DE69021705T2

DE69021705T2 - Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zur Anzeige von mehreren oder allen Farben.

Info

Publication number: DE69021705T2
Application number: DE1990621705
Authority: DE
Inventors: Mariko Ban; Yutaka Ishii; Naofumi Kimura
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2010-12-28
Also published as: JPH03200122A; DE69021705D1; EP0435676B1; EP0435676A3; EP0435676A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die helle, klare Farben darstellt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen werden in großem Umfang in Uhren, Rechnern, Computerendstellen, Textprozessoren, Fernsehgeräten und anderen üblichen Anwendungen genutzt. Auf dem Gebiet der Anzeige von Graphiken und bei der Bildverarbeitung wurden auch mehrfarbige und vollfarbige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen dem Gebrauch zugeführt.
Eine herkömmliche Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung verwendet einen sogenannten verdrillt-nematischen (TN) Modus, bei dem die Anfangsausrichtungen der Flüssigkristallmoleküle innerhalb der Flüssigkristallzelle um 90 Grad verdreht sind. Mit einem Mosaikmuster sind innerhalb der Flüssigkristallzelle rote, grüne und blaue Farbfilter vorhanden und ein Paar Polarisationsplatten liegt vor und hinter der Flüssigkristallzelle. Eine herkömmliche Flüssigkristall- Farbanzeigevorrichtung mit einer solchen Struktur erzielt dadurch eine Farbanzeige, daß die optische Schaltcharakteristik im TN-Modus genutzt wird. Bei diesem Verfahren wird Mehrfarbenanzeige durch additive Farbmischung erzielt,da rot, grün und blau gefärbte Bildpunkte (Farbfilter) auf einer ebenen Fläche angeordnet sind. Genauer gesagt, wird zum Darstellen von weiß Licht durch alle drei Farbfilter, für rot, grün und blau, gesandt. Um z.B. rot darzustellen, wird Licht nur durch das Rotfilter gesandt, aber für das Grün- und Blaufilter gesperrt. Um den Kontrast zu verbessern, wird der Polarisationsgrad der Polarisationsplatten erhöht.
Da jedoch bei einer herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wie sie vorstehend beschrieben wurde, mehrfarbige Anzeige durch additive Farbmischung mit auf einer ebenen Fläche angeordneten Farbfiltern erzielt wird, ist das Transmissionsvermögen bei der Darstellung von weiß 20% bis 40% desjenigen eines LCD ohne Farbfilter. Außerdem ist z.B. dann, wenn rot dargestellt wird, das Transmissionsvermögen weiter verringert, da rot dadurch dargestellt wird, daß das Hindurchtreten von Licht durch das Grün- und das Blaufarbfilter gesperrt wird. Dasselbe gilt für die anderen zwei Farben. Wenn Polarisationsplatten verwendet werden, nimmt das Transmissionsvermögen um weitere 30% bis 45% ab, was zu einer Gesamtverringerung des Transmissionsvermögens beim Darstellen von weiß zwischen 6% und 18% führt. Dies bewirkt, daß der Schirm extrem dunkel wird. Daher ist es nicht möglich, eine Reflexionsplatte hinter der Flüssigkristallzelle anzuordnen, um Licht wie bei einer reflektierenden Anzeige zu reflektieren. Es ist auch zu beachten, daß das Transmissionsvermögen noch mehr abnimmt, wenn erhöhter Wert auf Farbreinheit gelegt wird. Wie beschrieben, weißt demgemäß ein LCD, das Mehrfarbenanzeige durch additive Farbmischung unter Verwendung eines Mosaikarrays von Farbfiltern und eines Flüssigkristalls als optischen Schaltern verwendet, schlechte Transmissionseigenschaften auf und ist zum Gebrauch bei reflektierenden Farbdisplays ungeeignet.
Daher ist es eine Schwierigkeit, wie sie durch die Erfindung angesprochen wird, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu schaffen, die helle, lebhafte Farben darstellen kann und daher zur Verwendung bei reflektierenden Farbdisplays geeignet ist.
