DE69819317T2

DE69819317T2 - Reflektierende flüssigkristallanzeige mit optionalem berührungsbildschirm

Info

Publication number: DE69819317T2
Application number: DE69819317T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Kashiwa-shi OKAMOTO; Seiichi Kashiwa-shi MITSUI; Takashi Tenri-shi SATOH
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2018-03-27
Also published as: JP3236304B2; CN1512243A; CN1143164C; US7023510B2; US20050248698A1; WO1998048320A1; EP0978752B1; US6791640B1; US20050078238A1; EP1365278A1; DE03017342T1; KR20010020221A; EP0978752A4; EP0978752A1; DE69819317D1; US7092052B2; CN1294447C; US20050110926A1; HK1029837A1; KR100374446B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtungen für Anwendungen für die direkte Betrachtung, die sowohl in Textverarbeitungssystemen, Laptop-Personalcomputern und anderen Bürogeräten als auch in einer Vielzahl visueller Geräte und Spielcomputer verwendet werden, ohne dass eine Beleuchtung von hinten notwendig ist, und außerdem auf derartige reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, die einen Berührungsbildschirm enthalten, der daraus gebildet ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, die durch ihre geringe Dicke und ihr leichtes Gewicht gekennzeichnet sind, haben erfolgreich kommerzielle Anwendungen als Farbanzeigevorrichtungen gefunden. Von diesen Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen sind durchsichtige Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, die mit einer Lichtquelle für die Beleuchtung von hinten versehen sind, besonders weit verbreitet und werden infolge der obenerwähnten Merkmale für eine zunehmend größere Anzahl von Anwendungen übernommen.
Im Gegensatz zur durchsichtigen Flüssigkristallanzeigevorrichtung erfordert die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung keine Beleuchtung von hinten für die Anzeige, weshalb die Leistungsaufnahme der Lichtquelle verringert werden kann. Der Ausschluss der Beleuchtung von hinten zeichnet die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung ferner deswegen aus, weil sie kompakter und leichter ist.
Mit anderen Worten, im Vergleich zur herkömmlichen durchsichtigen Flüssigkristallanzeige kann die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung die Leistungsaufnahme verringern, wobei sie geeignet in einem Gerät verwendet werden kann, das leicht und dünn sein muss. Falls z. B. das Gerät mit der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung konstruiert wird und die herkömmliche Betriebszeit beibehalten wird, kann die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nicht nur den Raum und das Gewicht für die Beleuchtung von hinten einschränken, sondern sie verbraucht weniger Leistung, wobei es möglich wird, dass sie von einer kleineren Batterie betrieben wird und die Größe und das Gewicht weiter verringert wird. Falls das Gerät mit der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung hergestellt wird, während die herkömmliche Größe oder das herkömmliche Gewicht beibehalten werden, wird erwartet, dass die Verwendung einer größeren Batterie die Betriebszeit dramatisch vergrößert.
Außerdem verschlechtert sich, was die Anzeigekontrasteigenschaften anbelangt, bei einer lichtemittierenden Anzeigevorrichtung, wie z. B. einer CRT, das Kontrastverhältnis im hohen Maße, wenn sie während bei Tage im Freien verwendet wird. Selbst die durchlässige Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die einer reflexvermindernden Behandlung unterworfen worden ist, leidet unvermeidlich an im hohen Maße verringerten Kontrastverhältnissen, wenn sie im Umgebungslicht verwendet wird, wie z. B. im direkten Sonnenlicht, das im Vergleich zum Anzeigelicht übermäßig stark ist.
Im Gegensatz dazu ist bei der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung das erhaltene Anzeigelicht proportional zur Menge des Umgebungslichts, was für die Anwendung in einem persönlichen digitalen Werkzeug, einer digitalen Standbildkamera, einem tragbaren Camcorder und anderen Vorrichtungen, die oft im Freien verwendet werden, ein besonders zweckmäßiges Merkmal ist.
Wenn diese potentiellen Anwendungsgebiete betrachtet werden, erscheint die reflektierende Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung sehr vielversprechend; sowohl ein relativ niedriges Kontrastverhältnis, ein relativ niedriger Reflexionskoeffizient als auch unzureichenden Leistungen bei der Anzeige von Mehrfarb-, Präzisions- und Bewegtbildern sind jedoch bisher Hindernisse beim Verwirklichen kommerziell lebensfähiger reflektierender Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen gewesen.
Die folgende Beschreibung erklärt die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung ausführlicher. Das herkömmliche verdrehte nematische Flüssigkristallelement (TN-Flüssigkristallelement) enthält zwei Linearpolarisationsplatten (die im Folgenden einfach als Polarisationsplatten bezeichnet werden) und weist folglich die Eigenschaften eines hervorragenden Kontrastverhältnisses und hervorragender Betrachtungswinkelabhängigkeit auf; der Reflexionskoefiizient ist jedoch zwangsläufig niedrig. Weil die Flüssigkristall-Modulationsschicht von der lichtreflektierenden Schicht durch eine Entfernung äquivalent zur Dicke eines Substrats usw. getrennt ist, tritt außerdem, zurückzuführen auf eine Abweichung zwischen den einfallenden und austretenden optischen Wegen des Beleuchtungslichts, eine Parallaxe auf. Deshalb tritt Umgebungslicht ein und tritt nach der Reflexion durch verschiedene Farb-Unterbildpunkte aus, insbesondere in einer für durchlässige Flüssigkristallanzeigevorrichtungen verwendeten typischen Anordnung, bei der eine einzelne Flüssigkristall-Modulationsschicht mit einem Farbfilter, das einen separaten Unterbildpunkt für jedes Farbelement enthält, kombiniert ist, vorausgesetzt, dass sich das Licht nicht parallel zur Normalen des Substrats fortpflanzt. Dies verursacht Moire und andere unerwünschte Phänomene und macht die durchlässige Flüssigkristallanzeigevorrichtung für die Verwendung als Farbanzeige mit hoher Auflösung und hoher Präzision ungeeignet.
Aus diesen Gründen ist bisher keine reflektierende Farbanzeigevorrichtung, die diese Anzeigebetriebsart verwendet, vermarktet worden.
Inzwischen sind Gast-Wirt-Flüssigkristallelemente bzw. Guest-Host-Flüssigkristallelemente (die im Folgenden als GH abgekürzt werden) entwickelt worden, die keine oder nur eine Polarisationsplatten verwenden und mit Farbstoff dotierten flüssigkristallinen Werkstoff enthalten. Das GH-Flüssigkristallelement ist jedoch nicht im hohen Grade zuverlässig, zurückzuführen auf die Ergänzung des Farbstoffs, wobei das niedrige dichroitische Verhältnis des Farbstoffs kein hohes Kontrastverhältnis erzeugen kann.
Unter diesen Problemen verursacht das unzureichende Kontrastniveau insbesondere eine ernsthafte Verschlechterung der Farbreinheit und erzeugt eine Notwendigkeit, ein Farbfilter mit hoher Farbreinheit in eine Farbanzeigevorrichtung aufzunehmen, die ein Farbfilter verwendet. Dies verursacht ein Problem der durch das Farbfilter mit hoher Farbreinheit verursachten verringerten Helligkeit und beseitigt zu einem gewissen Grade den Vorteil dieser Betriebsart, dass die hohe Helligkeit durch die Verwendung keiner Polarisationsplatten erreicht wird.
Vor diesem Hintergrund sind Forschung und Entwicklung im Gang, um ein Flüssigkristallanzeigeelement in einer Betriebsart erfolgreich herzustellen, in der eine einzelne Polarisationsplatte verwendet wird (die im Folgenden als eine Betriebsart mit einer einzelnen Polarisationsplatte bezeichnet wird), die im hohen Grade vielversprechend ist, um eine Anzeige mit hoher Auflösung und hohem Kontrast zu verwirklichen.
Die offen gelegte japanische Patentanmeldung Nr. 55-48733/1980 (Tokukaisho 55-48733) offenbart ein derartiges Beispiel eines Flüssigkristallanzeigeelements einer reflektierenden TN-Betriebsart (45°-verdrehter Typ) unter Verwendung einer einzelnen Polarisationsplatte und eines Viertelwellenlängenplättchens.
Bei dieser Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird unter Verwendung einer 45°-verdrehten Flüssigkristallschicht und durch das Steuern des darüber angelegten elektrischen Feldes durch die Verwirklichung von zwei Zuständen, wobei in einem von diesen die Polarisationsebene des ankommenden linear polarisierten einfallenden Lichts parallel zur optischen Achse des Viertelwellenlängenplättchens ist, während im anderen von diesen die Polarisationsebene 45° mit der optischen Achse des Viertelwellenlängenplättchens bildet, eine Schwarz-Weiß-Anzeige ausgeführt. Die Flüssigkristallzelle ist strukturiert, dass sie einen Polarisator, eine 45°-verdrehte Flüssigkristallzelle, ein Viertelwellenlängenplättchen und eine Reflektorplatte enthält, wenn sie von der Seite betrachtet wird, in der das Licht eintritt.
Ferner offenbart USP4.701.028 (Clerc u. a.) eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung in der reflektierenden Betriebsart in homöotroper Ausrichtung, in der eine Kombination aus einer einzelnen Polarisationsplatte, einem Viertelwellenlängenplättchen und einer senkrecht ausgerichteten Flüssigkristallzelle verwendet wird.
Inzwischen haben die Erfinder dieser Anmeldung eine Anmeldung für eine reflektierende Betriebsart in paralleler Ausrichtung eingereicht, in der eine Kombination aus einer einzelnen Polarisationsplatte, einer Flüssigkristallzelle in homogener Ausrichtung und einer optischen Verzögerungskompensationsplatte verwendet wird (siehe die offen gelegte japanische Patentanmeldung Nr. 6-167708/1994 (Tokukaihei 6-167708)).
Diese reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung enthält eine Flüssigkristallzelle, die durch eine homogen ausgerichtete Flüssigkristallschicht, eine Reflektorplatte (die innerhalb der Flüssigkristallzelle unter der Flüssigkristallschicht angeordnet ist), eine Polarisationsplatte (die in der Flüssigkristallzelle angeordnet ist) und eine einzelne optische Verzögerungskompensationsplatte (die zwischen der Flüssigkristallzelle und der Polarisationsplatte angeordnet ist) gebildet ist. Ferner verläuft entsprechend diese Anzeigebetriebsart überall durch die Gesamtlänge des optischen Weges, d. h. des einfallenden optischen Weges und des austretenden optischen Weges, das Licht nur zweimal durch die Polarisationsplatte und durch die transparente Elektrode, in der das Licht in einem Glassubstrat (oberen Substrat) der Flüssigkristallzelle außerdem nur zweimal unvermeidlich absorbiert wird. Deshalb kann mittels einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieser Struktur ein hoher Reflexionskoeffizient erhalten werden.
Ferner offenbart offen gelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2-236523/1990 (Tokukaihei 2-236523) eine Anordnung, in der eine verdrehte nematische Flüssigkristallschicht zwischen einer Reflektorplatte (die innerhalb einer Flüssigkristallzelle angeordnet ist) und einer einzelnen Polarisationsplatte angeordnet ist.
Ferner offenbart das Fourth Asian Symposium on Information Display (Chung-Kuang Wei u. a., Proceedings of The Fourth Asian Symposium on Information Display, 1997, Seite 25; im Folgenden als ASID 97 abgekürzt) eine Anordnung, in der ein 90°-verdrehter nematischer Flüssigkristall zwischen einer innerhalb der Zelle angeordneten Reflektorplatte und einer Kombination aus einem Viertelwellenlängenplättchen und einer Polarisationsplatte angeordnet ist, die eine Breitbandanzeige verwirklicht.
Außerdem offenbart die offen gelegte japanische Patentanmeldung Nr. 4-116515/1992 (Tokukaihei 4-116515) eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, in der einfallendes zirkulär polarisiertes Licht für die Anzeige verwendet wird. Außerdem lehrt Pancharatnam in Proc. Ind. Acad. Sci., Bd. XLI, Nr. 4, Abschnitt A, Seite 130, 1955, die Verwendung mehrerer optischer Verzögerungskompensationsplatten als ein Verfahren, um zirkulär polarisiertes Licht in einem breiten Band des Spektrums zu erhalten.
Die folgende Beschreibung erklärt die Anzeigeprinzipien einer Betriebsart mit einer einzelnen Polarisationsplatte, die in ASID 97 und in den offen gelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 6-167708/1994, Nr. 2-236523/1990 und 4-116515/1992 verwendet wird.
Die Polarisationsplatte, die auf der Seite angeordnet ist, auf der das Licht eintritt, dient dazu, nur eine der linear polarisierten Lichtkomponenten des einfallenden und austretenden polarisierten Lichtes durchzulassen und die andere linear polarisierte Lichtkomponente zu absorbieren. Der Polarisationszustand des einfallenden Lichtes, das durch die Polarisationsplatte gegangen ist, wird dann durch eine optische Verzögerungskompensationsplatte, wie z. B. ein Viertelwellenlängenplättchen, geändert (in den Fällen der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 6-167708/1994 und des ASID 97) oder verbleibt unverändert (in dem Fall der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2-236523/1990), wobei das Licht in die Flüssigkristallschicht eintritt. Der Polarisationszustand wird weiter geändert, wie das Licht durch die Flüssigkristallschicht geht, bevor das Licht eine Reflektorplatte erreicht.
Ferner ändert das Licht, das die Reflektorplatte erreicht hat, seinen Polarisationszustand in der umgekehrten Reihenfolge zu der des einfallenden Lichtes: das Licht geht durch die Flüssigkristallschicht, das Viertelwellenlängenplättchen usw. Folglich bestimmt das Verhältnis der linear polarisierten Lichtkomponente in einer Durchlassrichtung der Polarisationsplatte zum hier erhaltenen Licht den Gesamtreflexionskoeffizienten der Flüssigkristallschicht. Mit anderen Worten, das Flüssigkristallanzeigeelement erscheint am hellsten, wenn das austretende Licht unmittelbar vor dem Durchgang durch die Polarisationsplatte in der Durchlassrichtung der Polarisationsplatte linear polarisiert ist, und am dunkelsten, wenn es in der Absorptionsrichtung der Polarisationsplatte linear polarisiert ist.
Es ist bekannt, dass die notwendige und hinreichende Bedingung, damit das Licht, das senkrecht zur Vorrichtung in die Flüssigkristallanzeigevorrichtung eintritt und sie senkrecht zur Vorrichtung verlässt, einen derartigen hellen Zustand verwirklicht, ist, dass das Licht in einer beliebigen Richtung auf der Reflektorplatte linear polarisiert ist, und damit es einen derartigen dunklen Zustand verwirklicht, ist, dass das Licht auf der Reflektorplatte entweder rechts zirkulär oder linkszirkulär polarisiert ist.
Inzwischen sind sowohl ein Berührungsbildschirm als auch eine herkömmliche Tastatur ein in einem persönlichen digitalen Werkzeug enthaltenes sehr nützliches Eingabemittel. Dies gilt insbesondere beim Eingeben derartiger Sprachen, die Japanisch umfassen, da die Tastatureingaben umgesetzt werden müssen; bei zunehmender Informationsverarbeitungsfähigkeit und neuentwickelter Software spielt der Berührungsbildschirm, der verwendet wird, um einfach als eine Zeigevorrichtung zu dienen, nun typischerweise eine größere Rolle als eine Eingabevorrichtung, wie z. B. eine Handschrift-Eingabevorrichtung mit einem Stift.
