NL1011817C2

NL1011817C2 - Vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectietype.

Info

Publication number: NL1011817C2
Application number: NL1011817A
Authority: NL
Inventors: Nobuyuki Shigeno; Osamu Ishige
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2000-12-04
Also published as: KR19990083350A; US6118507A; JPH11305232A; NL1011817A1

Description

VLOEIBAAR-KRISTALBEELDWEERGEEFINRICHTING VAN HET REFLECTIETYPE

De onderhavige uitvinding betreft een vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectietype, dat omvat: een vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type, 5 omvattende: een paneel met een transparant eerste substraat, dat zich bevindt aan de zijde van lichtinval van buitenaf, een tweede substraat dat zich tegenover het eerste substraat bevindt en dat is verbonden met het 10 eerste substraat door middel van tussenvoeging van een voorgeschreven ruimte; een gedraaid-georiënteerd nematisch vloeibaar kristal, dat is aangebracht in deze ruimte, en elektrodes voor het aanbrengen van een spanning op het nematische vloeibare kristal dat op de 15 eerste en tweede substraten is gevormd; een afbuigplaat, die is aangebracht aan de zijde van het eerste substraat; en een kwart-golflengte plaat, die is aangebracht aan de zijde van het eerste substraat; 20 waarbij het nematisch vloeibaar kristal in gedraaide oriëntatie blijft en werkt als een kwart-golflengte laag, teneinde in samenwerking met de afbuigplaat en de kwart- golflengte plaat uitwendig licht niet te laten passeren zolang geen spanning is 25 aangebracht, om zwart weer te geven.

Een dergelijke vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift US 5.361.151. Hierbij wordt gebruik gemaakt van uitwendig licht, zoals instralend 30 licht, dat voorkomt uit een inpanding belichtende lamp of natuurlijk licht dat door een raam in een kamer geraakt.

10 118 17 2

Wanneer geen spanning wordt aangelegd blijft de gedraaide oriëntatie van de moleculen van de nematische vloeibare kristallen behouden, waardoor de nematische vloeibare kristallen tezamen werken als een 1/4 golflengtelaan.

5 Wanneer echter spanning wordt aangelegd, wordt de oriëntatie van de moleculen van de nematische vloeibare kristallen veranderd in een verticale oriëntatie, waardoor de nematische vloeibare kristallen hun vermogen verliezen om als een 1/4 golflengtelaan te werken. Dit 10 type wordt wel TN-ECB genoemd. Wanneer er geen spanning is aangelegd vindt derhalve witte beeldweergave plaats, terwijl bij het aanleggen van spanning een zwarte beelweergave wordt bewerktstelligd, de zogename normaal witte uitvoering. De bekende vloeibaar-15 kristalbeeldweergeefinrichting van de TN-ECB normale witte uitvoering, vertoont echter het nadeel van een onvoldoebde en/of ongelijkmatig gezicht.

Het is een belangrijk doel van de onderhavige uitvinding, bovengenoemd nadeel te verbeteren in het 20 bijzonder de gezichtsveldhoek te vergroten.

Dit doel wordt bereikt doordat de oriëntatierichting van het nematische vloeibaar kristal dat in contact is met het eerste substraat is voorgeschreven in een gebied van 168,5 ± 10 graden ten 25 opzichte van de opwaartse richting van het paneel, en waarin de oriëntatierichting van het nematische vloeibaar kristal dat in contact is met het tweede substraat is voorgeschreven in een gebied van 51,5 ± 10 graden ten opzichte van de bovenrichting van het paneel.

30 Een vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting die gebruik maakt van vloeibaar kristal als elektro-optisch materiaal is gekenmerkt door de vorm van een vlak paneel, een lichtgewicht en dunne configuratie en een laag vermogensverbruik. De vloeibaar-35 kristalbeeldweergeefinrichting is op zeer actieve wijze ontwikkeld voor gebruik als een beeldscherm voor verscheidene draagbare apparaten. Het vloeibaar kristal zendt geen licht uit maar vormt een beeld door de 1011817 3 samenstelling van gestructureerde transmissie en wegneming van uitwendig licht. Een dergelijke passieve vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting is ingedeeld in -soorten van het transmissie type en van het reflectie 5 type. Een vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het transmissie type bevat een paneel, waarop vloeibaar kristal gesitueerd wordt gehouden tussen een tweetal transparante substraten, en een achterbelichting, geplaatst op de achterzijde van het paneel, en een beeld 10 wordt waargenomen vanaf de voorzijde van het paneel. Een achterbelichting is essentieel voor een vloeibaar-kristalbeeldweergeef inrichting van het transmissie type, bijvoorbeeld wordt een koude-kathodebuis gebruikt als achterbelichting. Een achterbelichting verbruikt het 15 grootste deel van het vermogen dat aan het gehele beeldscherm wordt toegevoerd, en is niet geschikt voor het beeldscherm van een draagbaar apparaat. Anderzijds heeft een vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type een reflectieplaat aan de achterzijde 20 van een paneel, een uitwendige belichting, zoals natuurlijk licht, treedt binnen, en een beeld van het gereflecteerde licht wordt waargenomen aan de voorzijde. Omdat geen achterbelichting wordt gebruikt, anders dan bij het transmissie type, verbruikt een beeldscherm van 25 het reflectie type een relatief laag vermogen en is geschikt als beeldscherm voor draagbare apparaten.