Das Dokument JP-A-1063926 offenbart eine Farbanzeigevorrichtung mit diskreten Bereichen eines gefärbten Flüssigkristalls, die durch Trennwände voneinander getrennt werden.
Gemäß der Erfindung ist eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zum Darstellen mehrerer Farben geschaffen, bei der ein Lichtmodulationsabschnitt, der einen Flüssigkristall oder eine Mischung von Flüssigkristallen enthält, zwischen ein Paar transparente Substrate, die jeweils Elektroden an ihrer Innenseite tragen, eingebettet ist, wobei der Lichtmodulationsabschnitt mehrere zueinander benachbarte Bereiche mindestens zweier verschiedener Arten enthält, die mit einem vorgegebenen Muster in einer einzelnen Lichtmodulationsschicht parallel zu den transparenten Substraten angeordnet sind, wobei jeder der Bereiche ein dichroitisches Pigment zusätzlich zum Flüssigkristall oder der Mischung von Flüssigkristallen enthält, wobei das dichroitische Pigment, das in den Bereichen der einen Art enthalten ist, vom dichroitischen Pigment verschieden ist, das in den Bereichen der anderen Arten enthalten ist, gekennzeichnet durch eine Verschlußschicht, die einen Flüssigkristall oder eine Mischung von Flüssigkristallen enthält und im Lichtmodulationsabschnitt auf die einzelne Lichtmodulationsschicht auflaminiert ist, wobei der Flüssigkristall oder die Mischung von Flüssigkristallen in der Verschlußschicht bei einer Schwellenspannung in einer speziellen Richtung ausrichtbar ist, die sie von der Schwellenspannung des Flüssigkristalls oder der Mischung von Flüssigkristallen unterscheidet, wie in der Modulationsschicht enthalten.
Wenn kein elektrisches Feld an den Lichtmodulationsabschnitt angelegt wird, oder wenn ein Feld angelegt wird, jedoch die Schwellenspannung für jeden Bereich nicht überschritten wird, sind die Flüssigkristallmoleküle in jedem Bereich des Lichtmodulationsabschnitts auf ungeordnete Weise ausgerichtet. Da dabei nur polarisiertes Licht absorbiert wird, dessen Schwingungsrichtung parallel zur langen Achse der Moleküle des dichroitischen Pigments in jedem Bereich steht, befindet sich jeder Bereich in farbigem Zustand. Daher werden im Ergebnis der additiven Mischung von Licht, das durch den Lichtmodulatiansabschnitt geht, Farben dargestellt.
Wenn ein die Schwellenspannung überschreitendes elektrisches Feld nur an einen Teil des Lichtmodulationsabschnitts angelegt wird, sind die Flüssigkristallmoleküle in diesem Teil des Lichtmodulationsabschnitts so ausgerichtet, daß ihre langen Achsen parallel zur Richtung des elektrischen Felds stehen, und die Moleküle des dichroitischen Pigments in diesem Teils sind ebenfalls parallel zu den Flüssigkristallmolekülen. Demgemäß erfolgt keine Lichtabsorption mehr und dieser Teil des Lichtmodulationsabschnitts wird durchsichtig und ungefärbt. Die farbige Anzeige rührt daher von den Farben in allen Bereichen außer den Bereichen in diesem Teil her. Da Licht dabei durch diese Bereiche geht, steigt das Transmissionsvermögen für den gesamten Lichtmodulationsabschnitt im Vergleich zum Fall bei einer herkömmlichen Anzeige an und daher wird helle Farbanzeige erzielt. Ferner endet dann, wenn an jeden Bereich im Lichtmodulatiansabschnitt ein elektrisches Feld angelegt wird, das die Schwellenspannung überschreitet, die Lichtabsorption in jedem Bereich und der gesamte Lichtmodulationsabschnitt wird durchsichtig und ungefärbt. Im Ergebnis wird eine helle, weiße Anzeige erzielt, ohne daß das Anzeigetransmissionsvermögen durch Farbfilter verringert wird. Demgemäß kann eine helle, lebhafte Farbanzeige ohne Verwendung von Polarisationsplatten oder Farbfiltern erzielt werden, und diese Flüssigkristall-Anzeige-Vorrichtung kann daher als reflektierendes Farbdisplay verwendet werden, wenn eine reflektierende Rückseitenplatte angeordnet wird.