Um dieses spezielle Eingabeverfahren zu verwirklichen, ist die Eingabevorrichtung angeordnet, sodass sie die Vorderseite der Anzeigevorrichtung überlappt. Weil jedoch die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung das reflektierte Licht für die Anzeige verwendet, sollten die am Berührungsbildschirm vorgesehenen Mittel zum Verringern der Reflexion das durch die darunter liegende reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung erzeugte Anzeigebild nicht stören. Die offen gelegte japanische Patentanmeldung Nr. 5-127822/1993 (Tokukaihei 5-127822) offenbart z. B., dass ein Berührungsbildschirm, ein Viertelwellenlängenplättchen und eine Polarisationsplatte gestapelt sind, um die Reflexion zu verringern.
Unter den obenerwähnten herkömmlichen Techniken ist die in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 55-48733/1980 offenbarte Flüssigkristallanzeigevorrichtung für eine Anzeige mit hoher Auflösung in hoher Präzision nicht geeignet, weil trotz der Notwendigkeit, ein Viertelwellenlängenplättchen zwischen einer Flüssigkristallschicht und einer Reflektorplatte vorzusehen, es im Wesentlichen schwierig ist, einen reflektierenden Film im Inneren der Flüssigkristallzelle zu bilden.
Außerdem besitzt die Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die in der Betriebsart der homöotropen Ausrichtung arbeitet, die in USP 4.701.028 offenbart ist, die folgenden Probleme. Die homöotrope Ausrichtung, insbesondere die schräge homöotrope Ausrichtung, ist äußerst schwierig zu steuern, wobei die Steuerung eine derartige komplexe Anordnung erfordert, die für die Massenproduktion nicht geeignet ist. Eine weitere Unzulänglichkeit der homöotropen Ausrichtung ist ihre langsame Reaktion.
Außerdem tritt bei der obenerwähnten reflektierenden Betriebsart in paralleler Ausrichtung, zurückzuführen auf kleine Unebenheiten der Flüssigkristallzelle und der optischen Verzögerungskompensationsplatte, eine Färbung auf. Die herkömmliche Anordnung, wie sie hier erörtert ist, leidet wahrscheinlich in einem dunklen Zustand an der Färbung und einem Ausfall, um eine Schwarz-Weiß-Anzeige zu verwirklichen.
Außerdem versagen die in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2-236523/1990 und in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 4-116515/1992 offenbarten Anordnungen trotzdem, zurückzuführen auf die große Wellenlängenabhängigkeit der Durchlässigkeit in einem dunklen Zustand, eine gute schwarze Anzeige zu verwirklichen, obwohl sie die Reflexion in einem hellen Zustand im Vergleich zu der Anordnung unter Verwendung von zwei Polarisationsplatten vergrößern können.
Außerdem offenbart ASID 97, obwohl eine Anzeigebetriebsart offenbart wird, die eine Schwarz-Weiß-Anzeige ermöglicht, nichts über die Anordnung des Viertelwellenlängenplättchens, das für ein breites Band des Spektrums herzustellen ist, wie in dieser Literatur beschrieben ist.
Außerdem sind entsprechend einem Bericht von Pancharatnam drei optische Verzögerungskompensationsplatten erforderlich, um gutes zirkulär polarisiertes Licht zu erhalten, wobei dies nicht praktisch ist. Außerdem sind ausführliche Untersuchungen noch auszuführen, um dies mit Flüssigkristallanzeigevorrichtungen zu kombinieren.
Im Gegensatz leidet die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die einen Berührungsbildschirm enthält, obwohl ihre Leistung als eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine Stufe erreicht hat, in der sie vermarktet werden kann, trotzdem an einer äußerst schlechten Sichtbarkeit, wenn sie in Kombination mit einem Berührungsbildschirm verwendet wird.
Dies ist so, weil in der reflektierenden Anzeigevorrichtung eine einzelne Lichtquelle eine Doppelrolle spielt, um die Reflexion am Berührungsbildschirm zu verursachen und um als eine Anzeigelichtquelle für die Anzeigevorrichtung zu dienen, wobei eine Abnahme der Sichtbarkeit, wenn sie in Kombination mit einem Berührungsbildschirm verwendet wird, nicht gelöst werden kann, indem das Licht entfernt wird, das von einer Lichtquelle (z. B. einem Deckenlicht) abstrahlt, das die Reflexion auf dem Berührungsbildschirm verursacht, oder indem die Richtung des Lichtes verändert wird. Dies ist ein starker Gegensatz zur durchlässigen Flüssigkristallanzeigevorrichtung und anderen lichtemittierten Typen der Anzeigevorrichtungen, bei denen diese Lösung gute Ergebnisse produziert. Eine aus diesem gezogene Schlussfolgerung ist, dass die Lösung für die schlechte Sichtbarkeit ein Schlüssel sowohl für eine erfolgreiche Kommerzialisierung der Anzeigevorrichtung als auch zu einem praktischen persönlichen digitalen Werkzeug mit niedriger Leistungsaufnahme ist.
Außerdem ist die Anordnung des Berührungsbildschirms, die in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 5-127822/1993 offenbart ist, effektiv beim Verhindern der Reflexion mittels der Funktion des Viertelwellenlängenplättchens; ein typisches Viertelwellenlängenplättchen ist jedoch beim Verhindern der Reflexion nur in Bezug auf eine spezielle Wellenlänge im sichtbaren Bereich effektiv und unvermeidlich in Bezug auf Wellenlängen, die unmittelbar höher oder niedriger als diese speziellen Wellenlängen sind, weniger effektiv. Ferner ist die Helligkeit einer Anzeige durch eine Komponente des polarisierten Lichtes bestimmt, die sich durch die darunter liegende Anzeigevorrichtung fortgepflanzt hat, wobei die Komponente in einer Durchlassrichtung eines Zirkulärpolarisators liegt, der als eine Kombination eines derartigen Viertelwellenlängenplättchens mit einer Polarisationsplatte erhalten wird.
Wenn die darunter liegende Anzeigevorrichtung im Wesentlichen keine Polarisationsabhängigkeit besitzt (z. B. eine Gast-Wirt-Flüssigkristallanzeigevorrichtung des weißen Taylar-Typs, die Farbstoffe enthält, die zu ihrem 360°-verdrehten Flüssigkristall hinzugefügt sind), beträgt der Reflexionswirkungsgrad im Maximum spezifischer die Hälfte des Reflexionswirkungsgrades einer Anzeigevorrichtung, die die gleiche Anordnung besitzt, mit Ausnahme, dass kein Berührungsbildschirm vorgesehen ist, zurückzuführen auf die Durchlässigkeit der auf der Vorderseite des Berührungsbildschirms angeordneten Polarisationsplatte. Als ein weiteres Beispiel beträgt außerdem, wenn die darunter liegende Anzeigevorrichtung linear polarisiertes Licht für eine Anzeige verwendet (z. B. eine TN- oder STN-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die eine Polarisationsplatte enthält, die ferner in dem Raum zwischen dem Berührungsbild schirm und der Flüssigkristallzelle angeordnet ist), der Reflexionswirkungsgrad im Maximum die Hälfte des Reflexionswirkungsgrades einer Anzeigevorrichtung, die die gleiche Anordnung besitzt, mit Ausnahme, dass kein Berührungsbildschirm vorgesehen ist. Weil ferner im letzten Beispiel die durch das Viertelwellenlängenplättchen verursachte Verzögerung von der Wellenlänge des Lichts abhängt und das Viertelwellenlängenplättchen mit Polarisationsplatten sandwichartig angeordnet ist, werden Tönungsänderungen verursacht. In jedem Fall ist die Helligkeit unzureichend, wobei sie für die Verwendung in einer Kombination mit einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung nicht geeignet ist, in der Helligkeitsverbesserungsmittel, wie z. B. eine Hintergrundbeleuchtung, nicht angewendet werden können.
Aus dem oben dargelegten kann behauptet werden, dass die Reflexionsverhinderungsfunktion des in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 5-127822 beschriebenen Berührungsbildschirms aufgerüstet werden muss. Außerdem offenbart die offen gelegte Patentanmeldung keine geeignete Anordnung, um das Tageslicht, das in den Berührungsbildschirm eingetreten ist, für die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu verwenden.
EP 0 079 044 offenbart eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die die Merkmale besitzt, die den Oberbegriff des Anspruchs 1 umfassen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung zielt darauf, die obenerwähnten Probleme in einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Betriebsart mit einer einzelnen Polarisationsplatte, die eine Anzeige in hoher Auflösung verwirklichen kann, zu lösen und dadurch eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu bieten, um die eine hervorragende Sichtbarkeit mit einem hohen Kontrastverhältnis und eine Fähigkeit, eine Farbanzeige auszuführen, aufweist, und durch die Anwendung der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu bieten, die einen Berührungsbildschirm enthält, der ein ausreichendes Niveau der Anzeigequalität mit einer installierten druckempfindlichen Eingabevorrichtung aufrechterhält.
Und die vorangehenden Aufgaben zu lösen, schafft die Erfindung eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit: einer Flüssigkristallschicht, die sandwichartig zwischen einem ersten Substrat mit Lichtreflexionsvermögen und einem zweiten Substrat mit Lichtdurchlassvermögen angeordnet ist; und Zirkulärpolarisationsmitteln, die eine einzige Linearpolarisationsplatte aufweisen, um wahlweise entweder rechts- oder linkszirkulär polarisiertes Licht des natürlichen Lichts durchzulassen, wobei das erste Substrat, die Flüssigkristallschicht und die Zirkulärpolarisationsmittel in dieser Reihenfolge gestapelt sind, um wenigstens einen Teil der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu bilden, und die Zirkulärpolarisationsmittel so angeordnet sind, dass sich eine Hauptfläche der Zirkulärpolarisationsmittel aufseiten einer Flüssigkristallschicht befindet, wobei das zirkulär polarisierte Licht die Zirkulärpolarisationsmittel durch die Hauptoberfläche verlässt, wenn natürliches Licht in die Zirkulärpolarisationsmittel eintritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkristall ein verdreht ausgerichteter nematischer Flüssigkristall ist, der eine positive dielektrische Anisotropie besitzt, und dass: der Flüssigkristall in der Flüssigkristallschicht eine Doppelbrechungsdifferenz besitzt, die, wenn sie mit einer Dicke der Flüssigkristallschicht multipliziert wird, ein Produkt von nicht weniger als 150 nm und nicht mehr als 350 nm ergibt, und die Flüssigkristallschicht einen Verdrehungswinkel im Bereich von 45° bis 100° hat.
Die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist ein Ergebnis der Forschung und Anstrengungen der Erfinder. Die Erfinder haben emsig an verschiedenen reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen mit einer Betriebsart mit einer einzelnen Polarisationsplatte gearbeitet, die angeordnet werden kann, dass sie keine Parallaxe besitzt, eine Anzeige in hoher Auflösung verwirklicht und zwischen verschiedenen Polarisationszuständen auf der Reflektorplatte elektrisch umschaltbar ist, die erforderlich sind, um einen hellen Zustand und einen dunklen Zustand zu erreichen. Im Ergebnis haben die Erfinder festgestellt, dass durch das Anordnen der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung, sodass sie Zirkulärpolarisationsmittel enthält und dadurch einen dunklen Zustand in einem Zustand erzeugt, in dem eine Spannung über die Flüssigkristallschicht angelegt ist, ein zufriedenstellender dunkler Zustand ohne die Notwendigkeit für höchste Präzision beim Herstellungsprozess der Flüssigkristallschicht erreicht werden kann.
Die Erfinder haben ferner festgestellt, dass die Herstellung der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung im Vergleich zu den obenerwähnten herkömmlichen Technologien unterstützt wird, indem die Flüssigkristallschicht, die in eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung übernommen wird, die ein Zirkulärpolarisationsmittel enthält, das einen derartigen Polarisationszustand erzeugt und einen zufriedenstellenden hellen Zustand in einem Zustand niedriger Spannung verwirklicht, in dieser Weise konstruiert wird.
Mit anderen Worten, entsprechend der obigen Anordnung können durch das Übernehmen der Zirkulärpolarisationsmittel und der Flüssigkristallschicht und dem Konfigurieren derselben wie oben festgelegt worden ist, die Probleme der herkömmlichen Anordnungen gelöst werden, wobei eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit hervorragenden Anzeigeeigenschaften verwirklicht werden kann.
Außerdem sind in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung die Zirkulärpolarisationsmittel vorzugsweise versehen mit einer ersten optischen Verzögerungskompensationsplatte, die eine Verzögerung in einer zum Substrat normalen Richtung besitzt, die auf nicht weniger als 100 nm und nicht mehr als 180 nm gesetzt ist; einer zweiten optischen Verzögerungskompensationsplatte, die eine Verzögerung in einer zum Substrat senkrechten Richtung, die auf nicht weniger als 200 nm und nicht mehr als 360 nm gesetzt ist, besitzt; und einer Linearpolarisationsplatte, wobei die erste optische Verzögerungskompensationsplatte, die zweite optische Verzögerungskompensationsplatte und die Linearpolarisationsplatte in dieser Reihenfolge gestapelt sind, wenn sie von der Flüssigkristallschicht aus betrachtet werden, und |2 _ θ2 – θ1| einen Wert von nicht weniger als 35° und nicht mehr als 55° hat, wobei θ1 einen Winkel repräsentiert, der durch eine langsame Achse der ersten optischen Verzögerungskompensationsplatte und entweder eine Durchlassachse oder eine Absorptionsachse der Linearpolarisationsplatte gebildet wird, und θ2 einen Winkel repräsentiert, der durch eine langsame Achse der zweiten optischen Verzögerungskompensationsplatte und entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Linearpolarisationsplatte gebildet wird.
Die Erfinder haben festgestellt, dass die bevorzugte Anordnung, wenn sie in die Polarisationsplatte und die optische Verzögerungskompensationsplatte aufgenommen wird, ermöglicht, dass der obenerwähnte Polarisationszustand mittels > der Zirkulärpolarisationsmittel erhalten wird. Mit den auf diese Weise angeordneten Zirkulärpolarisationsmitteln kann das Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich des Spektrums praktisch zirkulär polarisiert werden. Es wird ange merkt, dass die Durchlass- und Absorptionsachsen der Polarisationsplatte senkrecht zueinander sind.
Außerdem gilt in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorzugsweise, dass der Verdrehungswinkel der Flüssigkristallschicht im Bereich von 60° bis 100° liegt, das Produkt aus der Doppelbrechungsdifferenz des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht und aus der Dicke der Flüssigkristallschicht nicht weniger als 250 nm und nicht mehr als 330 nm ist und entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Polarisationsplatte einen Winkel θ3 von nicht weniger als 20° und nicht mehr als 70° oder nicht weniger als 110° und nicht mehr als 150° mit einer Richtung bildet, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind.
Entsprechend dieser Anordnung sind, weil das Produkt aus der Doppelberechnungsdifferenz des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht und aus der Dicke der Flüssigkristallschicht groß ist, mehr Auswahlmöglichkeiten verfügbar, da die Werkstoffe für den Flüssigkristall und die Dicke der Flüssigkristallschicht leicht gesteuert werden können, wobei dies die Herstellung der Vorrichtung unterstützt. Außerdem kann durch das Setzen von θ3 wie oben eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung in hoher Qualität mit unterdrücktem Kontrast, unterdrückter Färbung in einer weißen Anzeige und unterdrückter Färbung in einer schwarzen Anzeige erhalten werden.