In een vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting is het vloeibaar kristal dubbelbrekend, en is georiënteerd op bestuurbare wijze, op gepaste wijze 30 afhankelijk van verscheidene werkingswijzen. Ten gevolge van dit mechanisme is een vloeibaar-kristalbeeldweergeef inrichting afhankelijk van de gezichtsveldhoek, hetgeen hierin nadelig is, dat het contrast verandert afhankelijk van de gezichtsveldhoek 35 van een waarnemer bij het kijken naar het scherm. Zoals getoond in Figuur 5, wordt de gezichtsveldhoek van een waarnemer voorgesteld door een declinatie (magnetische declinatie) φ en een inclinatie (middelpuntshoek) Θ. In TO 11817 4

Figuur 5, is de declinatie φ voorgesteld door een hoekafwijking gericht tegen de richting van de klok in ten opzichte van de oriëntatierichting van het vloeibaar -kristal van het paneel. De inclinatie Θ wordt voorgesteld 5 door de inclinatie ten opzichte van de normaallijn van het paneel 0. Tot nu toe werd een zogenaamd gedraaid nematische (twist nematic; TN) soort vloeibaar kristal paneel gebruikt voor vloeibaar- kristalbeeldweergeefinrichtingen van het reflectie type.

10 Figuur 6 is een isokontrastkromme, gevormd door het uitzetten van punten waarvoor het contrast gelijk aan elkaar is in een tekening die de declinatie φ in de omtreksrichting heeft en de inclinatie Θ in de radiële richting. Zoals getoond in dit figuur is een TN-soort 15 vloeibaar kristal beeldscherm van het reflectie type aanzienlijk afhankelijk van de gezichtsveldhoek, en in dit voorbeeld is het beeldscherm zo ontworpen dat het kontrast is gemaximaliseerd op φ = 180 graden, vanwaar een waarnemer het beeldscherm aanschouwt. In een TN-soort 20 vloeibaar kristal beeldscherm van het reflectie type komt het gebied van hoog contrast voor in de opgaande richting van vloeibaar kristal moleculen door het aanbrengen van een spanning in de richting van de gemiddelde moleculaire hoofdas van de vloeibaar kristal moleculen, en het gebied 25 van laag contrast treedt op in de omgekeerde richting.

Een paneel is gebruikelijk zo ontworpen dat het gebied van hoog kontrast gekeerd is naar de kijker. Deze werkwijze voor het ontwerp is alleen effectief wanneer de reflectieplaat op perfecte wijze diffusief is. In het 30 bijzonder is het bovengenoemde ontwerp werkzaam voor het geval waarin de reflectieplaat verhoudingsgewijs diffusief is en invallend licht uitgebreid uit verscheidene richtingen komt teneinde te worden gezien door een kijker. Anderzijds is, in het geval dat een 35 reflectieplaat niet perfect diffusief is, en richtingbepaald is, het binnenvallende licht dat intreedt vanaf de richting, welke symmetrisch is met de richting van de kijker naar het paneel, zichtbaar voor een kijker 101 18 17 5 vooral omdat een aanzienlijke winst is toegevoegd aan de reflectiekarakteristieken, en is het ontwerp dat getoond is in Figuur 6 niet werkzaam. Zoals hierboven beschreven -is het noodzakelijk bij het ontwerpen van de 5 gezichtsveldhoek van een paneel van het reflectie type volledige aandacht te geven aan de optische karakteristieken van een reflectieplaat, in aanvulling op de optische karakteristieken van het vloeibaar kristal paneel zelf.