Jeder Bereich im vorstehend genannten Lichtmodulationsabschnitt kann ein die Flüssigkristalle haltendes Polymerharz enthalten. Durch Mischen dieses Polymerharzes mit den dichroitisches Pigment enthaltenden Flüssigkristallen kann die Dichte der Flüssigkristalle und des dichroitischen Pigments innerhalb einer einzelnen, durch diese Bereiche gebildeten Lichtmodulationsschicht gleichmäßig sein.
Ferner ist im Lichtmodulationsabschnitt eine einen Flüssigkristall oder eine Mischung von Flüssigkristall enthaltende Verschlußschicht auf die einzelne Lichtmodulationsschicht laminiert. Es ist dafür gesorgt, daß der Flüssigkristall oder die Mischung von Flüssigkristallen in der Verschlußschicht bei einer Schwellenspannung in einer speziellen Richtung ausgerichtet ist, die sich von der Schwellenspannung für den Flüssigkristall oder die Mischung von Flüssigkristallen in der Lichtmodulationsschicht unterscheidet.
In diesem Fall wird eine schwarze Anzeige dann erzielt, wenn das an den Lichtmodulationsabschnitt angelegte elektrische Feld kleiner als die Schwellenspannung der Verschlußschicht ist. Insbesondere kann durch Einstellen der Schwellenspannung der Verschlußschicht auf einen niedrigeren Wert als dem der Schwellenspannung jedes Bereichs in der Lichtmodulationsschicht eine schwarze Anzeige, eine Farbanzeige oder eine weiße Anzeige dadurch erzielt werden, daß die Stärke des angelegten Felds verändert wird.
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung dienen und demgemäß für die Erfindung nicht beschränkend sind, vollständiger zu verstehen sein, wobei:
Fig. 1 ein Querschnitt ist, der eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt;
Fig. 2A-2E erläuternde Ansichten sind, die einen Herstellprozeß für die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von Fig. 1 veranschaulichen;
Fig. 3A und 3B Querschnitte sind, die eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen;
Fig. 4 ein Kurvendiagramm ist, das die elektrooptische Charakteristik des ersten Ausführungsbeispiels von Fig. 3 zeigt;
Fig. 5 ein Querschnitt ist, der ein alternatives Ausführungsbeispiel zur Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der Fig. 3A und 3B ist; und
Fig. 6 ein Querschnitt ist, der eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 1 zeigt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. Wie in Fig. 1 dargestellt, verfügt die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung über ein Paar transparenter Substrate 2a, 2b, jeweils mit Elektroden 1a, 1b mit streifenförmigem Muster auf der Innenfläche, und einen Lichtmodulationsabschnitt 3, der zwischen die transparenten Substrate 2a, 2b eingebettet ist. Die Bezugszahl 4 bezeichnet ein Abdichtungsmittel.
Die Elektroden 1a, 1b werden nach Dampfabscheidung eines transparenten, leitenden Films aus z.B. Indiumzinnoxid (ITO) auf den aus Glas oder Kunststoff bestehenden transparenten Substraten 2a, 2b zu einem streifenförmigen Muster bearbeitet. Die Elektroden 1a, 1b sind so auf den zwei Substraten 2a, 2b angeordnet, daß sie einander schneiden.
Das Lichtmodulationsmaterial 3 wird durch Bereiche 3a, 3b, 3c gebildet, die jeweils ein dichroitisches Pigment, einen Flüssigkristall und einen Träger aus Polymerharz enthalten. Die Bereiche 3a, 3b, 3c bilden eine einzelne Lichtmodulationsschicht parallel zum Paar transparenter Substrate 2a, 2b, mit zyklischem Muster. Die Bereiche 3a, 3b, 3c zeigen jeweils verschiedene Farbe, nämlich rot, grün bzw. blau.
Das Polymerharz kann eine Gelatine, Kasein, Fischleim, Polyvinylalkohol oder Polyvinylpyrrolidon sein, oder eine Variante derselben, photosensibilisiert mit einem Chromat oder Dichromat oder einem Polyvinylalkoholstilbazol oder Acrylat.