Außerdem gilt in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorzugsweise, dass das erste Substrat, das ein Lichtreflexionsvermögen besitzt, einen lichtreflektierenden Film aufweist und der lichtreflektierende Film gleichmäßige und sich stetig ändernde Konkavitäten und Konvexitäten besitzt und aus einem leitenden Werkstoff hergestellt ist.
Entsprechend dieser Anordnung kann eine zerstreut reflektierende Platte erhalten werden, die keine unnötige Streuung verursacht und keine drehende Funktion (das Licht entpolarisierende Funktion) für das polarisierte Licht wie eine ebene spiegelnde Oberfläche besitzt, um das Reflexionskoeffizienten-Modulationsverfahren nicht zu stören, durch das die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine Anzeige mit hoher Auflösung ausführt. Die erhaltene Reflexionseigenschaft ist im Vergleich zu einer Vorrichtung, die eine nicht zerstreuende spiegelnde Reflektorplatte und eine Streuplatte enthält, die vor ei ner Anzeigevorrichtung installiert sind, bei weitem effektiver. Weil außerdem der lichtreflektierende Film aus einem leitenden Werkstoff hergestellt ist, spielt der lichtreflektierende Film außerdem eine Doppelrolle als ein Elektrode, um gemeinsam mit der transparenten Elektrode des zweiten Substrats eine Spannung über der Flüssigkristallschicht anzulegen.
Ferner haben vorzugsweise die Konkavitäten und Konvexitäten des lichtreflektierenden Films eine Richtungsabhängigkeitseigenschaft, die sich entsprechend einer Richtung in einer Substratebene ändert.
Die bevorzugte Anordnung ist ein Ergebnis der Feststellung, dass der mittlere Zyklus der im lichtreflektierenden Film vorgesehenen Konkavitäten und Konvexitäten die zerstreuende Reflexionseigenschaft charakterisiert und spezifischer durch das gleichmäßige Setzen des mittleren konvexen und konkaven Zyklus in jeder gegebenen Richtung in einer Ebene der Reflektorplatte, sodass das einfallende Licht gleichmäßig zerstreut wird, und durch das Modifizieren des Zyklus für eine spezielle Richtung in der Ebene ermöglicht, dass der Reflexionskoeffizient des Beleuchtungslichts, das sich aus einer speziellen Richtung fortpflanzt und in einer speziellen Richtung reflektiert wird, vergrößert wird. Die Anordnung ist besonders effektiv, wenn sie in eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in dieser Anmeldung definiert ist, aufgenommen wird, die einen zufriedenstellenden dunklen Zustand im Vergleich zur Gast-Wirt-Betriebsart verwirklicht, wobei sogar ermöglicht wird, dass eine noch hellere reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung erhalten wird.
Außerdem sind vorzugsweise in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine einzige dritte optische Verzögerungskompensationsplatte oder mehrere derartige Platten zwischen den Zirkulärpolarisationsmitteln und der Flüssigkristallschicht vorgesehen, um eine verbleibende Phasendifferenz der Flüssigkristallschicht zu beseitigen.
Die bevorzugte Anordnung wird hergestellt, um die restliche Phasendifferenz zu beseitigen, d. h. eine Lichtpolarisations-Modifikationsfunktion, die in Übereinstimmung mit der Komponente der Ausrichtung des Flüssigkristalls, die paral-lel zum Substrat ist, ein wenig verbleibt, wenn die über der Flüssigkristallschicht angelegte Spannung Einschränkungen besitzt und die maximale Span nung über der Flüssigkristallschicht nur angelegt wird, um eine dunkle Anzeige zu erreichen. Durch das Beseitigen der restlichen Phasendifferenz mittels der dritten optischen Verzögerungskompensationsplatte wird eine zufriedenstellende schwarze Anzeige mit einer praktisch maximalen Spannung erreicht. Außerdem können die gleichen Wirkungen erreicht werden, indem die Verzögerung der zweiten optischen Verzögerungskompensationsplatte modifiziert wird.
Außerdem besitzt in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorzugsweise entweder die dritte optische Verzögerungskompensationsplatte oder wenigstens eine der dritten optischen Verzögerungskompensationsplatten, die zwischen den Zirkulärpolarisationsmitteln und der Flüssigkristallschicht vorgesehen sind, eine geneigte optische Achse oder eine dreidimensional ausgerichtete optische Achse mit sich stetig ändernder Neigungsrichtung.
In einem Verfahren, um eine zufriedenstellende dunkle Anzeige bei einem maximalen Wert einer tatsächlichen Ansteuerspannung zu erzielen und folglich eine zufriedenstellende Anzeige zu halten, ist das Beseitigen der restlichen Doppelbrechung des Flüssigkristalls in einem Zustand, in dem eine beträchtliche Spannung über der Flüssigkristallschicht angelegt ist, effektiv, wobei, um dies auszuführen, es möglich ist, den Betrachtungswinkel zu erweitern, indem der Betrachtungswinkelbereich in einer derartigen Weise erweitert wird, um die restliche Doppelbrechung des Flüssigkristalls zufriedenstellend zu beseitigen.
Um dies zu erreichen, wird in dieser Anordnung entweder die dritte optische Verzögerungskompensationsplatte oder wenigstens eine der dritten optischen Verzögerungskompensationsplatten unter Berücksichtigung der dreidimensionalen Konfiguration der Ausrichtung des Flüssigkristalls konstruiert. Dies ermöglicht, dass eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung erhalten wird, die zufriedenstellendere Anzeigeeigenschaften besitzt.
Außerdem bestehen in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorzugsweise für die erste und die zweite optische Verzögerungskompensationsplatte für eine Brechungsindex-Anisotropie Δn(450) für Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm, für eine Brechungsindex-Anisotropie Δn(650) für Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und für eine Brechungsindex-Anisotropie Δn(550) für Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm Verhältnisse, die 1 ≤ Δn(450)/Δn(550) ≤ 1,06 bzw. 0,95 ≤ Δn(650)/Δn(550) ≤ 1 (die erste Anordnung)und bevorzugter 1 ≤ Δn(450)/Δn(550) ≤ 1,007 bzw. 0,987 ≤ Δn(650)/Δn(550) ≤ 1 (die zweite Anordnung)erfüllen.
Entsprechend der ersten Anordnung kann ein im hohen Grade praktikables Kontrastverhältnis von 10 : 1 oder größer erreicht werden, obwohl dabei eine leichte Färbung in einem hellen Zustand, der von der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung benötigt wird, und eine Verringerung des Kontrasts, zurückzuführen auf die Verbesserung des Reflexionskoeffizienten in einem dunklen Zustand, vorkommen. Ferner kann entsprechend der zweiten Anordnung ein Kontrastverhältnis von 15 : 1 oder größer erreicht werden, während im Vergleich zur ersten Anordnung die Färbung weiter erfolgreich verringert ist.
Außerdem gilt in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorzugsweise, dass der Verdrehungswinkel der Flüssigkristallschicht im Bereich von nicht weniger als 65° bis nicht mehr als 90° liegt, das Produkt aus der Doppelbrechungsdifferenz des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht und aus der Dicke der Flüssigkristallschicht nicht kleiner als 250 nm und nicht größer als 300 nm ist und entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Polarisationsplatte mit einer Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind (die sich mit dem zweiten Substrat in Kontakt befinden), einen Winkel θ3 von nicht weniger als 110° und nicht mehr als 150° bildet.
Entsprechend der Anordnung kann die Spannung zum Ansteuern der Flüssigkristallschicht weiter verringert werden, wobei ebenfalls eine zufriedenstellende weiße Anzeige erreicht werden kann.
Außerdem gilt in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorzugsweise, dass entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Polarisationsplatte mit der Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 110° und nicht mehr als 150° bildet, und eine Betrachtungsrichtung auf eine Richtung in einer Ebene gesetzt ist, die durch eine Normale zu einer Anzei geoberfläche und durch eine Richtung, die um 90° zu der Richtung versetzt ist, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, definiert ist.
Ähnlich gilt in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorzugsweise, dass entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Polarisationsplatte mit der Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 20° und nicht mehr als 70° bildet, und eine Betrachtungsrichtung auf eine Richtung in einer Ebene gesetzt ist, die durch eine Normale zu einer Anzeigeoberfläche und durch die Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, definiert ist.
Entsprechend der Anordnung kann eine zufriedenstellende Sichtbarkeit gesichert werden, indem die Betrachtungsrichtung in dieser Weise eingestellt wird. Um es anders zu sagen, eine zufriedenstellende Sichtbarkeit kann erhalten werden, indem θ3 entsprechend der Betrachtungsrichtung des Betrachters eingestellt wird. Außerdem kann eine zufriedenstellende Sichtbarkeit außerdem erhalten werden, indem z. B. ein Element zum Einstellen der Betrachtungsrichtung des Betrachters auf der Anzeigeoberfläche angeordnet wird.
Außerdem gilt in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorzugsweise, dass entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Polarisationsplatte mit einer Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 110° und nicht mehr als 150° bildet, eine Betrachtungsrichtung auf eine Richtung in einer Ebene gesetzt ist, die durch eine Normale zu einer Anzeigeoberfläche und eine Richtung, die um 90° zu der Richtung versetzt ist, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, definiert ist, und die Betrachtungsrichtung so gesetzt ist, dass sie in einer Ebene liegt, die durch die Normale zu der Anzeigeoberfläche und durch eine Richtung in einer Substratebene definiert ist, in der die Konkavitäten und Konvexitäten des lichtreflektierenden Films einen kürzeren mittleren Zyklus als in anderen Richtungen haben.
Ähnlich gilt in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorzugsweise, dass entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Polari sationsplatte mit einer Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 20° und nicht mehr als 70° bildet, eine Betrachtungsrichtung auf eine Richtung in einer Ebene gesetzt ist, die durch eine Normale zu einer Anzeigeoberfläche und durch die Richtung definiert ist, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, und die Betrachtungsrichtung so gesetzt ist, dass sie in einer Ebene liegt, die durch die Normale zu der Anzeigeoberfläche und durch eine Richtung in einer Substratebene definiert ist, in der die Konkavitäten und Konvexitäten des lichtreflektierenden Films einen kürzeren mittleren Zyklus als in anderen Richtungen haben.
Entsprechend der Anordnung kann eine besonders hervorragende Sichtbarkeit erhalten werden, indem ferner die Richtung, in der der lichtreflektierende Film, d. h., eine zerstreut reflektierende Platte, hell ist, auf die obenbeschriebene zufriedenstellende Richtung gesetzt wird. Es wird angemerkt, dass die Richtung, in der die zerstreut reflektierende Platte hell ist, unter einer Vielzahl von Beleuchtungsbedingungen zufriedenstellend angepasst werden kann, obwohl sie eine Variable ist, die typischerweise von der Beleuchtungsrichtung und der Richtung des Betrachters abhängt.
Außerdem gilt in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorzugsweise, dass entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Polarisationsplatte mit einer Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 40° und nicht mehr als 60° bildet, und die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat mit einer Richtung in einer Ebene, die durch eine Betrachtungsrichtung und eine Normale zu einer Anzeigeoberfläche definiert ist, einen Winkel θ4 bilden, der auf nicht weniger als 0° und nicht mehr als 30° oder auf nicht weniger als 180° und nicht mehr als 210° gesetzt ist.
Entsprechend der Anordnung kann eine zufriedenstellende Sichtbarkeit gesichert werden, indem die Betrachtungsrichtung dieser Weise eingestellt wird. Um es anders zu sagen, eine zufriedenstellende Sichtbarkeit kann erhalten werden, indem θ3 und θ4 entsprechend der Betrachtungsrichtung des Betrachters eingestellt werden. Außerdem kann eine zufriedenstellende Sichtbarkeit außerdem erhalten werden, indem z. B. ein Element zum Einstellen der Betrachtungsrichtung des Betrachters auf der Anzeigeoberfläche angeordnet wird.
Außerdem ist eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die einen Berührungsbildschirm gemäß der Erfindung enthält, wie sie in dieser Anmeldung definiert ist, eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die einen Berührungsbildschirm enthält, der die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung umfasst, in dem ein planares druckempfindliches Element für die Erfassung eines äußeren Drucks zusammen mit einem schichtförmigen leeren Raum sandwichartig zwischen den Zirkulärpolarisationsmitteln und dem zweiten Substrat angeordnet ist.
In der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in dieser Anmeldung definiert ist, wird das reflektierte Licht durch die Polarisationsplatte absorbiert, bevor es die Vorrichtung verlässt, weil das Licht nach dem Durchgang durch die Zirkulärpolarisationsmittel oder die Polarisationsplatte und die zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten im Wesentlichen in einer derartigen Weise zirkulär polarisiert ist, dass es keine Störung im Polarisationszustand enthält, selbst wenn das Licht an der Reflektorplatte reflektiert wird. Deshalb verschlechtert das reflektierte Licht nicht die Sichtbarkeit bei einer druckempfindlichen Eingabevorrichtung (einem Berührungsbildschirm), die (der) als eine Eingabevorrichtung für eine tragbare Vorrichtung nützlich ist.
Zusätzliche Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, wobei sie für die Fachleute auf dem Gebiet nach der Untersuchung des Folgenden, zusammengenommen mit der beigefügten Zeichnung teilweise offensichtlich werden oder durch die Praxis der Erfindung gelernt werden können.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Hauptteils einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung einer Ausführungsform gemäß der Erfindung schematisch zeigt.
2 ist eine Zeichnung, die eine Richtungskonfiguration von einer Polarisationsplatte und von zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten einer Ausführungsform zeigt.
3 ist eine graphische Darstellung, die eine Kontur zeigt, die durch das graphische Darstellen der aus der Berechnung einer Bewertungsfunktion in Bezug auf monochromatisches Licht bei 550 nm erhaltenen Werte gezeichnet worden ist, wobei die Bewertungsfunktion verwendet wird, um den Reflexionskoeffizienten einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 1 vorherzusagen.
4 ist eine graphische Darstellung, die eine Kontur zeigt, die durch das graphische Darstellen der aus der Berechnung einer Bewertungsfunktion, die eine visuelle Empfindlichkeit berücksichtigt, erhaltenen Werte gezeichnet worden ist, wobei die Bewertungsfunktion verwendet wird, um den Reflexionskoeffizienten einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 1 vorherzusagen.
5 ist eine graphische Darstellung, die eine Kontur zeigt, die durch das graphische Darstellen der aus der Berechnung einer Bewertungsfunktion erhaltenen Werte und der aus der Berechnung eines D65-Standardlichtquellenspektrums erhaltenen Werte einer x-Koordinate eines farbmetrischen Systems gemäß dem CIE1931-Standard gezeichnet worden ist, wobei die Bewertungsfunktion verwendet wird, um den Reflexionskoeffizienten einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 1 vorherzusagen.
6 ist eine graphische Darstellung, die eine Kontur zeigt, die durch das graphische Darstellen der aus der Berechnung einer Bewertungsfunktion erhaltenen Werte und der aus der Berechnung eines D65-Standardlichtquellenspektrums erhaltenen Werte einer y-Koordinate eines farbmetrischen Systems gemäß dem CIE1931-Standard gezeichnet worden ist, wobei die Bewertungsfunktion verwendet wird, um den Reflexionskoeffizienten einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 1 vorherzusagen.
