisationsplatten so gelegen, dass sich die Lichttransmissionsachse einer Polarisationsplatte mit der Einfallsseitenrichtung der Ausrichtbehandlung in einem Winkel von ungefähr 140º schneidet. Gleichzeitig schneiden sich die Lichttransmissionsachsen des Paares von Polarisationsplatten miteinander in einem Winkel von ungefähr 85º. Die erste und zweite Verzögerungsplatte sind zwischen dem Paar von Polarisationsplatten so gelegen, dass sich die Phasenverzögerungsachse einer Platte mit der Einfallsseitenrichtung der Ausrichtbehandlung in einem Winkel von ungefähr 40º schneidet und sich die Phasenverzögerungsachsen der jeweiligen Platten miteinander in einem Winkel von ungefähr 35º schneiden. Zusätzlich ist die dritte Verzögerungsplatte zwischen dem Paar von Polarisationsplatten neben einer der Polarisationsplatten gelegen, so dass die Phasenverzögerungsachse der dritten Verzögerungsplatte parallel zu oder senkrecht auf der Lichttransmissionsachse der benachbarten Polarisationsplatte liegt.
Messergebnisse elektrooptischer Eigenschaften der oben beschriebenen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung sind in den Fig. 31 bis 39 gezeigt. Die Fig. 31 bis 38B zeigen elektrooptische Eigenschaften der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung der dritten Anordnung.
Die Fig. 31 stellt Y-V-Kennlinien dar, die eine Beziehung zwischen Transmissionsgraden (Y-Werten) und Ansteuerspannungen (V) bei der Ansteuerung der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß einer Zeiteinteilansteuerung mit einem Tastverhältnis von 1/480 und einen Bias von 1/15 darstellen, sowie bei dieser Ansteuerung erhaltene Kontrastwerte. Eine durchgezogene Linie AUS stellt eine Änderung des Transmissionsgrades bei Anlegen einer AUS-Wellenform dar, eine gestrichelte Linie EIN eine Änderung des Transmissionsgrades bei Anlegen einer EIN- Wellenform und eine durchbrochene Linie CR den Kontrast. Wie in Fig. 31 gezeigt, weist der Kontrast in der dritten Anordnung eine Höhe von 66 und der Transmissionsgrad auch eine Höhe von 73% auf. Die Fig. 32 und 33 zeigen Äquihelligkeitskurven, die erhalten werden, wenn die Flüssigkristallzelle aus verschiedenen Richtungen betrachtet wird, die bezüglich der Richtung der Normalen auf der Flüssigkristallzelle geneigt sind. Die Fig. 32 zeigt einen Fall in einem dunklen Zustand und Fig. 33 zeigt einen Fall in einem hellen Zustand.
Wie in den Fig. 32 und 33 gezeigt, ist in der dritten Anordnung der Bereich mit einem Transmissionsgrad von weniger als 10% in einem dunklen Zustand groß. In einem hellen Zustand ist der Bereich mit einem Transmissionsgrad von 10% oder mehr groß.
Fig. 34 zeigt Äquikontrastkurven, die erhalten werden, wenn die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung aus verschiedenen Richtungen betrachtet wird.
Wie in Fig. 34 gezeigt, ist in der dritten Anordnung der Bereich mit einem Kontrast von 10 oder mehr groß und der Umkehrbereich, der an dem rechten oberen Abschnitt in der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung erscheint und in dem die hellen und dunklen Zustände umgekehrt sind, klein. Folglich sind die Sichtwinkeleigenschaften verbessert.
Die Fig. 35A und 35B, die Fig. 36A und 36B, die Fig. 37A und 37B und die Fig. 38A und 38B sind CIE-Farbtafeln, die Spannung-Transmissionsgrad-Kennlinien zeigen, die Änderungen des Transmissionsgrads als eine Funktion der angelegten Spannung darstellen, wenn eine Sichtrichtung in Einheiten von 10º von der Normalen auf der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung geändert wird, und Änderungen der Anzeigefarben beim Anlegen der Spannung. Genauer gesagt, zeigen die Fig. 35A und 35B die Spannung-Transmissionsgrad-Kennlinien, die erhalten werden, wenn die Sichtrichtung in Einheiten von 10º bezüglich der Normalen auf der Flüssigkristallzelle in der linken Richtung, d. h. der +150º-Richtung bezogen auf die Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung, geändert wird, und die CIE-Farbtafeln, die die Änderungen der Anzeigefarben darstellen. Die Fig. 36A und 36B zeigen die Spannung-Transmissionsgrad-Kennlinien, die erhalten werden, wenn die Sichtrichtung in Einheiten von 10º bezüglich der Normalen auf der Flüssigkristallzelle in der rechten Richtung, d. h. der +330º-Richtung bezogen auf die Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung, geändert wird, und die CIE-Farbtafeln, die die Änderungen der Anzeigefarben darstellen. Die Fig. 37A und 37B zeigen die Spannung-Transmissionsgrad-Kennlinien, die erhalten werden, wenn die Sichtrichtung in Einheiten von 10º bezüglich der Normalen auf der Flüssigkristallzelle in der oberen Richtung, d. h. der +60º-Richtung bezogen auf die Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung, geändert wird, und die CIE-Farbtafeln, die die Änderungen der Anzeigefarben darstellen. Die Fig. 38A und 38B zeigen die Spannung-Transmissionsgrad-Kennlinien, die erhalten werden, wenn die Sichtrichtung in Einheiten von 10º bezüglich der Normalen auf der Flüssigkristallzelle in der unteren Richtung, d. h. der +240º-Richtung bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung, geändert wird, und die CIE- Farbtafeln, die die Änderungen der Anzeigefarben darstellen. Ein schwarzes Quadrat ( ) und eine durchgezogene Linie stellen die Daten dar, die erhalten werden, wenn die Sichtrichtung die Normale auf der Flüssigkristallzelle ist, ein weißes Quadrat (0) und eine gestrichelte Linie stellen die Daten dar, die erhalten werden, wenn die Sichtrichtung bei 10º zu der Richtung der Normalen auf der Flüssigkristallzelle liegt, ein schwarzes Dreieck ( ) und eine durchbrochene Linie stellen die Daten dar, die erhalten werden, wenn sich die Richtung um 20º gegenüber der Richtung der Normalen auf der Flüssigkristallzelle neigt, ein weißes Dreieck (Δ) und die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie stellen Daten dar, die erhalten werden, wenn die Sichtrichtung bei 30º zu der Richtung der Normalen auf der Flüssigkristallzelle liegt, ein schwarzer Stern ( ) und die abwechselnd lang und zweimal kurz gestrichelte Linie stellen die Daten dar, die erhalten werden, wenn die Sichtrichtung 40º bei der Richtung der Normalen auf der Flüssigkristallzelle ist, und ein weißer Stern ( ) und eine dünne gestrichelte Linie stellt die Daten dar, die erhalten werden, wenn die Sichtrichtung bei 50º zu der Richtung der Normalen auf der Flüssigkristallzelle liegt.
Wie aus den obigen Zeichnungen ersichtlich ist, werden steile Spannung- Transmissionsgrad-Kennlinienkurven erhalten.
Fig. 39 zeigt Y-V-Kennlinien, die Änderungen des Transmissionsgrads als eine Funktion der Ansteuerspannung einer Zeiteinteilansteuerung darstellen, wenn die Phasenverzögerungsachse 114a der dritten Verzögerungsplatte 114 um einen Winkel von 140º bezüglich der Einfallsseitenrichtung 103a der Ausrichtbehandlung geneigt ist. In diesem Fall ist der Transmissionsgrad im hellen Zustand hoch und der Kontrast ist auch hoch.