10 Het weergavescherm van een TN-soort vloeibaar kristal beeldscherm van het reflectie type is donker en niet handig in het gebruik omdat hierin twee afbuigplaten zijn opgenomen. Het beeldscherm van de TN-ECB uitvoering, dat één afbuigplaat gebruikt, is veelbelovend als 15 vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type met het oog op het contrast van het beeldscherm. De TN-ECB uitvoering is een systeem dat in principe vertraging van vloeibaar kristal aanwendt, maar het principe van TN-uitvoering is opgenomen in het 20 ontwerp uit het oogpunt van ontwerp van het paneel. De TN-ECB uitvoering van het reflectie type is ook afhankelijk van de gezichtsveldhoek, hoewel de karakteristieken van de gezichtsveldhoek anders dan de bovengenoemde TN uitvoering zijn. In enkele gevallen is 25 de reflectieplaat, die is opgenomen in een TN-ECB soort paneel van het reflectie type, verschillend van die welke is opgenomen in een gebruikelijk TN-soort paneel. Tot nu toe is geen onderzoek en ontwikkeling verricht om de gezichtsveldhoek van de TN-ECB uitvoering van een 30 vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type te optimaliseren en is het probleem onopgelost gebleven.

Bij voorkeur wordt een licht-reflecterende laag, die het uitwendige licht op diffusieve wijze over 35 een beperkte ruimtehoek ten opzichte van de gewone reflectierichting reflecteert, gevormd op het tweede substraat. Voorts is de transmissie-as van de afbuigplaat bij voorkeur voorgeschreven in een gebied van 125 ± 10 i01 I8f7 6 graden ten opzichte van de opwaartse richting van het paneel.

In de vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting -van het reflectie type volgens de onderhavige uitvinding 5 blijft het nematisch vloeibaar kristal in gedraaide oriëntatie teneinde te werken als een kwart-golflengte plaat zolang geen spanning is aangebracht, en wordt anderzijds het nematisch vloeibaar kristal omgezet naar de loodrechte oriëntatie als er een spanning is 10 aangebracht, teneinde de werking als kwart-golflengte plaat te verliezen. Met andere woorden gebruikt de vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type volgens de onderhavige uitvinding de TN-ECB uitvoering. De vloeibaar-15 kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type laat het uitwendig licht erdoorheen gaan in samenwerking met de afbuigplaat en de kwart-golflengte plaat om wit weer te geven als er geen spanning is aangebracht, en sluit uitwendig licht af om zwart weer te geven wanneer 20 er een spanning is aangebracht. Met ander woorden, deze inrichting gebruikt de normaal witte uitvoering. In een dergelijke structuur wordt, door het voorschrijven van de richting van de oriëntatiebewerking van het nematisch vloeibaar kristal op ongeveer 168,5 graden aan het eerste 25 substraat van inval en op ongeveer 51,5 graden aan de tegenovergelegen zijde, ten opzichte van de opwaartse richting van het scherm, een ideaal TN-ECB vloeibaar-kristalbeeldweergeef inrichting van het reflectie type van normaal witte uitvoering bewerkstelligd, dat een grote 30 gezichtsveldhoek heeft in de horizontale richting van het scherm.

Figuur 1 is een schematisch diagram om een conceptuele structuur en de werking van een vloeibaar-kristalbeeldweergeef inrichting van het reflectie type 35 volgens de onderhavige uitvinding te beschrijven.

Figuur 2 is een schematisch overzicht van een vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type volgens de onderhavige uitvinding.

to 1 1817 7

Figuur 3 is een tekening om de karakteristieken van de gezichtsveldhoek van een vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type volgens de onderhavige uitvinding te beschrijven.

5 Figuur 4 een deelaanzicht in doorsnede ter illustratie van een voorbeeld van een vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type volgens de onderhavige uitvinding.

Figuur 5 is een schematisch diagram om de 10 gezichtsveldhoek van een vloeibaar- kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type te beschrijven.

Figuur 6 is een tekening teneinde de karakteristieken van de gezichtsveldhoek van een 15 conventionele vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type te beschrijven.

In het volgende zullen uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding in detail worden beschreven onder verwijzing naar de tekeningen. Figuur 1 is een 20 schematisch diagram om de structuur van een vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type volgens de onderhavige uitvinding weer te geven. In de tekening geeft (OFF) de inrichting weer waar geen spanning is toegepast en (ON) de inrichting waar een 25 spanning is toegepast. Zoals getoond in (OFF) heeft de vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type een gelamineerde structuur, achtereenvolgens vanaf de kant van de kijker omvattende een afbuigplaat 70, die bestaat uit een laag van gestrekt 30 polymeer met optische anisotropie, een kwart-golflengte plaat 80, een laag 3 van nematisch vloeibaar kristal en een diffuus reflecterende laag 10, bestaande uit bijvoorbeeld zilver.