7 ist eine Zeichnung, die einen Bereich zeigt, in dem aus 4, 5 und 6 sowohl ein guter Weißabgleich als auch eine gute Helligkeit erhalten werden können.
8 ist eine Zeichnung, die eine Richtungskonfiguration von einer Polarisa tionsplatte und von zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 3 zeigt.
9 ist eine Zeichnung, die in Form von Messungen eine Spannungsabhängigkeit des Reflexionskoeffizienten der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 3 zeigt.
10 ist eine Konzeptzeichnung, die eine Konfiguration eines optischen Messsystems zeigt, mit dem die Spannungsabhängigkeit des Reflexionskoeffizienten auf der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 3 gemessen wird.
11 ist eine Zeichnung, die eine Richtungskonfiguration von einer Polarisationsplatte und von zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 4 zeigt.
12(a) und 12(b), die auf die Proben Nr. 5a bzw. Nr. 5b einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 5 Bezug nehmen, sind Zeichnungen, die eine Richtungskonfiguration von einer Polarisationsplatte, von zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten und von der Ausrichtung eines Flüssigkristalls in einer Flüssigkristallschicht zeigen.
13 ist eine Zeichnung, die in Form von Messungen eine Spannungsabhängigkeit des Reflexionskoeffizienten einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 5 zeigt.
14 ist eine Zeichnung, die eine Richtungskonfiguration der Ausrichtung des Flüssigkristalls sehr nahe bei einem oberen Substrat des Beispiels 7 und in einer Ebene parallel zu einer Betrachtungsrichtung zeigt.
15 ist eine Tabelle, die ein Ergebnis einer visuellen Beobachtung der reflektierenden Flüssigkristallanzeige des Beispiels 7 durch Änderung des θ4-Wertes zeigt.
16 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Hauptteils einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 8 schematisch zeigt.
17 ist eine Zeichnung, die eine Richtungskonfiguration von einer Polarisationsplatte, von zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten und von der Ausrichtung eines Flüssigkristalls in einer Flüssigkristallschicht der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 8 zeigt.
18 ist ein vergrößerter Grundriss, der die Konkavitäten und Konvexitäten auf einer Lichtreflektorplatte zeigt, die in einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 9 verwendet wird.
19 ist eine Konzeptzeichnung, die eine Richtung zeigt, in der die Reflexionseigenschaft auf einer reflektierenden Elektrode (einer Lichtreflektorplatte) des Beispiels 9 unter Verwendung eines optischen Messsystems gemessen wird.
20 ist eine Zeichnung, die die Messungen der Reflexionseigenschaft der reflektierenden Elektrode (der Lichtreflektorplatte) des Beispiels 9 unter Verwendung des in 19 gezeigten Messsystems zeigt.
21(a) bis 21(d), die auf die Proben Nr. 9a, Nr. 9b bzw. Nr. 9c der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 9 Bezug nehmen, sind Zeichnungen, die eine Richtungskonfiguration von einer Polarisationsplatte, von zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten und von der Ausrichtung eines Flüssigkristalls in einer Flüssigkristallschicht zeigen.
22 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Hauptteils eines Berührungsbildschirms schematisch zeigt, der in einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet wird, die einen Berührungsbildschirm des Beispiels 10 enthält.
23 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Hauptteils der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung schematisch zeigt, die einen Berührungsbildschirm des Beispiels 10 enthält.
24 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Hauptteils der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung schematisch zeigt, die einen Berührungsbildschirm eines Vergleichsbeispiels enthält.
25 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Hauptteils einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung schematisch zeigt.
26 ist eine Zeichnung, die eine Richtungskonfiguration von einer Polarisationsplatte und von zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten einer weiteren Ausführungsform zeigt.
27 ist eine erklärende Zeichnung, die die Spannung zeigt, die verschiedene Zustände der Ausrichtung einer Flüssigkristallschicht einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung verursacht.
28 ist eine erklärende Zeichnung, die die Änderungen in der Betrachtungswinkelcharakteristik mit einer Beziehung zwischen der Beleuchtungsrichtung und der Richtung der Ausrichtung einer Flüssigkristallschicht einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
29 ist eine Zeichnung, die in Form von Messungen eine Spannungsabhängigkeit des Reflexionskoeffizienten einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 11 zeigt.
30 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Hauptteils der Probe Nr. 12a des Beispiels 12 zeigt.
31 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Hauptteils der Probe Nr. 12b des Beispiels 12 zeigt.
DIE BESTEN ARTEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf Beispiels und Ausführungsformen erörtert die folgende Beschreibung die Erfindung weit ausführlicher, wobei die Erfindung durch die Erörterung keineswegs eingeschränkt ist.
[DIE ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG]
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung erörtert die folgende Beschreibung eine Ausführungsform gemäß der Erfindung.
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Hauptteils einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung eines Beispiels gemäß der Erfindung schematisch zeigt. Wie aus 1 ersichtlich ist, enthält die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine Flüssigkristallschicht 1, die einem verdrehten nematischen Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie enthält, der zwischen einem Substrat 4, auf dem eine ausrichtungsverarbeitete Ausrichtungsschicht 2 gebildet ist, und einem Substrat 5, auf dem eine ähnliche ausrichtungsverarbeitete Ausrichtungsschicht 3 gebildet ist, sandwichartig angeordnet ist. Ferner ist auf dem unteren Substrat 5 ein lichtreflektierender Film 7 angeordnet; die reflektierende Oberfläche des lichtreflektierenden Films 7 besitzt vorzugsweise derartige gleichmäßige Konkavitäten und Konvexitäten, die die Polarisation während der Reflexion des Lichtes erhalten. Bevorzugter sind die gleichmäßigen Konkavitäten und Konvexitäten so, dass sich der Konkavitäts- und Konvexitätszyklus entsprechend der Azimutrichtung auf der reflektierenden Oberfläche des lichtreflektierenden Films 7 verändert.
Auf dem oberen Substrat 4 ist eine transparente Elektrode 6 vorgesehen. Der lichtreflektierende Film 7 auf dem unteren Substrat 5 ist aus einem leitenden Werkstoff gebildet, wobei er eine Doppelrolle als eine Elektrode spielt. Durch die transparente Elektrode 6 und den lichtreflektierenden Film 7 wird eine Spannung über der Flüssigkristallschicht 1 angelegt. Als ein Mittel zum Anlegen einer Spannung an das auf diese Weise angeordnete Elektrodenpaar kann ein aktives Schaltelement verwendet werden; es gibt jedoch keine speziellen Einschränkungen. Es wird angemerkt, dass, falls ein Element, das nicht als eine Elektrode dient, als der lichtreflektierende Film 7 verwendet wird, eine Elektrode auf der Seite vorgesehen sein sollte, auf der das Substrat 5 angeordnet ist.
Ferner ist auf einer Anzeigeoberfläche der Flüssigkristall-Ansteuerzelle, die auf diese Weise aus den Substraten 4 und 5 und der Flüssigkristallschicht 1 angeordnet ist, wobei sich die Anzeigeoberfläche auf der Seite befindet, auf der das Substrat 4 angeordnet ist, ein Zirkulärpolarisationsmittel 100 vorgesehen, um das natürliche Licht zu filtern und entweder rechtszirkulär oder linkszirkulär polarisiertes Licht selektiv durchzulassen. In diesem Beispiel wird das Zirkulärpolarisationsmittel 100 durch eine optische Verzögerungskompensations platte 8, eine optische Verzögerungskompensationsplatte 9 und eine Polarisationsplatte 10 gebildet, die in dieser Reihenfolge auf der Anzeigeoberfläche auf der Seite gestapelt sind, auf der das Substrat 4 angeordnet ist.
Die folgende Beschreibung erörtert die optischen Eigenschaften und Funktionen dieser optischen Elemente, d. h. der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8, der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 und der Polarisationsplatte 10.
Die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieser Ausführungsform erlaubt dem Beleuchtungslicht, wie z. B. dem externen Licht, durch die Polarisationsplatte 10 in die Flüssigkristallschicht 1 einzutreten, wobei sie von der Seite der Polarisationsplatte 10 betrachtet wird, durch die das Beleuchtungslicht eintritt. Die Polarisationsplatte 10 leitet selektiv nur eine linear polarisierte Lichtkomponente in einer speziellen Richtung durch, wobei die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 und die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 den Polarisationszustand der einfallenden linear polarisierten Lichtkomponente ändern.
Hier ist das einfallende Licht, nachdem es durch die optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gegangen ist, unter den Bedingungen, dass die Verzögerung in der Normalenrichtung des Substrats der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 nicht kleiner als 100 nm und nicht größer als 180 nm und in der Normalenrichtung des Substrats der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 nicht kleiner als 200 nm und nicht größer als 360 nm ist, und dass der Wert von |2 _ θ2 – θ1| nicht kleiner als 35° und nicht größer als 55° ist, wobei θ1 der durch die langsame Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 und entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Polarisationsplatte 10 gebildete Winkel ist, während θ2 der durch die langsame Achse der zweiten optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 und entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Polarisationsplatte 10 gebildete Winkel ist, im Wesentlichen zirkulär polarisiert. Ob das Licht rechtszirkulär oder linkszirkulär polarisiert ist, hängt in einem derartigen Fall von der Konfiguration dieser drei optischen Elemente ab (d. h. der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8, der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 und der Polarisationsplatte 10).
Um dies weiter zu veranschaulichen, ist im Folgenden eine ausführliche Beschreibung unter Bezugnahme auf 2 gegeben, die ein Konfigurationsbeispiel zeigt. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass in diesem Beispiel die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung aus der Richtung betrachtet wird, in der das Licht eintritt. Das einfallende Licht, das in die Flüssigkristallanzeigevorrichtung eintritt, geht durch die Polarisationsplatte 10, die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 und die optische Verzögerungskompensationsplatte 8, wobei es deshalb im Wesentlichen eine rechtszirkuläre Polarisation erhält, falls die drei optischen Elemente konfiguriert sind, wie in 2 gezeigt ist, oder spezifischer, falls die drei optischen Elemente konfiguriert sind, um θ1 = 75° und θ2 = 15° zu erfüllen, wobei 11 die Durchlassachse der Polarisationsplatte 10 darstellt, 13 die langsame Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 darstellt, 12 die langsame Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 darstellt, θ1 den durch die Durchlassachse 11 der Polarisationsplatte 10 und die langsame Achse 13 der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gebildeten Winkel darstellt und θ2 den durch die Durchlassachse 11 der Polarisationsplatte 10 und die langsame Achse 12 der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 gebildeten Winkel darstellt.
Ferner ändert das einfallende Licht, das in die Flüssigkristallschicht 1 eintritt, durch eine Umsetzungsfunktion für polarisiertes Licht eines verdrehten doppelbrechenden Mediums (eines Flüssigkristalls) in der Flüssigkristallschicht 1, das entsprechend einer angelegten Spannung ausrichtet ist, seinen Polarisationszustand und erreicht die Reflektorplatte. Der Polarisationszustand des lichtreflektierenden Films 7 verändert sich in einem derartigen Fall abhängig von der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle.
Zuerst wird der dunkle Zustand erklärt. Falls sich die Flüssigkristallmoleküle durch das Anlegen der Spannung parallel zur Gradientenrichtung der angelegten Spannung ausrichten und keine Umsetzungsfunktionen für polarisiertes Licht auf das Licht besitzen, das sich parallel zur Normalen zur Vorrichtung fortpflanzt, erreicht das einfallende zirkulär polarisierte Licht den lichtreflektierenden Film 7, während keine Änderungen in seiner Polarisation erlaubt sind, wobei ein dunkler Zustand erreicht wird. Durch das Herstellen eines dunklen Zustandes über den gesamten sichtbaren Bereich wird eine schwarze Anzeige erreicht.
Die Erfinder haben festgestellt, dass die folgenden Bedingungen erfüllt sein müssen, um einen Polarisationszustand vorzubereiten, der zu diesem praktisch über den sichtbaren Bereich ähnlich ist. Die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 muss eine derartige Eigenschaft besitzen, um das Licht im hauptsächlichen sichtbaren Bereich von 400 nm bis 700 nm mit einer Phasendifferenz bereitzustellen, die zu einer viertel Wellenlänge äquivalent ist, z. B. um Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm mit einer Verzögerung von 100 nm bis 180 nm bereitzustellen. Ferner muss die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 eine derartige Eigenschaft besitzen, um Licht im gleichen hauptsächlichen sichtbaren Bereich mit einer Phasendifferenz bereitzustellen, die zu einer halben Wellenlänge äquivalent ist, z. B. um Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm mit einer Verzögerung von 200 nm bis 360 nm bereitzustellen.
Ferner gilt entsprechend der Konfiguration der Polarisationsplatte 10 und der optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9, wie in 2 gezeigt sind, |2 _ θ2 – θ1| = 45°, weil θ1 = 75° und θ2 = 15° gilt, wie vorausgehend erwähnt worden ist, wobei die folgende Ungleichung erfüllt ist: 35° ≤ |2 _ θ2 – θ1| ≤ 55° (1)
Obwohl die Werte von θ1 und θ2 offensichtlich geändert werden können, solange wie diese Ungleichung erfüllt ist, sind die spezifischen Werte vorzugsweise durch eine Kombination der Dispersion der Doppelbrechung der zwei verwendeten optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 bestimmt. Außerdem kann sich der Wert |2 _ θ2 – θ1| in einem 20°-Bereich entsprechend dem Winkel ändern, dessen Einstellung in Gleichung (1) festgesetzt ist, wobei sich der bevorzugte Wert innerhalb dieses Bereichs ferner abhängig von der Umsetzungsfunktion für polarisiertes Licht der Flüssigkristallschicht 1 in einem Fall ändert, in dem eine Spannung über der Flüssigkristallschicht 1 angelegt ist. Mit anderen Worten, die Konfiguration ist vorzugsweise so spezifiziert, dass das Licht auf dem lichtreflektierenden Film 7 zirkulär polarisiert ist, während die Doppelbrechung an den optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 und der Flüssigkristallschicht 1 berücksichtigt wird. In einem derartigen Fall hängt die Umsetzungsfunktion für polarisiertes Licht der Flüssigkristallschicht 1, wenn eine Spannung im Wesentlichen über der Flüssigkristallschicht 1 angelegt ist, nicht kritisch von der Präzision der Herstellung der Flüssigkristallschicht 1 ab, deshalb kann die Flüssigkristallschicht 1 leicht gefertigt und hergestellt werden.
Als Nächstes wird die Funktion des hellen Zustands erklärt. Ein heller Zustand kann erreicht werden, indem das im Wesentlichen zirkulär polarisierte einfallende Licht mit den optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9, die konfiguriert sind, um die obenerwähnte Gleichung (1) zu erfüllen, in linear polarisiertes Licht auf dem lichtreflektierenden Film 7 geändert wird; die Schwingungsrichtung eines durch das linear polarisierte Licht erzeugten optoelektrischen Feldes liegt in diesem Fall beliebig in der Ebene, die den lichtreflektierenden Film 7 enthält. Mit anderen Worten, ungeachtet ob das Licht mit Wellenlängen im sichtbaren Bereich in den Richtungen linear polarisiert ist, die sich abhängig von den Wellenlängen verändern, oder ob das Licht ungeachtet der Wellenlängen in der gleichen Richtung linear polarisiert ist, kann ein ähnlich heller Zustand erreicht werden.