Das Flüssigkristallmaterial ist ein nematischer Flüssigkristall oder ein smektischer Flüssigkristall aus Cyanobiphenyl, Cyanoterphenyl, Cyanophenylcyclohexan, Phenylpyrimidin, Cyclohexylphenylpyrimidin, Alkylbenzoat oder Cyanobenzoat oder einer Mischung aus diesen. Es ist auch ein nematischer Flüssigkristall wünschenswert, der 0,5% - 10% eines chiralen, cholesterischen Esters enthält.
Das dichroitische Pigment ist ein Azo- oder Anthrachinonpigment, wozu z.B. G209, G266, G269, G168, G165, G224, G205, G232 oder G237, hergestellt von Nihon Kanko Shikiso Ken oder D5, D11 oder D35, hergestellt von BDH, gehören.
Durch selektive Verwendung des Flüssigkristallmaterials oder durch Einstellen des Korndurchmessers können die Bereiche 3a, 3b, 3c bei einer bestimmten Schwellenspannung durch Anlegen eines elektrischen Felds zwischen die Elektroden 1a, 1b auf dem Paar transparenter Substrate 2a, 2b vom farbigen in den farblosen transparenten Zustand umgestaltet werden.
Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dieser Beschreibung wird wie folgt hergestellt.
Zunächst werden 30 Gewichts-% eines bifunktionalen Acrylats (HX-620, hergestellt von Nihon Kayaku), bei dem es sich um eine durch UV-Strahlung polymerisierbare Verbindung handelt, 70 Gewichts-% eines nematischen Flüssigkristalls (ZLI-1565, hergestellt von Merck & Co., Inc.), der ein rotes dichroitisches Pigment (G205, hergestellt von Nihon Kanko Shikiso Ken) enthält, und eine kleine Menge eines Polymerisationsauslösers (Darocure 1173, hergestellt von Merck & Co., Inc.) vermischt, um eine gleichmäßige Lösung herzustellen, die dann gefiltert wird. Diese Lösung wird mit einer Dicke von 10 um durch Schleuderbeschichtung auf das transparente Substrat 2a aufgetragen, auf dem die transparenten ITO-Elektroden 1a ausgebildet sind, wie in Fig. 2A dargestellt, und der sich ergebende Film 103 wird Ultraviolettstrahlung durch eine (nicht dargestellte) Maske mit zyklischem Muster ausgesetzt. Der belichtete Film 103 wird dann sprühentwickelt, wodurch die unbelichteten Bereiche selektiv entfernt werden, wie in Fig. 2B dargestellt. So werden die ersten Bereiche (Modulationsbereiche für rotes Licht) 3a ausgebildet. Da ein Polymerharz verwendet ist, können das dichroitische Pigment und der Flüssigkristall mit gleichmäßiger Dichte hergestellt werden.
Danach werden 30 Gewichts-% eines bifunktionalen Acrylats (H-620, hergestellt von Nihon Kayaku), bei dem es sich um eine durch UV-Strahlung polymerisierbare Verbindung handelt, 70 Gewichts-% eines nematischen Flüssigkristalls (ZLI-1565, hergestellt von Merck & Co., Inc.), der ein grünes dichroitisches Pigment (G209 und G232, hergestellt von Nihon Kanko Shikiso Ken) enthält, und eine kleine Menge eines Polymerisationsauslösers (Darocure 1173, hergestellt von Merck & Co., Inc.) vermischt, um eine gleichmäßige Lösung herzustellen, die dann gefiltert wird. Diese Lösung wird mit einer Dicke von 10 um durch Schleuderbeschichtung auf das gesamte transparente Substrat 2a aufgebracht, auf der die Modulationsbereiche 3a für rotes Licht ausgebildet sind, und der sich ergebende (nicht dargestellte) Film wird durch eine ausgerichtete Maske hindurch belichtet, um die zweiten Bereiche 3b (für die Modulation grünen Lichts) auszubilden, wie in Fig. 2C dargestellt.