De transmissie-as van de afbuigplaat 70 is aangegeven 35 door 70P. De laag 3 van nematisch vloeibaar kristal wordt vastgehouden tussen een eerste substraat, geplaatst aan de zijde van inval, en een tweede substraat, geplaatst aan de tegenovergelegen zijde, alhoewel deze niet zijn f011817 8 getoond. De oriëntatierichting 3U van de vloeibaar kristal moleculen 4 aan de zijde van het eerste substraat is voorgeschreven in een gebied van 168.5 ± 10 graden tenopzichte van de opwaartse richting van het scherm van het 5 paneel. De oriëntatierichting 3L van vloeibaar kristal moleculen 4 aan de zijde van het tweede substraat is voorgeschreven in een gebied van 51.5 ± 10 graden ten opzichte van de opwaartse richting van het scherm.

Licht 201 dat invalt, gaat door de afbuigplaat 10 70 heen en wordt omgezet in lineair gepolariseerd licht 202. De polarisatierichting is parallel aan de transmissie-as 70P en wordt in het volgende parallel lineair gepolariseerd licht genoemd. Het parallel lineair gepolariseerde licht 202 gaat door de kwart-golflengte 15 plaat en wordt omgezet in circulair gepolariseerd licht 203. Het circulair gepolariseerde licht 203 gaat door de laag 3 van nematisch vloeibaar kristal, welke werkt als een kwart-golflengte plaat, en wordt omgezet in lineair gepolariseerd licht. De polarisatierichting van het 20 lineair gepolariseerde licht wordt over 90 graden gedraaid en wordt orthogonaal op die van het parallel lineair gepolariseerde licht 202. Het gedraaide gepolariseerde licht wordt in het volgende het parallel lineair gepolariseerd licht genoemd. Het orthogonaal 25 lineair gepolariseerde licht 203 wordt gereflecteerd door de diffuus reflecterende laag 10 en gaat dan opnieuw door de laag 3 van nematisch vloeibaar kristal, welke als een kwart-golflengte plaat werkt, en wordt daardoor omgezet in circulair gepolariseerd licht 204. Het circulair 30 gepolariseerde licht 204 gaat door de kwart-golflengte plaat 80 en wordt weer omgezet in het oorspronkelijke parallel lineair gepolariseerde licht 205. Het parallel lineair gepolariseerde licht 205 gaat door de afbuigplaat 70 en treedt uit als het uitvallende licht 206, dat wordt 35 waargenomen door de kijker en wordt gezien als witte beeldweergave.

Wanneer een spanning is aangebracht, als getoond in (ON), wordt de oriëntatie van vloeibaar kristal moleculen 10118 17 9 4, bestaande uit bijvoorbeeld nematisch vloeibaar kristal, omgezet van gedraaide oriëntatie naar ongeveer loodrechte oriëntatie, en verliest de werking als een kwart-golflengte plaat. Het uitwendige licht 201 wordt 5 door de doorgang door de afbuigplaat 70 omgezet in een parallel lineair gepolariseerd licht. Het parallel lineair gepolariseerd licht 22 gaat door de kwart-golflengte plaat 80 en wordt omgezet in circulair gepolariseerd licht 203. Het circulair gepolariseerd 10 licht 203 gaat als zodanig door de laag 3 van nematisch vloeibaar kristal en wordt dan gereflecteerd door de diffuus reflecterende laag 10, en komt dan in de hoedanigheid van circulair gepolariseerd licht 204a aan bij de kwart-golflengte plaat 80. De kwart-golflengte 15 plaat 80 zet het circulair gepolariseerde licht 204a om in orthogonaal lineair gepolariseerd licht 205a. Het orthogonaal gepolariseerd licht 205a kan niet door de afbuigplaat 70 heen, en een zwarte beeldweergave wordt waargenomen.