Dies macht es wichtig, eine Flüssigkristallschicht 1 mit einer derartigen optischen Funktion zu verwirklichen, dass das auf die Flüssigkristallschicht 1 einfallende Licht, das im Wesentlichen zirkulär polarisiert ist, um den obenerwähnten dunklen Zustand zu verwirklichen, in einem Bereich sichtbarer Wellenlängen in beliebigen Richtungen linear polarisiert wird.
Wird die elektrische Ansteuerung, die die Fertigung und Herstellung der Flüssigkristallschicht 1 unterstützt, berücksichtigt, weil der dunkle Zustand in einem Zustand mit angelegter Spannung erreicht wird, muss der helle Zustand entweder in einem Zustand, in dem keine Spannung angelegt ist, oder in einem Zustand, in dem sich die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle mit der Spannung ändert, jedoch in einer im hohen Maße von den Änderungen in einem dunklen Zustand verschiedenen Weise, verwirklicht sein.
Die Erfinder haben emsig gearbeitet und erfolgreich einen Bereich gefunden, über dem eine praktisch ausreichende Funktion eines hellen Zustands zu verwirklichen ist, mit anderen Worten, einen Bereich, über dem eine ausreichende Helligkeit im sichtbaren Bereich des Spektrums zu sichern und die Entwicklung einer Flüssigkristallzusammensetzung zu ermöglichen ist, die für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen geeignet ist, die mit hohen Ausbeuten leicht gefertigt werden können.
Die spezifischen Bedingungen, um dies zu erreichen, sind, den Verdrehungs winkel des verdrehten nematischen Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht 1 auf nicht kleiner als 45° und nicht größer als 100° zu setzen und das Produkt Δnd der Doppelbrechungsdifferenz Δn des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht 1 und der Dicke d der Flüssigkristallschicht 1 auf nicht kleiner als 150 nm und nicht größer als 350 nm zu setzen.
Bevorzugter ist hier der Verdrehungswinkel auf nicht kleiner als 60° und nicht größer als 100° gesetzt, während das Produkt Δnd aus der Doppelbrechungsdifferenz Δn des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht 1 und aus der Dicke d der Flüssigkristallschicht 1 auf nicht kleiner als 250 nm und nicht größer als 300 nm gesetzt ist. Noch bevorzugter ist der Verdrehungswinkel auf nicht kleiner als 65° und nicht größer als 90° gesetzt, während das Produkt Δnd aus der Doppelbrechungsdifferenz Δn des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht 1 und aus der Dicke d der Flüssigkristallschicht 1 auf nicht kleiner als 250 nm und nicht größer als 300 nm gesetzt ist. Selbst unter einer derartigen Bedingung bei der Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung, dass die Dicke der Flüssigkristallschicht 1 z. B. auf 4,5 μm gesetzt ist, können die noch bevorzugten Bereichsbedingungen mit einem praktischen Flüssigkristallswerkstoff erfüllt sein, der eine Flüssigkristallschicht 1 enthält, deren Δn etwa 0,0667 beträgt, dies erlaubt, dass eine im hohen Grade praktische Flüssigkristallanzeigevorrichtung herzustellen ist.
Im Folgenden werden spezifische Beispiele gemäß dieser Ausführungsform erörtert.
[Beispiel 1]
Zuerst erklärt die folgende Beschreibung als das Beispiel 1 die Bewertung der Spezifikationen der Flüssigkristallschicht mittels einer Berechnung, die erforderlich ist, um die Flüssigkristallschicht unter Berücksichtigung ihrer optischen Funktionen spezifisch zu konstruieren. Für eine optimale Konstruktion der Flüssigkristallschicht wird die durch die Gleichung (2) gegebene Bewertungsfunktion verwendet, um die Spezifikationen der Flüssigkristallschicht zu bewerten: f = 1 – s3 2 (2)
Hier ist s₃ ein Stokes-Parameter, um einen Polarisationszustand zu spezifizie ren, spezifischer ein Stokes-Parameter bezüglich des Polarisationszustandes des Lichtes, das nur einmal durch die Flüssigkristallschicht gegangen ist, auf der reflektierenden Oberfläche. Es wird angemerkt, dass der hier verwendete Stokes-Parameter normiert ist.
Wenn die Intensität des Lichtes normiert ist, kann der Polarisationszustand des vollständig polarisierten Lichtes durch einen Stokes-Parameter beschrieben werden, der drei Komponenten besitzt: s₁ und s₂ stellen die entsprechenden Komponenten des linear polarisierten Lichts dar, deren Schwingungsflächen sich voneinander um 45° unterscheiden, während s₃ die zirkulär polarisierte Lichtkomponente beschreibt. s₁, s₂, s₃ sind nicht kleiner als –1 und nicht größer als 1: unter ihnen ist s₃ für zirkulär polarisiertes Licht gleich ±1, für linear polarisiertes Licht gleich 0 und für elliptisch polarisiertes Licht gleich einem Wert zwischen diesen zwei Werten.
Mit anderen Worten, die Bewertungsfunktion f erzeugt im Ergebnis des Quadrierens von s₃ ungeachtet der Orientierung des polarisierten Lichts drei Werte entsprechend dem Polarisationszustand auf der reflektierende Oberfläche: f = 0 für zirkulär polarisiertes Licht, 0 < f < 1 für elliptisch polarisiertes Licht und f = 1 für linear polarisiertes Licht.
Es ist durch die von den Erfindern der Erfindung ausgeführte Analyse bestätigt worden, dass, vorausgesetzt, dass das Licht in irgendein gegebenes doppelbrechendes Medium, das zwischen einer einzelnen Polarisationsplatte und einer reflektierende Oberfläche, die wie eine spiegelnde Oberfläche reflektiert, sandwichartig angeordnet ist, von der Seite der Polarisationsplatte eintritt, das reflektierte Licht im Fall f = 0 (zirkulär polarisiertes Licht) auf der Reflektorplatte vollständig durch die Polarisationsplatte absorbiert wird, durch die das Licht nach dem Eintreten gegangen ist, und im Fall f = 1 durch die Polarisationsplatte gehen kann, ohne absorbiert zu werden. Wenn die Bewertungsfunktion f einen Wert zwischen diesen zwei Werten erzeugt, wird das reflektierte Licht durch die Polarisationsplatte teilweise absorbiert, wobei der Rest des reflektierten Lichtes durch die Polarisationsplatte geht, dies führt zu einer Anzeige mit einem dazwischenliegenden Reflexionskoeffizienten.
Es ist ferner festgestellt worden, dass die Bewertungsfunktion f zum Reflexionskoeffizienten einer derartigen reflektierenden Flüssigkristallanzeigevor richtung mit einer einzelnen Polarisationsplatte, die das einfallende Licht auf der Reflektorplatte reflektiert, direkt proportional ist, und dass der Reflexionskoeffizient der Betriebsart mit einer einzelnen Polarisationsplatte bewertet werden kann. Deshalb ist es durch die Verwendung der Bewertungsfunktion f möglich, sowohl vorherzusagen, ob eine zufriedenstellende Helligkeit in der hellen Anzeige erhalten werden kann, als auch vorherzusagen, ob ein zufriedenstellender dunkler Zustand erhalten werden kann.
Wie aus dem obigen ersichtlich ist, kann die Bewertungsfunktion f verwendet werden, um die Anzeigeleistung vorherzusagen, wobei die Erfinder gearbeitet haben, um eine Betriebsart der Flüssigkristallanzeige zu finden, bei der erwartet wird, dass die Betriebsart mit einer einzelnen Polarisationsplatte die beste Leistung zeigt. Ein spezifisches Schema wird in der folgenden Beschreibung erklärt.
Zuerst wird eine Betrachtung über die Produktivität bei der Massenfertigung der Flüssigkristallanzeigevorrichtungen gegeben. Dem Aufrechterhalten der Präzision der Dicke der Flüssigkristallschicht wird spezielle Beachtung geschenkt, weil die Dicke die optischen Eigenschaften der Flüssigkristallanzeigevorrichtung bestimmt und das Aufrechterhalten der Präzision die Produktivität im hohen Maße beeinflusst.
Als ein Verfahren zum Aufrechterhalten der Dicke der Flüssigkristallschicht würde ein Verfahren, kugelförmige Abstandshalter vorzusehen, die gefertigt sind, sodass sie einen einzelnen Durchmesser besitzen und zwischen den Substraten angeordnet sind, zwischen denen die Flüssigkristallschicht sandwichartig angeordnet ist, zu einem hervorragenden Ausgleich zwischen der Präzision und der praktischen Leistung führen. Selbst wenn dieses Verfahren verwendet wird, führt jedoch die Anforderung an die hohe Präzision in der Massenproduktion zu einem Anstieg der Kosten der Massenproduktion. Wie aus diesem selbstverständlich ist, ist es für industrielle Zwecke wichtig, ein Verfahren zu entwickeln, das die Präzision der Dicke der Flüssigkristallschicht nicht erfordert.
Es ist außerdem wichtig, die Eigenschaften des menschlichen Gesichtssinns in Bezug auf die Anzeigequalität der hergestellten Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu betrachten. Es ist hinsichtlich des menschlichen Gesichtssinns be kannt, dass die wahrgenommene Helligkeit nicht zur tatsächlichen Intensität des Lichtes, das die Netzhaut eines Augapfels reizt, proportional ist, sondern stattdessen eine nichtlineare Kennlinie zeigt. Spezifischer werden die gleichen Variationen der Lichtintensität von einer Anzeigevorrichtung abhängig von der Stärke des Reizes, der der Netzhaut gleichzeitig dargestellt wird, wie eine kleine Variation der Helligkeit (wenn der Hintergrund einen starken Reiz darstellt) oder eine große Variation der Helligkeit (wenn der Hintergrund einen schwachen Reiz darstellt) wahrgenommen. Wird die nichtlineare Kennlinie des Gesichtssinns berücksichtigt, würde es selbstverständlich sein, dass das gleiche Niveau der Unregelmäßigkeit des Reflexionskoeffizienten die Anzeigequalität weiter verschlechtern könnte, wenn dies bei einer dunklen Anzeige anstatt bei einer hellen Anzeige geschieht.
Wie aus der obigen Beschreibung selbstverständlich ist, wird, falls es zwei Zustände gibt, einer mit einer relativ großen Unregelmäßigkeit des Reflexionskoeffizienten und der andere mit einer relativ kleinen Unregelmäßigkeit des Reflexionskoeffizienten, der Zustand mit einer relativ kleinen Unregelmäßigkeit des Reflexionskoeffizienten vorzugsweise der dunklen Anzeige zugewiesen, während der Zustand mit einer relativ großen Unregelmäßigkeit des Reflexionskoeffizienten der hellen Anzeige zugewiesen wird, um die Herstellung der Elemente der Flüssigkristallanzeige mit zufriedenstellender Anzeigequalität zu ermöglichen.
Wenn ferner die Umsetzungsfunktion für polarisiertes Licht durch das Anlegen einer beträchtlichen Spannung über der Flüssigkristallschicht verloren wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Unregelmäßigkeit der Dicke der Flüssigkristallschicht zu einer großen Veränderung der Umsetzungsfunktion für polarisiertes Licht führt.
Anhand der drei obigen Punkte könnte es selbstverständlich sein, dass eine zufriedenstellende Anzeige erhalten werden kann, indem der dunklen Anzeige ein Ausrichtungszustand zugeordnet wird, in dem eine beträchtliche Spannung angelegt ist. Mit anderen Worten, es wird bevorzugt, der hellen Anzeige einen Zustand zuzuordnen, in dem über dem Flüssigkristall keine Spannung angelegt ist, und außerdem der dunklen Anzeige einen Zustand zuzuordnen, in dem über dem Flüssigkristall eine Spannung angelegt ist, d. h., den so genannten normalerweise weißen Betrieb zu übernehmen.
Als Nächstes erklärt die folgende Beschreibung auf der Grundlage der Bewertungsfunktion f die Spezifikationen der optischen Verzögerungskompensationsplatte und des Abschnitts der Flüssigkristallschicht, um diese Spezifikationen zu verwirklichen.
Zuerst besitzt in einem Fall, in dem eine beträchtliche Spannung über der Flüssigkristallschicht angelegt ist, die Flüssigkristallschicht keine Umsetzungsfunktion für polarisiertes Licht. Die optische Verzögerungskompensationsplatte ist erforderlich, um die Eigenschaft zu besitzen, das Licht so zu ändern, dass das Licht, dass durch die Flüssigkristallschicht gegangen ist und die Reflektorplatte erreicht hat, zirkulär polarisiertes Licht auf der Reflektorplatte wird. Hier ist die Orientierung des zirkulär polarisierten Lichts entweder rechtszirkulär oder linkszirkulär.
Die obenerwähnten Spezifikationen hinsichtlich der optischen Verzögerungskompensationsplatte ermöglichen, dass diese Eigenschaft über ein breites Band des Spektrums erhalten wird. In einem derartigen Fall ist die Bewertungsfunktion f gleich 0, weil die Umsetzungsfunktionen für polarisiertes Licht des Flüssigkristalls verloren worden ist, wobei ein zufriedenstellender dunkler Zustand auftritt.
Im Gegensatz ist es in einem Fall, in dem keine Spannung über der Flüssigkristallschicht angelegt ist, notwendig, um die Bedingungen zu untersuchen, um eine ausreichende Reflexionshelligkeit zu erhalten, die Bewertungsfunktion f mit der optischen Verzögerungskompensationsplatte, die wie oben spezifiziert ist, zu bewerten, um zirkulär polarisiertes Licht zu erzeugen. Die Erfinder haben eine Bewertungsfunktion f für eine derartige Ausrichtung, dass die Flüssigkristallschicht gleichmäßig verdreht ist, in einem Zustand erhalten, in dem keine Spannung über der Flüssigkristallschicht angelegt ist. Im Ergebnis ist aus der analytischen Berechnung von s₃ unter Verwendung des Jones-Matrix-Verfahrens festgestellt worden, dass, wenn zirkulär polarisiertes Licht in den Flüssigkristall eintritt, die Bewertungsfunktion f durch die Gleichung (3) gegeben ist.
ϕ_tw ist der Verdrehungswinkel zwischen den oberen und unteren Substraten.
3 zeigt als eine graphische Darstellung einer Kontur die Werte der Bewertungsfunktion f bei einer Wellenlänge, die die höchste visuelle Empfindlichkeit (λ = 550 nm) erzeugt, gegen Δnd und den Verdrehungswinkel der Flüssigkristallschicht, die deren Entwurfsparameter sind. Es wird angemerkt, dass, weil die Funktion f eine gerade Funktion ist, die Werte der Funktion f nur für positive Werte des Verdrehungswinkels ϕ_tw gezeigt sind; es ist jedoch unnötig zu sagen, dass die tatsächliche Verdrehungsrichtung der Ausrichtung des Flüssigkristalls entweder rechtshändig oder linkshändig sein kann.
3 zeigt die Werte für eine einzelne Wellenlänge (550 nm). Das gleiche Bewertungsverfahren kann für die Wellenlängen in einem sichtbaren Bereich verwendet werden, d. h. von 380 nm bis 780 nm. Die Anwendung des Verfahrens auf das einfallende Licht mit von 550 nm verschiedenen Wellenlängen erfordert nur Änderungen in Δn und λ unter den anderen Variablen der Bewertungsfunktion f.