30 Gewichts-% eines bifunktionalen Acrylats (HX-620, hergestellt von Nihon Kayaku), bei dem es sich um eine durch UV- Strahlung polymerisierbare Verbindung handelt, 70 Gewichts-% eines nematischen Flüssigkristalls (ZLI-1565, hergestellt von Merck & Co., Inc.), der ein blaues dichroitisches Pigment (G165, hergestellt von Nihon Kanko Shikiso Ken), und eine kleine Menge eines Polymerisationsauslösers (Darocure 1173, hergestellt von Merck & Co., Inc.) enthält, werden vermischt, um eine gleichmäßige Lösung herzustellen, die dann gefiltert wird. Diese Lösung wird mit einer Dicke von 10 um durch Schleuderbeschichtung auf das gesamte transparente Substrat 2a aufgebracht, auf dem die Modulationsbereiche 3a für rotes Licht sowie die Modulationsbereiche 3b für grünes Licht ausgebildet sind, und der sich ergebende (nicht dargestellte) Film wird durch eine ausgerichtete Maske hindurch belichtet, um die dritten Bereiche 3c (für die Modulation blauen Lichts) auszubilden, wie in Fig. 2D dargestellt.
Nachdem so die Lichtmodulationsschicht 3 hergestellt ist, wird das andere transparente Substrat 2b mit den Elektroden 1b auf die Lichtmodulationsschicht 3 aufgelegt, wie in Fig. 2E dargestellt, um die Herstellung abzuschließen. Das sich ergebende LCD-Substrat ist demgemäß mit den Bereichen 3a, 3b, 3c der Lichtmodulationsschicht 3 mit jeweils benachbartem Zustand ausgebildet.
Wenn keine Spannung an die die Lichtmodulationsschicht 3 einbettenden Elektroden 1a, 1b angelegt wird, oder wenn die angelegte Spannung nicht die Schwellenspannung für jeden der Bereiche 3a, 3b, 3c überschreitet, werden die Flüssigkristallmoleküle in jedem Bereich 3a, 3b, 3c in ungeordneter Anordnung durch das Polymerharz gehalten. Da nur polymerisiertes Licht, bei dem die Schwingungsrichtung des Lichts parallel zu den langen Achsen der in den Bereichen 3a, 3b, 3c enthaltenen dichroitischen Pigmente absorbiert wird, bleibt jeder der Bereiche 3a, 3b, 3c rot, grün bzw. blau gefärbt. Es können daher Farben durch additive Farbmischung dargestellt werden, wenn Licht durch die Lichtmodulationsschicht 3 tritt.
Wenn eine die Schwellenspannung übersteigende Spannung nur an einen Teil der Bereiche 3a, 3b, 3c in der Lichtmodulationsschicht 3 angelegt wird, z.B. dann, wenn eine die Schwellenspannung übersteigende Spannung nur an den Modulationsbereich 3b für grünes Licht und den Modulationsbereich 3c für blaues Licht angelegt wird, werden die Flüssigkristallmoleküle in diesen zwei Bereichen 3b, 3c so ausgerichtet, daß ihre jeweiligen langen Achsen parallel zum elektrischen Feld stehen, und die Moleküle des dichroitischen Pigments liegen ebenfalls parallel zu den Flüssigkristallmolekülen. Daher werden diese zwei Bereiche 3b, 3c transparent und farblos und lassen Licht durch. Gleichzeitig verbleibt der Modulationsbereich 3a für rotes Licht im rotgefärbten Zustand. Daher ist das Transmissionsvermögen der gesamten Lichtmodulationsschicht 3 im Vergleich zu derjenigen einer herkömmlichen Farb-LCD-Vorrichtung erhöht und es kann eine helle rote Anzeige erzielt werden. Dasselbe gilt für grüne und blaue Anzeigen: es kann eine helle Anzeige erzielt werden.