20 Figuur 2 is een schematisch overzicht van de vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type als getoond in Figuur 1. Zoals getoond in Figuur l, geeft het vloeibaar kristal paneel 0, dat een component is van de vloeibaar-25 kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type, een scherm aan waar een beeld wordt weergegeven. In Figuur 2 zijn de richtingen boven-beneden en rechts-links van het scherm bepaald ten opzichte van een kijker die het scherm aanschouwt. Zoals hierboven beschreven, wordt 30 de oriëntatierichting 3U van het nematisch vloeibaar kristal, dat geplaatst is aangrenzend aan het eerste substraat aan de zijde van inval, voorgeschreven binnen een gebied rond 168.5 graden ten opzichte van de opwaartse richting van het paneel 0. De 35 oriëntatierichting 3L van het nematisch vloeibaar kristal, dat geplaatst is aangrenzend aan het tweede substraat aan de zijde van reflectie, wordt voorgeschreven in een gebied rond 51.5 graden ten 101 1817 10 opzichte van de opwaartse richting van het paneel 0. De transmissie-as 70P van de afbuigplaat is voorgeschreven in een gebied van 125 + 10 graden ten opzichte van de opwaartse richting van het paneel. De kwart-golflengte 5 plaat is van het breedband type, bestaande uit een gelamineerde faseverschillaag, met een dikte van ongeveer 270 nm en met de strekkingsas in de richting van ongeveer 72,5 graden ten opzichte van de transmissie-as 70P van de afbuigplaat, en een faseverschillaag met een dikte van 10 ongeveer 140 nm en met de strekkingsas in de richting van ongeveer 10 graden ten opzichte van de transmissie-as 7OP, hoewel deze niet in de tekening zijn getoond.

Voorts, wat betreft de parameters van het vloeibaar kristal paneel 0, is de draaiingshoek van het vloeibaar 15 kristal ongeveer 63 graden en is de vertraging 200 tot 250 nm.

Figuur 3 is een tekening ter beschrijving van de karakteristieken van de gezichtsveldhoek van de vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het 20 reflectie type, getoond in Figuur 2, en het is een isokontrastkromme gelijkend op de tekening getoond in Figuur 6. De richting naar rechts op het scherm van het paneel 0 is toegekend aan de declinatie φ = 0 en de inclinatie Θ neemt toe langs de omtreksrichting tegen de 25 richting van de klok in. In het bijzonder komt de opwaartse richting van het scherm overeen met φ - 90 graden, de richting naar links van het scherm komt overeen met φ = 180 graden en de richting naar beneden van het scherm komt overeen met φ = 270 graden. De 30 inclinatie Θ neemt toe in de radiële richting van 10 graden tot 60 graden in stappen van 10 graden. De buitenste kromme C5 van de zes krommen stelt de isokontrastkromme voor bij contrast gelijk aan 5 en de binnenste kromme C30 stelt de isokontrastkromme voor bij 35 contrast gelijk aan 30. Zoals duidelijk is uit de tekening, is de gezichtsveldhoek het wijdst in de richtingen φ = 0 graden en φ = 180 graden (in de richtingen naar rechts en naar links van het scherm), en 1011817 11 een ideaal beeldscherm voor toepassingen als televisie is verkregen. Voorts is de gezichtsveldhoek betrekkelijk groot in de richtingen φ = 90 en φ = 270 (opwaartse en benedenwaartse richtingen van het scherm). Anderzijds is 5 de gezichtsveldhoek klein in de richtingen φ = 45, 135, 225 en 315 graden. Om karakteristieken voor de gezichtsveldhoek te verkrijgen welke symmetrisch zijn in de richtingen naar rechts en links wordt niet een perfect diffuus reflecterende laag gebruikt die ingebouwd is in 10 het vloeibaar kristal paneel, maar een licht- reflecterende laag die enige directionaliteit heeft. In het bijzonder wordt in de vloeibaar- kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type volgens de onderhavige uitvinding een licht-reflecterende 15 laag aan de zijde van het tweede substraat gevormd, die het uitwendige licht diffuus reflecteert binnen een beperkt hoekbereik ten opzichte van de gewone reflectierichting (bijvoorbeeld ± 40 graden). Door gebruik te maken van de licht-reflecterende laag zoals 20 hierboven beschreven, wordt de symmetrie in de karakteristieken van de gezichtsveldhoek zoals getoond in Figuur 3 verkregen, omdat de hoek van inval van het gereflecteerde licht, dat waargenomen wordt vanuit een voorgeschreven hoek, begrensd is tot een bepaald bereik 25 aan hoeken. Anderzijds resulteert een perfect diffuus reflecterende plaat in asymmetrische karakteristieken van de gezichtsveldhoek, zoals getoond in Figuur 6.