Die Betrachtung der Wirkungen auf das menschliche Sehvermögen, die sich abhängig von der Wellenlänge verändern, wie oben ausführlich dargelegt worden ist, und die Berechnung eines Überlappungsintegrals mit der Funktion f unter den Annahmen der visuellen Empfindlichkeit und einer Standardlichtquelle für die Beleuchtung ermöglichen eine genauere Optimierung. Spezifischer ist es nützlich, die Kurve der visuellen Empfindlichkeit (y_BAR(λ) der Farbanpassungsfunktion nach CIE1931) und die Spektraldichte S_D65(λ) einer D₆₅-Standardlichtquelle in die obenerwähnte Gleichung (3) einzusetzen, und dies als Gleichung (4) zu definieren.
Hier zeigt f(λ), die aus der Berechnung der Gleichung (3) erhalten wird, deutlich, dass die Funktion von der Wellenlänge λ abhängig ist.
Die auf diese Weise definierte f_vis wird für Δnd und den Verdrehungswinkel in der gleichen Weise wie in 3 berechnet, wobei sie in 4 gezeigt ist. Hier wird die Berechnung ausgeführt, indem die Dispersion von Δn berücksichtigt wird, wobei Δnd auf der Ordinatenachse die Werte für das Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm zeigt.
Weil ferner die durch die Gleichung (2) gegebene Bewertungsfunktion f Werte zeigt, zum Reflexionskoeffizienten einer Anzeige direkt proportional sind, wird es durch das Ändern der Farbanpassungsfunktion yBAR(λ) nach Gleichung (4) auf x_BAR(λ) oder z_BAR(λ), die in CIE 1931 ähnlich spezifiziert sind, möglich, die Farbart zu berechnen. Folglich wird die Farbart (x, y) mit der D₆₅-Lichtquelle für die gleichen Parameter wie in 4 berechnet. Die resultierenden x- und y-Werte sind in den 5 bzw. 6 gezeigt.
Wenn all dies berücksichtigt wird, werden Bedingungen spezifiziert, um einen ausreichenden Reflexionsgrad (f_vis ist gleich 0,7 oder höher) und einen zufriedenstellenden Farbton in einer weißen Anzeige (x ist nicht kleiner als 0,27 und nicht größer als 0,35 und y ist nicht kleiner als 0,28 und nicht größer als 0,36) zu erzeugen, wobei eine geeignete Δnd und ein geeigneter Bereich der Verdrehungsfarbe erhalten werden. Die Ergebnisse sind in 7 gezeigt.
In dieser Weise werden die Bereiche der Parameter einer Flüssigkristallschicht erhalten, die erforderlich sind, um eine ausreichende Helligkeit und einen ausreichenden Farbton zu verwirklichen. Die Spezifikationen der Flüssigkristallschicht enthalten jedoch ferner eine Einschränkung im Ergebnis der Spezifikation der Dicke der Flüssigkristallschicht des Flüssigkristallwerkstoffs. Deshalb würde nicht jeder Teil des schraffierten Bereichs in 7 für praktische Zwecke geeignet sein. Außerdem können zufriedenstellende Bedingungen ebenfalls ein wenig außerhalb des Bereichs gefunden werden. Hinsichtlich dessen wird eine weitere Beschreibung gegeben.
Es ist bekannt, dass eine optische Eigenschaft Δn des Flüssigkristallwerkstoffs und ein Temperaturbereich, in dem der Flüssigkristallwerkstoff richtig arbeitet, eine bestimmte Korrelation besitzen. Spezifischer besitzt der Flüssigkristallwerkstoff für die tatsächliche Verwendung, der typischerweise durch Mischen mit bestimmten Zusammensetzungen eingestellt ist, damit er die notwendigen Eigenschaften besitzt, einen schmaleren Temperaturbereich, um die nematische Phase zu erhalten, wenn Δn im Ergebnis einer Änderung des Mischungsverhältnisses abnimmt. In einem derartigen Fall ist es schwierig, die funktionsfähigen und erhaltbaren Temperaturbereiche der Flüssigkristallanzeigevorrichtung drastisch schmaler zu machen. Das heißt, im Hinblick auf den Temperaturbereich, um eine nematische Phase stabil zu erhalten, besitzt Δn des Flüssigkristallwerkstoffs eine untere Grenze. Aus diesen Gründen ist es erforderlich, dass Δn bei Zimmertemperatur, obwohl es vom notwendigen Temperaturbereich usw. abhängig ist, nicht kleiner als etwa 0,05, vorzugsweise nicht kleiner als 0,065 ist.
Außerdem besitzt die Dicke der Flüssigkristallschicht Einschränkungen, die auf die Rate der fehlerhaften Produkte zurückzuführen sind, die während des Fertigungsprozesses der Flüssigkristallanzeigevorrichtung durch unerwünschten Staub und dergleichen verursacht werden, und die außerdem auf Niveauunterschiede der Fertigungselemente für das Ansteuern des Flüssigkristalls, die Ebenheit des verwendeten Substrats usw. zurückzuführen sind. Wenn die Flüssigkristallschicht in einem Teil einer Anordnung gemäß der Erfindung übernommen wird, wie sie in dieser Anmeldung definiert ist, tragen die Konkavitäten und Konvexitäten in einer konkaven und konvexen zerstreut reflektierenden Platte, die sich in der Nähe der Flüssigkristallschicht befindet, zu den Einschränkungen bei.
Für durchlässige Flüssigkristallanzeigevorrichtungen ist die Dicke der Flüssigkristallschicht auf etwa 5 μm gesetzt, wobei die Herstellungstechnologie für eine derartige Anordnung gut etabliert ist. Die Dicke der Flüssigkristallschicht weiter drastisch zu verringern, würde äußerst schwierig und nicht praktisch sein. Deshalb sollte die Flüssigkristallschicht so gefertigt werden, dass sie eine Dicke von nicht kleiner als etwa 3 μm, vorzugsweise nicht kleiner als 4 μm besitzt.
Aus diesen oben dargelegten Gesichtspunkten ist es nützlich, Δnd, das ist das Produkt aus der Brechungsindexdifferenz Δn des Flüssigkristalls und aus der Dicke d der Flüssigkristallschicht, auf nicht kleiner als 150 nm, vorzugsweise auf nicht kleiner als 260 nm zu setzen.
Ferner wird in einem tatsächlichen Flüssigkristall einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die sich in einem angesteuerten Zustand befindet, in vielen Fällen eine Spannung, die größer als die in nächster Nähe des Schwellenwerts des Flüssigkristalls ist, der eine Schwellenwerteigenschaft zeigt, angelegt, um den Flüssigkristall anzusteuern. In einem derartigen Fall neigt sich der Flüssigkristall, über dem eine Spannung in der Nähe des Schwellenwerts angelegt ist, ein wenig im Vergleich zu dem Zustand, in dem keine Spannung angelegt ist, wobei die Brechungsindexdifferenz in der Normalenrichtung des Substrats in dem ein wenig geneigten Zustand in einer tatsächlichen Anzeige erscheint.
Wie aus diesem selbstverständlich ist, kann die durch den Flüssigkristallwerkstoff bestimmte Δn einen Wert annehmen, der etwa 10% größer als die effektive Δn in Bezug auf den geneigten Flüssigkristall ist. Es wird angemerkt, dass, weil es möglich ist, eine Anzeige am Schwellenwert oder niedriger des Flüssigkristalls auszuführen, diese Änderung des Wertes von Δnd geeignet nicht auf die untere Grenze von Δnd angewendet wird.
Wie oben ausführlich beschrieben worden ist, haben die Erfinder festgestellt, dass es aus der spezifischen Berechnung unter Verwendung der tatsächlichen Spezifikationen der Flüssigkristallschicht in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung in der Betriebsart mit einer einzelnen Polarisationsplatte nützlich ist, Δnd auf nicht kleiner als 150 nm zu setzen, wobei 350 nm ihre obere Grenze ist, und den Verdrehungswinkel des Flüssigkristalls auf 45° bis 100° zu setzen.
[Beispiel 2]
Im Beispiel 2 wurden reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, die wie in der obenerwähnten 1 strukturiert sind, mit Parametern gefertigt, die in der Tabelle 1 aufgelistet sind, um fünf Proben Nr. 2a bis Nr. 2f zu erhalten.
[Tabelle 1]
Die Anzeigeergebnisse der Proben sind in der Tabelle 2 grob gezeigt.
[Tabelle 2]
Es wird angemerkt, dass sich Vth auf die Werte der Schwellenspannung bezieht, bei denen in jeder Probe eine Änderung der Ausrichtung der Flüssigkristallschicht 1 beobachtet wird, wobei es, verursacht durch Δnd, das auf verschiedene Werte gesetzt wird, verschiedene Werte annimmt.
Wie im Obigen gezeigt ist, wurde eine weiße Anzeige in eine schwarze Anzeige geändert, wenn die Spannung von der tatsächlich verwendeten Spannung, d. h. von Vth auf 3,0 _ Vth, geändert wird, was die Proben Nr. 2a und Nr. 2b anbelangt, deren Parameter in den Bereich der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung fielen. Im Gegensatz, was die Proben Nr. 2c bis Nr. 2f anbelangt, deren Parameter nicht in den Bereich der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung fielen, die Anzeige dunkel (die Proben Nr. 2c und Nr. 2f) oder gefärbt (die Proben Nr. 2d und Nr. 2e) waren.
Diese Anzeigeergebnisse, die in der Tabelle 2 gezeigt sind, zeigen, dass große Änderungen in den Eigenschaften, die bei den Proben Nr. 2a bis Nr. 2f geschehen waren, nicht beobachtet wurden, wenn nur der spezifizierte relative Winkel θ3, der mit der Richtung, auf die der Flüssigkristall ausgerichtet ist, gebildet ist, geändert wird, ohne dass die relativen Winkel θ1 und θ2 zwischen der Polarisationsplatte 10 und den optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 geändert werden, und bestätigen stattdessen die Abhängigkeit von den Spezifikationen der Flüssigkristallschicht 1.
Außerdem wurden ähnliche Anzeigen, wie sie in der Tabelle 2 gezeigt sind, mit allen Kombinationen beobachtet: z. B. derartige Spezifikationen, dass das Licht, das in umgekehrter Orientierung zirkulär polarisiert ist, in den Flüssigkristall eintritt (d. h., θ1 und θ2 wurden gleichzeitig um 90° vergrößert oder es wurde das Vorzeichen sowohl von θ1 als auch von θ2 geändert), und derartige Spezifikationen, um das Licht in der gleichen Richtung zirkulär polarisiert zu erhalten (d. h. das Vorzeichen sowohl von θ1 als auch von θ2 wurde geändert und θ1 und θ2 wurden um 90° vergrößert).
Die obige Beschreibung zeigt, dass durch das spezifizieren der Flüssigkristallschicht 1, sodass das Produkt aus der Doppelbrechungsdifferenz des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht 1 und aus der Dicke der Flüssigkristallschicht nicht kleiner als 150 nm und nicht größer als 350 nm ist und der Verdrehungswinkel der Flüssigkristallschicht im Bereich von 45° bis 100° liegt, eine zufriedenstellende Anzeige im eingeschränkten Bereich verwirklicht werden kann.
Die folgenden Beispiele 3 und 4 zeigen Optimierungsbeispiele, in denen die Erfinder Bedingungen untersucht haben, um eine zufriedenstellendere Anzeige zu erreichen.
[Beispiel 3]
Als das Beispiel 3 wird eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, die eine Flüssigkristallschicht enthält, deren Verdrehungswinkel des verdrehten nematischen Flüssigkristalls auf 90° gesetzt ist, wobei die zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten eine Verzögerung von 135 nm bzw. 270 nm besitzen.
Im Beispiel 3 wurde eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung gefertigt, die strukturiert ist, wie in der obenerwähnten 1 gezeigt ist. Der lichtreflektierende Film 7 auf einem Substrat 5 wurde aus Aluminium hergestellt, wobei er als eine lichtreflektierende Elektrode diente. Außerdem war die Flüssigkristall-Ansteuerzelle eine 90° verdrehte Flüssigkristallschicht 1, die eingestellt war, damit sie nach der Einfügung des Flüssigkristalls eine Dicke von 4,2 μm besaß, wobei der eingefügte, hier verwendete Flüssigkristallwerkstoff die gleichen physikalischen Flüssigkristalleigenschaften (dielektrische Anisotropie, Elastizität, Viskosität, nematischer Temperaturbereich und die Spannungshalteeigenschaft) wie der Flüssigkristall besitzt, der in einer typischen durchlässigen TFT-Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet wird, nur mit der Ausnahme, dass Δn auf 0,065 eingestellt war. Hier war das Produkt aus der Dicke der Flüssigkristallschicht 1 und aus der Doppelbrechungsdifferenz des Flüssigkristalls auf 273 nm gesetzt.
In diesem Beispiel waren die Polarisationsplatte 10, die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 und die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 konfiguriert, wie in 8 gezeigt ist. Es wird angemerkt, dass in 8 11 sich auf die Durchlassachsenrichtung der Polarisationsplatte 10 bezieht, 12 sich auf die Richtung der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 bezieht, 13 sich auf die Richtung der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 bezieht, 14 sich auf die Richtung bezieht, auf die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, die sich mit der auf einem Substrat 4 gebildeten Ausrichtungsschicht 2 in Kontakt befinden, d. h., die sich sehr nahe bei der Ausrichtungsschicht 2 befinden, und 15 sich auf die Richtung bezieht, auf die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, die sich mit der auf einem Substrat 5 gebildeten Ausrichtungsschicht 3 in Kontakt befinden, d. h., die sich sehr nahe bei der Ausrichtungsschicht 3 befinden, und außerdem, das die Figur aus der Richtung des einfallenden Lichtes auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung betrachtet wird.
Ferner legt die Lagebeziehung, wie sie in 8 gezeigt ist, fest, dass der Winkel θ1, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 13 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gebildet wird, auf 75° gesetzt war, dass der Winkel θ2, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 12 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 gebildet wird, auf 15° gesetzt war, und dass der Winkel θ3, der durch die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 4 ausgerichtet sind, und die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 gebildet wird, auf 30° gesetzt war.
Die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 und die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 wurden beide aus einem aus Polyvinylalkohol hergestellten orientierten Film gebildet; die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 fügte eine auf 130 nm bis 140 nm gesteuerte Phasendifferenz in das Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm ein, das sich in einer Normalenrichtung durch sie fortgepflanzt hat, während die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 eine auf 265 nm bis 275 nm gesteuerte Phasendifferenz in die gleiche An des Lichtes einfügte.
Die optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 waren an einer derartigen Weise konfiguriert, um die optischen Eigenschaften der hergestellten Flüssigkristallanzeigevorrichtung in der Richtung von vorn zu verbessern; ihre Konfiguration, die die Flüssigkristallschicht 1 enthält, kann jedoch geändert werden, während die Eigenschaften bei der Beobachtung aus einer schrägen Richtung berücksichtigt werden. Irgendeine oder jede der optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 kann z. B. durch eine zweiachsige optische Verzögerungskompensationsplatte ersetzt sein, um die in das Licht, das in einer schrägen Richtung hindurchgeht, durch die optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 eingefügten Phasendifferenzen zu ändern, während die Bedingungen an die Einstellungen der Winkel in Übereinstimmung mit diesem Beispiel erfüllt sind, wie in 8 gezeigt ist. Es ist außerdem überflüssig zu sagen, dass die Einstellungen der Winkel innerhalb des Bereichs geändert werden können, der durch die obenerwähnte Gleichung (1) gegeben ist.