Wenn eine die Schwellenspannung übersteigende Spannung an jeden der Bereiche 3a, 3b, 3c in der Lichtmodulationsschicht 3 angelegt wird, endet die Lichtabsorption in jedem der Bereiche 3a, 3b, 3c und die gesamte Lichtmodulationsschicht 3 wird transparent und farblos. Daher kann eine helle, weiße Anzeige erzielt werden, ohne daß das Transmissionsvermögen durch die Verwendung von Farbfiltern verringert wird. So kann eine helle, lebhafte, mehrfarbige Anzeige erzielt werden, ohne daß eine Polarisationsplatte oder Farbfilter verwendet werden. Daher kann, wenn eine Reflexionsplatte 20 an der Rückseite angeordnet wird, wie in Fig. 2E dargestellt, ein reflektierendes Farbdisplay erzielt werden.
Es ist zu beachten, daß durch Ausbilden eines Schutzfilms aus z.B. Acryl, Urethan oder Epoxid um die Bereiche 3a, 3b, 3c herum, um jeden der Bereiche 3a, 3b, 3c abzutrennen, ein Verlaufen der Flüssigkristalle zwischen Bereichen verhindert werden kann und eine noch schärfere Anzeige erzielt werden kann.
Eine Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 3A und 3B dargestellt. Wie in Fig. 3A dargestellt, sind bei dieser LCD-Vorrichtung Modulationsbereiche 13a, 13b, 13c für rotes, grünes und blaues Licht mit einer einzelnen Schicht (untere Schicht) 13 auf einem transparenten Substrat 12a ausgebildet, auf dem transparente ITO-Elektroden 11a ausgebildet sind, wie beim vorstehend beschriebenen Beispiel, und eine Verschlußschicht (obere Schicht) 15 ist auf diese untere Schicht 13 auflaminiert. Die untere Schicht 13 und die Verschlußschicht 15 bilden zusammen einen Lichtmodulationsabschnitt 9. Die Verschlußschicht 15 wird wie folgt hergestellt.
Zunächst werden 30 Gewichts-% eines bifunktionalen Acrylats 30 (HX-620, hergestellt von Nihon Kayaku), das eine durch UV-Strahlung polymerisierbare Verbindung ist, ein dichroitisches Pigment (G209, G168, G165, G224, G205 und G232, hergestellt von Nihon Kanko Shikiso Ken), das so gemischt ist, daß es die Farbe schwarz zeigt, und 70 Gewichts-% eines nematischen Flüssigkristalls (ZLI-3201-000, hergestellt von Merck & Co., Inc.) mit einer kleinen Menge eines Polymerisationsauslösers (Darocure 1173, hergestellt von Merck & Co., Inc.) vermischt, um eine gleichmäßige Lösung herzustellen, die dann gefiltert wird. Der vorstehend genannte nematische Flüssigkristall ZLI-3201-000 weist eine Schwellenspannung auf, die niedriger als die der Flüssigkristalle ist, die in jedem der Lichtmodulationsbereiche 13a, 13b, 13c der unteren Schicht 13 enthalten sind. Diese Lösung wird mit einer Dicke von 10 um durch Schleuderbeschichtung auf die Oberseite der unteren Schicht 13 aufgetragen, und die gesamte Oberfläche wird belichtet. Auf diese Weise wird die Herstellung der oberen Schicht 15 abgeschlossen. Wie in Fig. 3B dargestellt, wird ein anderes transparentes Substrat 12b mit Elektroden 11b auf die obere Schicht 15 so aufgelegt, daß die Elektroden 11a auf dem transparenten Substrat 12a diejenigen 11b auf dem anderen transparenten Substrat 12b rechtwinklig schneiden, und es wird eine Reflexionsplatte 30 an der Rückseite angeordnet, wie beim obigen Beispiel.
Wenn diese Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung auf diese Weise hergestellt ist, zeigt sie z.B. im Modulationsbereich 13a für rotes Licht die elektrooptische Charakteristik, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. In Fig. 4 repräsentieren die durchgezogene Linie und die strichpunktierte Linie die optische Charakteristik der Verschlußschicht 15 bzw. des Modulationsbereichs 13a für rotes Licht in der unteren Schicht 13.