Tenslotte is Figuur 4 een schematisch deelaanzicht in doorsnede om de uitvoeringsvorm van de 30 vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type volgens de onderhavige uitvinding weer te geven. De vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type gebruikt een TN-ECB (Twist Nematic -Electrically Controlled Birefringence; gedraaid nematisch 35 - elektrisch bestuurd dubbelbrekend) soort vloeibaar kristal paneel 0. Zoals beschreven in Figuur 4 is de vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type voorzien van een afbuigplaat 70 en een 1011 817 12 kwart-golflengte plaat 80 aan de voorzijde van het paneel 0. Het paneel 0 heeft een eerste substraat 1, dat bestaat uit een transparante glasplaat, geplaatst aan de zijde van inval, waarop het uitwendige licht valt, en een 5 tweede substraat 2, geplaatst aan de tegenovergelegen zijde onder tussenvoeging van een voorgeschreven ruimte, welke twee substraten aan elkaar verbonden zijn. Een laag 3 van nematisch vloeibaar kristal wordt vastgehouden in de ruimte tussen beide substraten 1 en 2. Vloeibaar 10 kristal moleculen 4 zijn gedraaid georiënteerd door de boven- en benedengelegen oriëntatielagen 5 en 6. Zoals hierboven beschreven is de oriëntatierichting van de nematische vloeibaar kristal moleculen 4 aangrenzend aan de zijde van het eerste substraat 1 voorgeschreven in het 15 gebied van 168,5 ± 10 graden ten opzichte van de opwaartse richting van het paneel 0, en is de oriëntatie van de nematische vloeibaar kristal moleculen 4 aangrenzend aan de zijde van het tweede substraat 2 voorgeschreven binnen een gebied van 51,5 ± 10 graden ten 20 opzichte van de opwaartse richting van het paneel 0. Elektrodes bestaande uit, bijvoorbeeld, ITO, worden gevormd op het binnenste oppervlak van de respectieve substraten 1 en 2, een spanning wordt voor elk beeldelement afzonderlijk aangebracht op de laag 3 van 25 nematische vloeibaar kristal. Het vloeibaar kristal beeldscherm van deze uitvoeringsvorm wordt benoemd als van het zogenaamde actieve matrix type, een tegenelektrode 7 wordt gevormd aan de zijde van het eerste substraat 1, en anderzijds wordt een 30 beeldelementelektrode (13) gevormd aan de zijde van het tweede substraat 2. De beeldelementelektrode wordt aangestuurd door een schakelelement dat een dunne-film transistor 50 bevat. De tegenelektrode 7 en de beeldelementelektrode (13) zijn tegenover elkaar gelegen, 35 beeldelementen zijn gedefinieerd tussen beide elektrodes. Een diffuus reflecterende laag 10 is gevormd op het naar binnen gekeerde oppervlak van het tweede substraat 2 dat zich bevindt aan de tegenovergelegen zijde. De diffuus '10118 17 13 reflecterende laag 10 omvat een harslaag 11, bijvoorbeeld bestaande uit fotogevoelige hars, en een metalen laag 13, bestaande uit bijvoorbeeld zilver, waarbij de ene laag op-de andere is gelamineerd. De metalen laag 13 dient in de 5 onderhavige uitvoeringsvorm ook als de beeldelementelektrode. Een vloeibaar- kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type met de structuur als hierboven beschreven is van het TN-ECB type van normaal witte uitvoering. In het bijzonder 10 blijft de laag 3 van nematisch vloeibaar kristal in gedraaide oriëntatie en werkt als een kwart-golflengte plaat zolang geen spanning is aangebracht, en laat het uitwendige licht doorgaan teneinde wit weer te geven in samenwerking met de afbuigplaat 70 en de kwart-golflengte 15 plaat 80. Wanneer een spanning is aangebracht wordt de laag 3 van nematisch vloeibaar kristal omgezet naar loodrechte oriëntatie en verliest de werking als kwart-golflengte plaat, en laat het uitwendige licht niet doorgaan, om zwart weer te geven in samenwerking met de 20 afbuigplaat 70 en de kwart-golflengte plaat 80.

Vervolgens worden de respectieve onderdelen gedetailleerd beschreven onder verwijzing naar Figuur 4. Zoals hierboven beschreven is de afbuigplaat 70 aangebracht op het oppervlak van het eerste substraat 1 25 van het paneel 0. De kwart-golflengte plaat 80 is tussen de afbuigplaat 70 en het eerste substraat 1 geplaatst. De kwart-golflengte plaat 80, die van het breedband type is, bevat bijvoorbeeld twee lagen van gestrekt polymeer bovenop elkaar geplaatst, en verschaft een faseverschil 30 van een kwart golflengte tussen gewoon licht en buitengewoon licht. Licht, dat opnieuw door een kwart-golflengte plaat gaat, wordt lineair gepolariseerd licht. In dit geval wordt de polarisatierichting 90 graden gedraaid ten opzichte van de oorspronkelijke 35 polarisatierichting. Zoals hierboven beschreven, kan de polarisatierichting worden gedraaid door gebruik te maken van de gecombineerde kwart-golflengte plaat en afbuigplaat, welke werking wordt gebruikt voor 1n11817 14 beeldweergave. Vanuit dit oogpunt wordt in de onderhavige uitvinding een diffuus reflecterende laag 10 gebruikt met de structuur van een stabiele polarisatierichting.