Ferner wurde als die Polarisationsplatte 10 eine Polarisationsplatte verwendet, die eine aus mehrschichtigen dielektrischen Filmen aufgebaute AR-Schicht enthielt und eine Durchlässigkeit von 45% zeigte, wenn sie in einem einzelnen Stück gemessen wurde.
In 9 ist eine graphische Darstellung gezeigt, die eine Spannungsabhängigkeit des Reflexionskoeffizienten der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung veranschaulicht, den der obenerwähnten Weise angeordnet ist. Der Reflexionskoeffizient wurde in einem angesteuerten Zustand, in dem eine Spannung über der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung in Übereinstimmung mit dem Beispiel angelegt war, unter Verwendung eines optischen Detektors, der das Licht erfasste, das von einer Beleuchtungs-Lichtquellenvorrichtung ausgestrahlt wurde, sich über einen Halbspiegel fortgepflanzt hatte, um auf einer Seite einzutreten, auf der das Substrat 4 angeordnet ist, und an dem auf dem Substrat 5 angeordneten lichtreflektierenden Film reflektiert wurde, gemessen, wie in 10 gezeigt ist. Ferner stellt in 9 der Reflexionskoefiizient bei 100% eine Messung an der gleichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung wie der dieses Beispiels dar, mit Ausnahme, dass sie keine optischen Verzögerungskompensationsplatten enthält, sondern nur die gleichen Polarisationsplatten wie diejenigen in der Vorrichtung, an der die Messung wie oben ausgeführt wird, in einem Zustand, in dem der Flüssigkristall nicht eingefüllt ist. Außerdem wird der Reflexionsgrad (die Y-Werte) als der Reflexionskoeffizient verwendet.
Wie aus den in 9 gezeigten Messergebnissen ersichtlich ist, wurde ein hoher Reflexionskoeffizient bei einer Ansteuerspannung erhalten, die so niedrig wie etwa 1 V oder sogar niedriger war.
[Beispiel 4]
Als das Beispiel 4 wird eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, die eine Flüssigkristallschicht enthält, deren Verdrehungswinkel des verdrehten nematischen Flüssigkristalls auf 70° gesetzt ist, wobei zwei optische Verzögerungskompensationsplatten eine Verzögerung von 135 nm bzw. 270 nm besitzen.
Im Beispiel 4 wurde eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die strukturiert war, wie in der obenerwähnten 1 gezeigt ist, hergestellt. Der lichtreflektierende Film 7 auf einem Substrat 5 wurde aus Aluminium hergestellt, wobei er als eine lichtreflektierende Elektrode diente. Außerdem war die Flüssigkristall-Ansteuerzelle eine 70° verdrehte Flüssigkristallschicht 1, die eingestellt war, damit sie nach der Einfügung des Flüssigkristalls eine Dicke von 4,5 μm (Probe Nr. 4a) oder von 4,2 μm (Probe Nr. 4b) besaß, wobei der eingefügte, hier verwendete Flüssigkristallwerkstoff die gleichen physikalischen Flüssigkristalleigenschaften (dielektrische Anisotropie, Elastizität, Viskosität, nematischer Temperaturbereich und die Spannungshalteeigenschaft) wie der Flüssigkristall besitzt, der in einer typischen durchlässigen TFT-Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet wird, nur mit der Ausnahme, dass Δn auf 0,06 eingestellt war. Hier war das Produkt aus der Dicke der Flüssigkristallschicht 1 und aus der Doppelbrechungsdifferenz des Flüssigkristalls auf 270 nm (Probe Nr. 4a) oder 250 nm (Probe Nr. 4b) gesetzt.
In diesem Beispiel waren die Polarisationsplatte 10, die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 und die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 konfiguriert, wie in 11 gezeigt ist. Es wird angemerkt, dass in 11 11 sich auf die Durchlassachsenrichtung der Polarisationsplatte bezieht, 12 sich auf die Richtung der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 bezieht, 13 sich auf die Richtung der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 bezieht, 14 sich auf die Richtung bezieht, auf die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, die sich mit der auf einem Substrat 4 gebildeten Ausrichtungsschicht 2 in Kontakt befinden, d. h., die sich sehr nahe bei der Ausrichtungsschicht 2 befinden, und 15 sich auf die Richtung bezieht, auf die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, die sich mit der auf einem Substrat 5 gebildeten Ausrichtungsschicht 3 in Kontakt befinden, d. h., die sich sehr nahe bei der Ausrichtungsschicht 3 be finden, und außerdem, das die Figur aus der Richtung des einfallenden Lichtes auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung betrachtet wird.
Ferner legt die Lagebeziehung, wie sie in 11 gezeigt ist, fest, dass der Winkel θ1, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 13 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gebildet wird, auf 75° gesetzt war, dass der Winkel θ2, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 12 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 gebildet wird, auf 15° gesetzt war, und dass der Winkel θ3, der durch die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 4 ausgerichtet sind, und die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 gebildet wird, auf 45° gesetzt war.
Die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 und die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 wurden beide aus einem aus Polyvinylalkohol hergestellten orientierten Film gebildet; die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 fügte eine auf 130 nm bis 140 nm gesteuerte Phasendifferenz in das Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm ein, das sich in einer Normalenrichtung durch sie fortgepflanzt hat, während die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 eine auf 265 nm bis 275 nm gesteuerte Phasendifferenz in die gleiche Art des Lichtes einfügte.
Die optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 waren an einer derartigen Weise konfiguriert, um die optischen Eigenschaften der hergestellten Flüssigkristallanzeigevorrichtung in der Richtung von vorn zu verbessern; ihre Konfiguration, die die Flüssigkristallschicht 1 enthält, kann jedoch geändert werden, während die Eigenschaften bei der Beobachtung aus einer schrägen Richtung berücksichtigt werden. Irgendeine oder jede der optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 kann z. B. durch eine zweiachsige optische Verzögerungskompensationsplatte ersetzt sein, um die in das Licht, das in einer schrägen Richtung hindurchgeht, durch die optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 eingefügten Phasendifferenzen zu ändern, während die Bedingungen an die Einstellungen der Winkel in Übereinstimmung mit diesem Beispiel erfüllt sind, wie in 11 gezeigt ist. Es ist außerdem überflüssig zu sagen, dass die Einstellungen der Winkel innerhalb des Bereichs geändert werden können, der durch die obenerwähnte Gleichung (1) gegeben ist.
Ferner wurde als die Polarisationsplatte 10 eine Polarisationsplatte verwendet, die eine aus mehrschichtigen dielektrischen Filmen aufgebaute AR-Schicht enthielt und eine Durchlässigkeit von 45% zeigte, wenn sie in einem einzelnen Stück gemessen wurde.
Der Reflexionskoefiizient der in der obenerwähnten Weise angeordneten reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigte die gleiche Spannungsabhängigkeit wie diejenige, die in der graphischen Darstellung in der obenerwähnten 9 veranschaulicht ist. Wie aus diesen Ergebnissen ersichtlich ist, wurde bei einer Ansteuerspannung, die so niedrig wie etwa 1 V oder sogar niedriger war, ein hoher Reflexionskoefiizient erhalten. Es wird angemerkt, dass der Reflexionskoeffizient unter Verwendung des gleichen optischen Messsystems wie im obenerwähnten Beispiel 3 gemessen worden ist, wie in 10 gezeigt ist, und außerdem, dass der Reflexionskoeffizient bei 100% in der gleichen Weise wie im obenerwähnten Beispiel 3 eingestellt war.
Außerdem zeigt die Tabelle 3 den Kontrast, die Färbung in Weiß und die Färbung in Schwarz für verschiedene Winkel θ3, die durch die Durchlassachse der Polarisationsplatte 10 und die Richtung, auf die der Flüssigkristall sehr nahe bei dem oberen Substrat 4 ausgerichtet ist, gebildet werden.
[Tabelle 3]

(In der Tabelle steht o für hervorragend, Δ für gut und _ für ungeeignet für die Verwendung.)

Wie durch diese Ergebnisse bestätigt werden kann, konnte eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit hoher Anzeigequalität verwirklicht werden, indem θ3 auf nicht kleiner als 20° und nicht größer als 70° oder nicht kleiner als 110° und nicht größer als 150° gesetzt wurde.
[Beispiel 5]
Als das Beispiel 5 wird eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, die eine Flüssigkristallschicht enthält, deren Verdrehungswinkel des verdrehten nematischen Flüssigkristalls auf 70° gesetzt ist, wobei zwei optische Verzögerungskompensationsplatten eine Verzögerung von 135 nm bzw. 270 nm besitzen.
Im Beispiel 5 wurde eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die strukturiert war, wie in der obenerwähnten 1 gezeigt ist, hergestellt. Der lichtreflektierende Film 7 auf einem Substrat 5 wurde aus Aluminium hergestellt, wobei er als eine lichtreflektierende Elektrode diente. Außerdem war die Flüssigkristall-Ansteuerzelle eine 70° verdrehte Flüssigkristallschicht 1, die eingestellt war, damit sie nach der Einfügung des Flüssigkristalls eine Dicke von 4,5 μm besaß, wobei der eingefügte, hier verwendete Flüssigkristallwerkstoff die gleichen physikalischen Flüssigkristalleigenschaften (dielektrische Anisotropie, Elastizität, Viskosität, Temperatureigenschaften und die Spannungshalteeigenschaft) wie der Flüssigkristall besitzt, der in einer typischen durchlässigen TFT-Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet wird, nur mit der Ausnahme, dass Δn auf 0,0667 eingestellt war. Hier war das Produkt aus der Dicke der Flüssigkristallschicht 1 und aus der Doppelbrechungsdifferenz des Flüssigkristalls auf 300 nm gesetzt.
In diesem Beispiel waren die Polarisationsplatte 10, die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 und die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 in zwei Arten konfiguriert, wie in den 12(a) und 12(b) gezeigt ist, wobei zwei Arten von Proben dementsprechend hergestellt wurden. Es wird angemerkt, dass in den 12(a) und 12(b), ähnlich zur obenerwähnten 8, 11 sich auf die Durchlassachsenrichtung der Polarisationsplatte 10 bezieht, 12 sich auf die Richtung der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 bezieht, 13 sich auf die Richtung der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 bezieht, 14 sich auf die Richtung bezieht, auf die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, die sich mit der auf einem Substrat 4 gebildeten Ausrichtungsschicht 2 in Kontakt befinden, d. h., die sich sehr nahe bei der Ausrichtungsschicht 2 befinden, und 15 sich auf die Richtung bezieht, auf die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, die sich mit der auf einem Substrat 5 gebildeten Ausrichtungsschicht 3 in Kontakt befinden, d. h., die sich sehr nahe bei der Ausrichtungsschicht 3 befinden, und außerdem, das die Figur aus der Richtung des einfallenden Lichtes auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung betrachtet wird.
Ferner legt die Lagebeziehung einer der Proben, wie sie in 12(a) gezeigt ist, fest, dass der Winkel θ1, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 13 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gebildet wird, auf 75° gesetzt war, dass der Winkel θ2, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 12 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 gebildet wird, auf 15° gesetzt war, und dass der Winkel θ3, der durch die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 4 ausgerichtet sind, und die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 gebildet wird, auf 40° gesetzt war. Diese Probe wird als Probe Nr. 5a bezeichnet.
Die Lagebeziehung der anderen Probe, wie sie in 12(b) gezeigt ist, legt fest, dass der Winkel θ1, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 13 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gebildet wird, auf 75° gesetzt war, dass der Winkel θ2, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 12 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 gebildet wird, auf 15° gesetzt war, und dass der Winkel θ3, der durch die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 4 ausgerichtet sind, und die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 gebildet wird, auf 130° gesetzt war. Diese Probe wird als Probe Nr. 5b bezeichnet. Im Ergebnis unterschieden sich die Proben Nr. 5a und Nr. 5b in θ3 voneinander, während sie θ1 und θ2 gemeinsam verwendeten.
Es wird angemerkt, dass, was diese Proben Nr. 5a und Nr. 5b anbelangt, ähnlich zum obenerwähnten Beispiel 3, die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 und die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 beide aus einem aus Polyvinylalkohol hergestellten orientierten Film gebildet wurden; die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 fügte eine auf 130 nm bis 140 nm gesteuerte Phasendifferenz in das Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm ein, das sich in einer Normalenrichtung durch sie fortgepflanzt hat, während die optische Verzögerungskompensationsplatte 9 eine auf 265 nm bis 275 nm gesteuerte Phasendifferenz in die gleiche Art des Lichtes einfügte. Außerdem wurde als die Polarisationsplatte 10 eine Polarisationsplatte verwendet, die eine aus mehrschichtigen dielektrischen Filmen aufgebaute AR-Schicht enthielt und eine Durchlässigkeit von 45% zeigte, wenn sie in einem einzelnen Stück gemessen wurde.
In 13 ist eine graphische Darstellung gezeigt, die die Spannungsabhängigkeiten des Reflexionskoeffizienten der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen (die Proben Nr. 5a und Nr. 5b) veranschaulicht, die in der obenerwähnten Weise angeordnet sind. In 13 stellt die Kurve 13-1 die Messergebnisse der Probe Nr. 5a dar, während die Kurve 13-2 diejenigen der Probe Nr. 5b darstellt. Es wird angemerkt, dass der Reflexionskoeffizient unter Verwendung des gleichen optischen Messsystems wie im obenerwähnten Beispiel 3 gemessen wurde, wie in 10 gezeigt ist, und das außerdem der Reflexionskoeffizient bei 100% in der gleichen Weise wie im obenerwähnten Beispiel 3 eingestellt war. Wie aus den in 13 gezeigten Messungen selbstverständlich ist, wurde ein hoher Reflexionskoeffizient bei einer Ansteuerspannung erhalten, die so niedrig wie etwa 1,5 V oder sogar niedriger war; ein Vergleich der zwei Kurven zeigt, dass mit der Probe Nr. 5a ein höherer Reflexionskoeffizient erhalten wurde, der durch die Kurve 13-1 dargestellt ist.
Außerdem zeigt die Tabelle 4 die Ergebnisse der Untersuchung der Spannung gegen die Reflexionskoeffizienten-Eigenschaft an den reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen (die Proben Nr. 5a und Nr. 5b) des Beispiels 5, wie es hier ausführlich beschrieben ist, und der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des obenerwähnten Beispiel 3.
[Tabelle 4]
Wie aus der Tabelle 4 selbstverständlich ist, wurde in jedem Fall ein ausreichender Reflexionskoeffizient und ein ausreichendes Kontrastverhältnis in einem hellen Zustand erreicht; die reflektierenden Flüssigkristallanzeigevor richtungen waren in der visuellen Beobachtung ebenfalls zufriedenstellend.
Es wird angemerkt, dass in der Tabelle 4 das Kontrastverhältnis als der Quotient definiert ist, der durch das Dividieren des Reflexionskoeffizienten im hellen Zustand durch den Reflexionskoeffizient im dunklen Zustand erhalten wird. Hier wurde die Spannung, die den höchsten Reflexionskoeffizienten für jedes Beispiel erzeugte, als die im hellen Zustand angelegte Spannung verwendet, während die im dunklen Zustand angelegte Spannung auf 3 V gesetzt war.