Claims

1. Flüssigkristalianzeigeeinrichtung, umfassend:

ein Paar von Substraten (104, 107) mit gegenüberliegenden Oberflächen, auf denen Elektroden (102) und Ausrichtschichten (103, 106), die einer Ausrichtbehandlung in einer vorbestimmten Richtung unterworfen worden sind und gebildet wurden, um die Elektroden (102) zu bedecken, gebildet sind;

ein zwischen den Ausrichtschichten (103, 106) versiegeltes Flüssigkristallmaterial (109), das um einen Winkel φ&sub0; in einem Bereich von 200º bis 240º von einem Substrat (104) zu dem anderen Substrat (107) des Paares von Substraten twistverdreht ist und ein Produkt aus Δn·d aus einer Brechungsindexanisotropie an und einer Schichtdicke d aufweist, das in einem Bereich von 700 nm bis 900 nm liegt;

ein Paar von Polarisierungsplatten (110, 111), die außerhalb des Paares von Substraten (104, 107) gelegen sind, so dass sie das Paar von Substraten zwischen ihnen sandwichartig einschließen, wobei eine Lichttransmissionsachse (110a) an einer Platte (110) um einen Winkel von ungefähr 35º bis 55º zu einer ersten Richtung (103a) der Ausrichtbehandlung geneigt ist, die auf der Ausrichtschicht (103) durchgeführt worden ist, die auf dem Lichteinfallsseitensubstrat (104) des Paares von Substraten gebildet ist; und

erste, zweite und dritte Verzögerungsplatten (112, 113, 114), die zwischen dem Paar von Polarisierungsplatten (110, 111) gelegen sind und ein Produkt Δn·d aus einer Brechungsindexanisotropie an und einer Schichtdicke d aufweisen, das in einem Bereich von 400 nm bis 600 nm liegt;