De laag 3 van nematisch vloeibaar kristal, 5 bestaande uit horizontaal georiënteerde nematisch vloeibaar kristal moleculen 4 met positieve dielektrische anisotropie wordt in principe gebruikt voor het paneel 0. De laag 3 van nematisch vloeibaar kristal met een dikte die passend is voorgeschreven werkt als een kwart-10 golflengte plaat. In de onderhavige uitvoeringsvorm is de anisotropie in de brekingsindex An van de laag 3 van nematisch vloeibaar kristal ongeveer 0,7, en de dikte d van de laag 3 van nematisch vloeibaar kristal is 3 μτη. Dienovereenkomstig is de vertraging An * d van de laag 3 15 van nematisch vloeibaar kristal 0,2 tot 0,25 μπι. Zoals getoond in de tekening is de overheersende vertragingswaarde van de laag 3 van gedraaid georiënteerd nematisch vloeibaar kristal ongeveer 0,15 μιη (150 nm) . Deze waarde komt overeen met ongeveer 1/4 van de centrale 20 golflengte (ongeveer 600 nm) van het uitwendige licht; de laag 3 van nematisch vloeibaar kristal kan optisch werken als een kwart-golflengte plaat. De laag 3 van nematisch vloeibaar kristal, gevat tussen de bovengelegen en benedengelegen oriëntatielagen 5 en 6, resulteert in de 25 gewenste gedraaide oriëntatie. Vloeibaar kristal moleculen 4 zijn gerangschikt langs de wrijvingsrichting van de oriëntatielaag 5 aan de zijde van het eerste substraat 1, en vloeibaar kristal moleculen 4 zijn aan de zijde van het tweede substraat 2 gerangschikt langs de 30 wrijvingsrichting van de oriëntatielaag 6. De afwijking in wrijvingsrichting van 60 tot 70 graden tussen de benedengelegen en bovengelegen oriëntatielagen 5 en 6 resulteert in de gewenste gedraaide oriëntatie.

Een kleurfilter 9 bestaande uit, bijvoorbeeld, 35 fotogevoelige hars die gedispergeerd pigment bevat, wordt gevormd op de zijde van het transparante eerste substraat 1. Anderzijds wordt de diffuus reflecterende laag 10 gevormd op de zijde van het tweede substraat 2, dat zich 10118 17 15 bevindt aan de tegenovergelegen zijde. De diffuus reflecterende laag 10, die een convex/concaaf oppervlak heeft, is licht-diffunderend. Dienovereenkomstig is de diffuus reflecterende laag 10 wit als papier wat 5 uiterlijk betreft, hetgeen als achtergrond voor beeldweergave verkieslijk is, en levert de grote gezichtsveldhoek voor het gemakkelijk bekijken van het scherm en de verhoogde helderheid van het scherm over een breed kijkgebied, omdat het intredende licht diffuus 10 gereflecteerd wordt over een breed bereik aan hoeken. Zoals is getoond in de tekening, bevat de diffuus reflecterende laag 10 een harslaag 11 met een convex/concaaf oppervlak en een metalen laag 13, gevormd op het oppervlak van de harslaag 11. Zoals hierboven 15 beschreven dient de metalen laag 13 ook als een beeldelementelektrode. De diffuus reflecterende laag 10 is gevormd door een werkwijze waarin een laag 11 van hars in vierkante staaf- of cilindervorm, bestaande uit bijvoorbeeld fotogevoelige hars, die als afzonderlijke 20 delen is gestructureerd zodat er ruimte overblijft, wordt uitgevloeid teneinde een convex/concaaf oppervlak te vormen met een golvend reliëf. De ruimte die overblijft na het uitvloeien van de vierkante-staaf of cilindervormige harslaag 11 wordt gevuld met een andere 25 hars 12 om een convex/concaaf oppervlak te verkrijgen met een golvend reliëf. Het convexe/concave oppervlak heeft een hellingshoek van 10 tot 20 graden. Een dergelijke structuur geeft een licht-reflecterende laag die, in plaats van perfecte diffusie, uitwendig licht diffuus 30 reflecteert binnen een begrensd hoekbereik ten opzichte van de gewone richting.