Wenn die zwischen die Elektroden 11a, 11b gelegte Spannung Va ist, ist die Verschlußschicht 15 schwarz gefärbt und die Anzeige ist daher insgesamt schwarz, unabhängig vom Farbzustand im Modulationsbereich 13a für rotes Licht. Wenn die angelegte Spannung Vb beträgt, ist die Verschlußschicht 15 farblos und durchsichtig und der Modulationsbereich 13a für rotes Licht ist rot gefärbt. So wird ein helles rot angezeigt, wenn z.B. die Modulationsschicht 13b für grünes Licht und die Modulationsschicht 13c für blaues Licht der unteren Schicht 13 zu diesem Zeitpunkt ebenfalls farblos und transparent sind. Daraus folgt, daß selbstverständlich dann, wenn auch diese zwei Bereiche 13b, 13c gefärbt sind, die sich ergebende Anzeige eine Mischung der Farben in diesen drei Bereichen 13a, 13b, 13c ist. Wenn die angelegte Spannung Vd beträgt, sind sowohl die Verschlußschicht 15 als auch die Modulationsschicht 13a farblos und durchsichtig. Daher ist die Anzeige ein helles weiß, wenn auch der Modulationsbereich 13b für grünes Licht und der Modulationsbereich 13c für blaues Licht in der unteren Schicht 13 farblos und transparent sind. Außerdem wird dann, wenn die angelegte Spannung Vc' oder Vc ist, eine Zwischenfarbe angezeigt. Wie es aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, kann eine helle, deutliche Vollfarbenanzeige, einschließlich der Farbe schwarz, erzielt werden, da diese Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung über die Verschlußschicht 15 im Lichtmodulationsabschnitt 9 verfügt.
Ferner kann dann, wenn die Verschlußschicht 15 auf die untere Schicht 13 laminiert ist, eine transparente Schicht aus z.B. Acryl oder Polyimid zwischen die zwei Schichten 13, 15 eingebettet werden, um ein Auslaufen des Flüssigkristalls zwischen den zwei Schichten 13, 15 zu verhindern.
Außerdem kann in der Verschlußschicht 15 auch eine Abschirmungsschicht 16 unter Verwendung von "Color Mosaic CK", hergestellt von Fuji Hunt Electronics Technology an Orten ausgebildet werden, die den Grenzen der Bereiche 13a, 13b, 13c in der unteren Schicht 13 entsprechen. Demgemäß kann eine noch bessere Vollfarbenanzeige erzielt werden.
Es ist zu beachten, daß die Erfinder auch klargestellt haben, daß eine Vollfarbenanzeige auch dadurch erzielt werden kann, daß die RGB-Lichtmodulationsschicht 13, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist, durch ein Farbfilter ersetzt wird, das durch Maßnahmen wie einen Farbstoff, eine Druckfarbe oder Elektroabscheidungsverfahren hergestellt ist, wie aktuell bei Farbfernseh-LCDs und Farb-LCDs für Laptop-Computer verwendet, und die Verschlußschicht 15, wie beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet, entweder über oder unter dem Farbfilter angebracht wird. Jedoch bietet das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung bessere Helligkeitseigenschaften als diese modifizierte Anzeige, insbesondere im Hinblick auf weiß.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt.
Eine RGB-Lichtmodulationsschicht 23 und eine Verschlußschicht 28 aus einer verdrillt-nematischen 90º-Flüssigkristallschicht 25 und einem oberen und unteren Ausrichtungsfilm 26, die die Flüssigkristallschicht 25 einbetten, sind zwischen ein Paar transparenter Substrate 22a, 22b mit Elektroden 21a bzw. 21b laminiert. Die Ausrichtungsfilme 26 werden durch Schleuderbeschichten an der Ober- und Unterseite des Flüssigkristalls 25 aus Polyimid ausgebildet und dann gerieben. Polarisationsplatten 27a, 27b sind außerhalb der transparenten Substrate 22a, 22b so vorhanden, daß die beiden Polarisationsachsen parallel sind, und eine Reflexionsplatte 40 ist hinter dem transparenten Substrat 22a angeordnet.
Diese Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zeigt elektrooptische Eigenschaften, die den in Fig. 4a dargestellten ähnlich sind, z.B. im Modulationsbereich 23a für rotes Licht. Daher kann immer noch gute Vollfarbenanzeige erzielt werden, obwohl die Anzeigehelligkeit wegen der Verwendung der Polarisationsplatten 27 geringer als beim ersten Ausführungsbeispiel ist.