dadurch gekennzeichnet, dass

sich die Lichttransmissionsachsen (110a, 111a) der Polarisierungsplatten (110, 111) mit einem Winkel von ungefähr 30º schneiden,

die Phasenverzögerungsachse (112a) der ersten Verzögerungsplatte (112) im wesentlichen parallel oder um einen Winkel von ungefähr 120º zu der ersten Richtung (103a) geneigt ist, und

die Phasenverzögerungsachsen (113a, 114a) der zweiten und dritten Verzögerungsplatten (113, 114) im wesentlichen senkrecht aufeinander stehen und die Phasenverzögerungsachse (113a, 114a) einer der zweiten und dritten Verzögerungsplatten (113, 114) zu der ersten Richtung (103a) um einen Winkel von 45º bis 75º geneigt ist,

wobei alle Winkelmaße in einer linksdrehenden Richtung gemessen sind, betrachtet von einer Lichtausfallseite der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung.

2. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverzögerungsachse (112a) der ersten Verzögerungsplatte (112) im wesentlichen parallel zu der ersten Richtung (103a) ist, und die zweite und dritte Verzögerungsplatte (113, 114) so gelegen sind, dass eine Phasenverzögerungsachse oder Phasenvoreilungsachse einer Platte zu der ersten Richtung (103a) um einen Winkel von ungefähr 60º geneigt ist.

3. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzögerungsplatte (112) zwischen dem Paar von Substraten und einer (110) der Polarisationsplatten gelegen ist und die zweite und dritte Verzögerungsplatte (113, 114) zwischen dem Paar von Substraten (104, 107) und der anderen (111) des Paares von Polarisationsplatten gelegen sind, sich die Lichttransmissionsachse einer (110) der Polarisationsplatten und die erste Richtung (103a) mit einem Winkel von ungefähr 55º schneiden, sich die Phasenverzögerungsachse (112a) der ersten Verzögerungsplatte (112) und die erste Richtung (103a) mit einem Winkel von ungefähr 120º schneiden.

4. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, umfassend:

ein zwischen den Ausrichtschichten (103, 106) versiegeltes Flüssigkristallmaterial (109), das um einen Winkel φ&sub0; in einem Bereich von 200º bis 240º von einem Substrat (104) zum anderen Substrat (107) des Paares von Substraten twist-verdreht ist und ein Produkt Δn·d aus einer Brechungsindexanisotropie Δn und einer Schichtdicke d aufweist, das in einem Bereich von 700 nm bis 900 nm liegt;

ein Paar von Polarisationsplatten (110, 111), die außerhalb des Paares von Substraten (104, 107) gelegen sind, so dass sie das Paar von Substraten zwischen ihnen sandwichartig einschließen, wobei eine Lichttransmissionsachse (110a) an einer Platte (110) um einen Winkel von ungefähr 140º zu einer ersten Richtung (103a) der Ausrichtbehandlung geneigt ist, die an der Ausrichtschicht (103) durchgeführt worden ist, die auf dem Lichteinfallsseitensubstrat (104) des Paares von Substraten gebildet ist; und

erste, zweite und dritte Verzögerungsplatten (112, 113, 114), die zwischen dem Paar von Polarisationsplatten (110, 111) gelegen sind, wobei die erste und zweite Verzögerungsplatte ein Produkt Δn·d aus einer Brechungsindexanisotropie Δn und einer Schichtdicke d aufweisen, das in einem Bereich von 300 nm bis 400 nm liegt;

dadurch gekennzeichnet, dass

sich die Lichttransmissionsachsen (110a, 111a) der Polarisationsplatten (110, 111) mit einem Winkel von ungefähr 85º schneiden,

die Phasenverzögerungsachse (112a) der ersten Verzögerungsplatte (112) zu der ersten Richtung (103a) um einen Winkel von ungefähr 40º geneigt ist, und die Phasenverzögerungsachse (113a) der zweiten Verzögerungsplatte (113) zu der ersten Richtung (103a) um einen Winkel von ungefähr 5º geneigt ist, und die Phasenverzögerungsachse (114a) der dritten Verzögerungsplatte (114) zu der ersten richtung (103a) um einen Winkel von ungefähr 50º, 55º, 140º oder 145º geneigt und/oder im wesentlichen parallel zu oder senkrecht auf der Lichttransmissionsachse (110a, 111a) der benachbarten Polarisationsplatte (110, 111) ist,

5. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Verzögerungsplatte (112, 113) zwischen dem Paar von Substraten (104, 107) und der einen Polarisationsplatte (1101111) auf der Lichtausfallseite der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gelegen sind.

6. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Verzögerungsplatte (114) zwischen der zweiten Verzögerungsplatte (113) und der einen Polarisationsplatte (110, 111) auf der Lichtausfallseite der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gelegen ist.