Tenslotte worden dunne-film transistoren 50 voor het aansturen van de beeldelementelektroden op een geïntegreerde manier gevormd op het oppervlak van het 35 tweede substraat 2. Elke dunne-film transistor 50 heeft de benedengelegen poortstructuur, die bestaat uit een poortelektrode 51, gemaakt van bijvoorbeeld Mo, twee poortisolatielagen, gemaakt van bijvoorbeeld SiOx en SiNx 1011817 16 52 en 53, en een dunne laag 54 van halfgeleider, bestaand uit polykristallijn silicium, in volgorde van beneden af. De dunne-film transistor heeft een dubbelpoortstructuur met twee poortelektrodes. Een kanaalgebied wordt 5 verschaft in het gebied van de dunne laag 54 van halfgeleider dat zich net boven elke poortelektrode 51 bevindt. Elk kanaalgebied wordt beschermd door een stopper 55. Een aanvullende condensator 60 heeft dezelfde laagstructuur als de dunne-film transistor 50. De dunne-10 film transistor 50 en de aanvullende condensator 60 met deze structuur worden afgedekt door een laag van isolatiefilm 59, bestaand uit bijvoorbeeld Si02. Een kontaktgat, dat verbindt naar een brongebied en afvoergebied van de dunne-film transistor, is gevormd op 15 de laag van isolatiefilm 59. Een bedrading 57, gemaakt van bijvoorbeeld Al is gevormd op de laag van isolatiefilm 59, welke door het kontaktgat heen is verbonden met het brongebied en het afvoergebied van de dunne-film transistor 50. De bedrading 57 is afgedekt met 20 een andere laag van isolatiefilm 58. Op de laag van isolatiefilm 58 is de bovengenoemde beeldelementelektrode gevormd door structurering. De beeldelementelektrode is elektrisch verbonden met het afvoergebied van de dunne-film transistor 50 middels tussenvoeging van de bedrading 25 57.

Als hierboven beschreven is volgens de onderhavige uitvinding, door het voorschrijven van de richting van de oriëntatiebewerking van nematisch vloeibaar kristal op ongeveer 168.5 graden aan de zijde 30 van inval en op ongeveer 51.5 graden aan het aan de tegenovergelegen zijde gelegen substraat, ten opzichte van de opwaartse richting van het scherm, een ideaal TN-ECB type vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type van normaal witte uitvoering gerealiseerd, 35 dat een wijde gezichtsveldhoek in horizontale richting heeft.

1011817

Claims

1. Vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting varu het reflectie type, omvattende: een paneel met een transparant eerste substraat, dat zich bevindt aan de zijde van lichtinval 5 van buitenaf, een tweede substraat dat zich tegenover het eerste substraat bevindt en dat is verbonden met het eerste substraat door middel van tussenvoeging van een voorgeschreven ruimte; een gedraaid-georiënteerd nematisch vloeibaar kristal, dat is aangebracht in deze 10 ruimte, en elektrodes voor het aanbrengen van een spanning op het nematische vloeibare kristal dat op de eerste en tweede substraten is gevormd; een afbuigplaat, die is aangebracht aan de zijde van het eerste substraat; en 15 een kwart-golflengte plaat, die is aangebracht aan de zijde van het eerste substraat; waarbij het nematisch vloeibaar kristal in gedraaide oriëntatie blijft en werkt als een kwart-golflengte laag, teneinde in samenwerking met de 20 afbuigplaat en de kwart- golflengte plaat uitwendig licht niet te laten passeren zolang geen spanning is aangebracht, om zwart weer te geven, met het kenmerk dat de oriëntatierichting van het nematische vloeibaar kristal dat in contact is met het eerste substraat is 25 voorgeschreven in een gebied van 168,5 + 10 graden ten opzichte van de opwaartse richting van het paneel, en waarin de oriëntatierichting van het nematische vloeibaar kristal dat in contact is met het tweede substraat is voorgeschreven in een gebied van 51,5 ± 10 graden ten 30 opzichte van de bovenrichting van het paneel.

2. Vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type volgens conclusie 1, met daarin een licht-reflecterende laag welke het uitwendige licht diffuus reflecteert in een begrensd hoekbereik ten opzichte van 35 de gewone reflectierichting. 1011817

3. Vloeibaar-kristalbeeldweergeefinrichting van het reflectie type volgens conclusie 1, waarin de richting van de transmissie-as van de afbuigplaat is voorgeschreven in een gebied van 125 ± 10 graden ten 5 opzichte van de opwaartse richting van het paneel. 4011817