Es ist zu beachten, daß dieselbe Wirkung selbst dann erzielt wird, wenn die Laminierreihenfolge der Lichtmodulationsschichten 13, 23 und der Verschlußschichten 15, 28 in den Fig. 5 bzw. 6 umgekehrt wird.
Es ist auch zu beachten, daß bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen zwar ein bifunktionelles Acrylat als Polymerharz verwendet wird, das den Lichtmodulationsabschnitt bildet, daß jedoch das Polymerharz nicht hierauf beschränkt sein soll; es kann auch ein Polyvinylalkoholstilbazol-Derivat verwendet werden.
Nachdem die Erfindung auf diese Weise beschrieben ist, ist es offensichtlich, daß sie auf viele Arten verändert werden kann. Derartige Änderungen sind nicht als Abweichung vom Schutzbereich der Erfindung anzusehen.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zum Anzeigen mehrerer Farben, bei der ein Lichtmodulationsabschnitt (13; 23), der einen Flüssigkristall oder eine Mischung von Flüssigkristallen enthält, zwischen ein Paar transparente Substrate (12a, 12b; 22a, 22b) , die jeweils Elektroden (11a, 11b; 21a, 21b) an ihrer Innenseite tragen, eingebettet ist,

- wobei der Lichtmodulationsabschnitt (13; 23) mehrere zueinander benachbarte Bereiche (13a, 13b, 13c; 23a, 23b, 23c) mindestens zweier verschiedener Arten enthält, die mit einem vorgegebenen Muster in einer einzelnen Lichtmodulationsschicht (13; 23) parallel zu den transparenten Substraten (12a, 12b; 22a, 22b) angeordnet sind, wobei jeder der Bereiche (13a, 13b, 13c; 23a, 23b, 23c) ein dichroitisches Pigment zusätzlich zum Flüssigkristall oder der Mischung von Flüssigkristallen enthält, wobei das dichroitische Pigment, das in den Bereichen (13a; 23a) der einen Art enthalten ist, vom dichroitischen Pigment verschieden ist, das in den Bereichen (13b, 13c; 23b, 23c) der anderen Arten enthalten ist,

gekennzeichnet durch eine Verschlußschicht (15; 28), die einen Flüssigkristall oder eine Mischung von Flüssigkristallen enthält und im Lichtmodulationsabschnitt (13; 23) auf die einzelne Lichtmodulationsschicht auflaminiert ist, wobei der Flüssigkristall oder die Mischung van Flüssigkristallen in der Verschlußschicht (15; 28) bei einer Schwellenspannung in einer speziellen Richtung ausrichtbar ist, die sie von der Schwellenspannung des Flüssigkristalls oder der Mischung von Flüssigkristallen unterscheidet, wie in der Modulationsschicht (13; 23) enthalten.

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der in der Verschlußschicht (15) an Orten, die Grenzen der Bereiche (13a, 13b, 13c) in der Lichtmodulationsschicht (13) entsprechen, eine Abschirmungsschicht (16) ausgebildet ist.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Verschlußschicht (28) aus einer Flüssigkristallschicht (25) und einem Paar die Flüssigkristallschicht (25) einbettenden Ausrichtungsschichten (26) besteht, und eine Polarisationsplatte (27a, 27b) an der Aussenseite jedes der transparenten Substrate (22a, 22b) vorhanden ist.

4. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der jeder der benachbarten Bereiche (13a, 13b, 13c; 23a, 23b, 23c) im Lichtmodulationsabschnitt (13; 23) ein Polymerharz enthält, das den Flüssigkristall oder die Mischung von Flüssigkristallen hält.

5. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, bei der jeder der Bereiche (13a, 13b, 13c; 23a, 23b, 23c) aus einer Mischung besteht, die den Flüssigkristall, das dichroitische Pigment und die polymerisierbare Verbindung enthält.

6. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer Reflexionsplatte (40) zum Reflektieren einfallenden Lichts.