[Beispiel 6]
Als das Beispiel 6 wird eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, die hergestellt wurde, indem den gleichen Bedingungen wie diejenigen im obenerwähnten Beispiel 4 gefolgt wurde. Die optischen Eigenschaften wurden auf der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit verschiedenen Kombinationen von Δn(450)/Δn(550) und Δn(650)/Δn(550), d. h., (1, 1), (1,003, 0,993), (1,007, 0,987), (1,01, 0,98), (1,03, 0,96), (1,06, 0,95) und (1,1, 0,93) gemessen, wobei die Ergebnisse in der Tabelle 5 gezeigt sind. Es wird angemerkt, dass Δn(450)/Δn(550) und Δn(650)/Δn(550) die Verhältnisse der Berechnungsindex-Anisotropien Δn(450) und Δn(650) der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 und der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm bzw. in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm zur Berechnungsindex-Anisotropie Δn(550) der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 und der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm darstellen.
[Tabelle 5]

(In der Tabelle steht o für hervorragend, Δ für gut und _ für ungeeignet für die Verwendung. )

Diese Ergebnisse bestätigen, dass eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit hoher Anzeigequalität durch derartige Einstellungen, die die Beziehungen: 1 ≤ Δn(450)/Δn(550) ≤ 1,06 und 0,95 ≤ Δn(650)/Δn(550) ≤ 1erfüllen, und mit noch höherer Anzeigequalität durch derartige Einstellungen, die die Beziehungen: 1 ≤ Δn(450)/Δn(550) ≤ 1,007 und 0,987 ≤ Δn(650)/Δn(550) ≤ 1erfüllen, hergestellt werden konnte.
[Beispiel 7]
Als das Beispiel 7 wird eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, die hergestellt wurde, indem den gleichen Bedingungen wie diejenigen im obenerwähnten Beispiel 4 gefolgt wurde. Die Helligkeit, der Kontrast und die Färbung wurden gemessen, wobei an der reflektierenden Flüssigkristallanzeige eine Gesamtbewertung ausgeführt wurde, indem der durch eine Richtung 16 in der durch die Betrachtungsrichtung und die Normale zur Anzeigeoberfläche definierten Ebene, die in 14 gezeigt ist, und die Richtung 14 der Flüssigkristallmoleküle sehr nah bei dem zweiten Substrat gebildete Winkel θ4 verändert wurde, wobei die Ergebnisse in 15 gezeigt sind. Die Ergebnisse bestätigen, dass eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit hoher Anzeigequalität, insbesondere im Wesentlichen mit hervorragender Helligkeit, mit hervorragendem Kontrast und hervorragender Parallaxe von der achromatischen Achse erhalten wurde, indem θ4 auf nicht kleiner als 0° und nicht größer als 30° oder nicht kleiner als 180° und nicht größer als 210° gesetzt wurde.
[Beispiel 8]
Als das Beispiel 8 erklärt die folgende Beschreibung ein Beispiel unter Verwendung eines lichtreflektierenden Films, der gleichmäßige Konkavitäten und Konvexitäten und ein aktives Matrix-Ansteuersystem besitzt.
16 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Hauptteils einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 8 zeigt. Wie in 16 gezeigt ist, enthielt die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung 16 ein erstes Substrat 5 und ein zweites Substrat 4, das aus transparentem Glas hergestellt wurde, wobei sie ferner ein an jedem Bildpunkt auf dem ersten Substrat 5 gebildetes TFT-Element 17 als ein aktives Schaltelement enthält. Auf dem TFT-Element 17 und den (nicht gezeigten) Ansteuerdrähten wurde ein isolierender Zwischenschicht-Film 18 gebildet. Der (nicht gezeigte) Drain-Anschluss des TFT-Elements 17 war über ein Kontaktloch elektrisch mit einer lichtreflektierenden Bildpunktelektrode 19 verbunden. Auf der lichtreflektierenden Bildpunktelektrode 19 war eine Ausrichtungsschicht 3 mit 100 nm Dicke gebildet.
Hier war die lichtreflektierende Bildpunktelektrode 19 aus einem leitenden Metall, wie z. B. Aluminium, Nickel, Chrom, Silber und eine Legierung, die eines oder mehrere dieser Metalle enthält, hergestellt, wobei sie lichtreflektierend war. Ferner besaß, was die Form anbelangt, die lichtreflektierende Bildpunktelektrode 19 gleichmäßige Konkavitäten und Konvexitäten an einem Abschnitt, an dem kein Kontaktloch vorgesehen war, um zu verhindern, dass die metallisch reflektierende Oberfläche als eine spiegelnde Oberfläche dient.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der lichtreflektierenden Bildpunktelektrode 19 ausführlich erklärt.
Auf der Oberfläche des Substrats 5, auf der im Voraus die TFT-Elemente 17 und die (nicht gezeigten) Ansteuerdrähte hergestellt worden waren, wurden aus einem photoempfindlichen Harzwerkstoff relativ große Vorsprünge 20 und relativ kleine Vorsprünge 21 in großer Zahl hergestellt. Die relativ großen Vorsprünge 20 und die relativ kleinen Vorsprünge 21 wurden in großer Anzahl in einer Kreisform unter Verwendung der Photolithographietechnik gebildet, so dass sie Bodendurchmesser von D1 bzw. D2 besitzen (siehe 16). D1 und D2 waren z. B. auf 5 μm bzw. 3 μm gesetzt. Außerdem war das Intervall D3 zwischen den Vorsprüngen auf 2 μm oder größer gesetzt. Außerdem waren in diesem Beispiel die Höhen der Vorsprünge, die während der Fertigung des Films aus dem photoempfindlichen Harzwerkstoff steuerbar waren, auf 1,5 μm gesetzt, wobei die Köpfe der Vorsprünge im folgenden Belichtungs- und Trocknungsprozess gleichmäßig gemacht wurden.
Daran anschließend wurden die Vorsprünge 20 und 21 abgedeckt, wobei aus einem ähnlichen photoempfindlichen Harzwerkstoff eine Planarisierungsschicht 22 hergestellt wurde, um den flachen Abschnitt zwischen den Vorsprüngen 20 und 21 auszufüllen. Folglich besaß die Oberfläche der Planarisierungsschicht 22, die durch die Vorsprünge 20 und 21 beeinflusst wurde, eine gleichmäßig gekrümmte Oberfläche, die die erforderliche Zielform war. Es wird angemerkt, dass die Vorsprünge und die Planarisierungsschicht 22 nicht im Abschnitt der Kontaktlöcher hergestellt wurden.
Durch die Fertigung des Substrats 23 des TFT-Elements mit einer derartigen Struktur wurde eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung erhalten, die ein so genanntes hohes Öffnungsverhältnis besaß und deshalb hell war, und in der keine Parallaxe vorhanden war, weil die lichtreflektierende Bildpunktelektrode 19 eine Doppelrolle als Reflektorplatte spielte und in der Nähe der Flüssigkristallschicht 1 angeordnet war, wobei dem Licht, das durch die Flüssigkristallschicht 1 gegangen war und an der lichtreflektierenden Bildpunktelektrode 19 reflektiert wurde, durch den Abschnitt des TFT-Elements 17 und der (nicht gezeigten) Ansteuerdrähte des Elements nicht geschadet wurde.
Im Gegensatz enthielt das andere Substrat, das in Kombination mit dem Substrat 23 des TFT-Elements verwendet wurde, ein im hohen Grade helles Farbfilter 24 in Übereinstimmung mit einer Reflexionsbetriebsart. Das Farbfilter 24 wurde mit einer schwarzen Matrix 25 versehen, die die Farbmischung zwischen den Bildpunkten und den Austritt reflektierten Lichts in einer dunklen Anzeige verhinderte, was durch Abschnitte, an die keine Spannung angelegt war, zwischen den Bildpunktelektroden und durch elektrische Feldstörungen verursacht wurde.
Die schwarze Matrix 25 reflektierte kein Licht, selbst wenn sie z. B. aus einem preiswerten Metallfilm hergestellt war, um die Sichtbarkeit zu verschlechtern, weil das einfallende Licht, das bereits im Wesentlichen zirkulär polarisiert war, an der schwarzen Matrix 25 reflektiert und dann, zurückzuführen auf die Funktion der optischen Verzögerungskompensationsplatte, durch die Polarisationsplatte beim Verlassen abermals absorbiert wurde. Es wird angemerkt, dass die schwarze Matrix 25, falls sie ferner einem reflexvermindernden Prozess unterworfen wurde, für eine Anzeige mit hohem Kontrast bevorzugter zu verwenden war.
Auf dem Farbfilter 24 wurden gegenüberliegende Elektroden 6 in einer derartigen Weise, dass sie der lichtreflektierenden Bildpunktelektrode 19 entgegengesetzt gegenüberlagen, mit einer Dicke von 140 nm und einem gewünschten Muster, um die TFT-Elemente anzusteuern, durch Maskenabscheidung von ITO (Indiumzinnoxid) als eine transparente Elektrode 6 unter Verwendung einer Katodenzerstäubungstechnik gebildet. Dann wurde darauf eine Ausrichtungsschicht 2 gebildet, die den Prozess zum Herstellen eines Substrats 26 des Farbfilters abgeschlossen hat.
Es wird angemerkt, dass, selbst wenn die transparente Elektrode 6 eine andere Dicke als 140 nm besaß, es keine nachteiligen Wirkungen auf einen dunklen Zustand gab und die Sichtbarkeit nicht verschlechtert wurde, weil ein Teil des einfallenden Lichtes, das reflektiert wurde, ohne die Flüssigkristallschicht 1 zu erreichen, verursacht durch Interferenzwirkungen durch die Dicke der transparenten Elektrode 6, durch die optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 und die Polarisationsplatte 10 absorbiert wurde.
Außerdem war das hier verwendete Farbfilter 24 geeignet konstruiert, um eine Helligkeit zu erzeugen, die für eine Anzeigebetriebsart mit hohem Kontrast unter Verwendung einer Polarisationsplatte geeignet war, wobei das Substrat 26 des Farbfilters eine Durchlässigkeit von 50% beim Y-Wert bei der schwarzen Matrix 25 mit einem Öffnungsverhältnis von 90% besaß.
Das Substrat 23 des TFT-Elements und das Substrat 26 des Farbfilters, die in dieser Weise vorbereitet worden waren, wurden einer Ausrichtungsschichtbehandlung durch Polieren, einem Prozess, um (nicht gezeigte) Kunststoff-Abstandshalter für das Aufrechterhalten der Dicke der Flüssigkristallschicht 1 anzuordnen, und einem Prozess, um Abdichtungswerkstoff längs der Kanten anzuordnen, unterworfen, wobei sie danach aufeinander ausgerichtet wurden, sodass sie einander entgegengesetzt gegenüberlagen, wobei sie unter Druck durch Aushärten abgedichtet wurden, um eine Flüssigkristallzelle vorzubereiten, in die der Flüssigkristall gefüllt werden würde. Ferner wurde in der Flüssigkristallschicht 1 Flüssigkristallwerkstoff mit einer positiven dielektrischen Anisotropie Δε unter Verwendung von Vakuumfüllen eingeleitet. Danach wurde die Richtung um die Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, wie sie durch einen Betrachter gesehen wird, der der Vorrichtung gegenübersteht, wobei die Aufwärtsrichtung als die 12-Uhr-Richtung in Bezug auf das Zifferblatt definiert ist.
Auf einer Seite des Substrats 26 des Farbfilters entgegengesetzt zu Flüssigkristallschicht 1 waren die optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 angeordnet, die aus einem aus Polyvinylalkohol hergestellten orientierten Film gebildet wurden. Ferner wurde auf den optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 eine Polarisationsplatte 10 angeordnet.
In diesem Beispiel waren die Polarisationsplatte 10, die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 und die optische Verzögerungskompensationsplatten 9, die die Zirkulärpolarisationsplatte 100 bildeten, konfiguriert, wie in 17 gezeigt ist. Es wird angemerkt, dass in 17 11 sich auf die Durchlassachsenrichtung der Polarisationsplatte 10 bezieht, 12 sich auf die Richtung der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 bezieht, 13 sich auf die Richtung der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 bezieht, 14 sich auf die Richtung bezieht, auf die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, die sich mit einer auf dem Substrat 26 des Farbfilters gebildeten Ausrichtungsschicht 2 in Kontakt befinden, d. h., die sich sehr nahe bei der Ausrichtungsschicht 2 befinden, und 15 sich auf die Richtung bezieht, auf die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, die sich mit einer auf dem Substrat 23 des TFT-Elements gebildeten Ausrichtungsschicht 3 in Kontakt befinden, d. h., die sich sehr nahe bei der Ausrichtungsschicht 3 befinden. Hier ist die Ausrichtungsschicht 2 auf dem Substrat 26 des Farbfilters so hergestellt, dass sich die Ausrichtungsverarbeitungsrichtung 14 in der 3-Uhr-Richtung bezüglich der Vorrichtung befindet.
Ferner legt die Lagebeziehung, wie sie in 17 gezeigt ist, fest, dass der Winkel θ1, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 13 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gebildet wird, auf 75° gesetzt war, dass der Winkel θ2, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 12 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 gebildet wird, auf 15° gesetzt war, und dass der Winkel θ3, der durch die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 26 des Farbfilters ausgerichtet sind, und die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 gebildet wird, auf 130° gesetzt war.
Außerdem war die hier verwendete Flüssigkristallschicht 1 so eingestellt, dass sie nach dem Einfügen des Flüssigkristallwerkstoffs eine Dicke von 4,0 bis 5,0 μm besaß, der hier verwendete Flüssigkristall besaß eine Δn von 0,0667, das Produkt der Dicke der Flüssigkristallschicht und der Doppelbrechungsdifferenz war auf im Wesentlichen 300 nm gesetzt. Die Dicke der Flüssigkristallschicht 1 unterschied sich abhängig vom Ort, zurückzuführen auf die konkave und konvexe Oberfläche der lichtreflektierenden Bildpunktelektrode 19.
Ferner war um die in der obigen Weise gefertigte Flüssigkristallanzeige eine Ansteuerschaltung angebracht, um den Prozess der Fertigung einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung abzuschließen.
In der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieses Beispiels wurde, weil sich die lichtreflektierende Bildpunktelektrode 19 in der Nähe der Flüssigkristallschicht 1 befand, keine Parallaxe erzeugt, wobei eine Anzeige mit einer zufriedenstellend hohen Auflösung verwirklicht wurde. Die auf der lichtreflektierenden Bildpunktelektrode 19 vorgesehenen Konkavitäten und Konvexitäten verhinderten, dass der Betrachter in der Vorrichtung reflektiert wird, wobei dadurch eine zufriedenstellende weiße Anzeige verwirklicht wurde. Ferner zeigte die Flüssigkristallanzeigevorrichtung einen zufriedenstellenden dunklen Zustand, weil vor der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nichts angeordnet war, um das einfallende Licht zufällig zu reflektieren. Aus diesen Gründen erreichte die Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine Anzeige mit einem hohen Kontrastverhältnis.
Weil außerdem ein im hohem Grade helles Farbfilter 24 verwendet wurde, selbst wenn eine Polarisationsplatte verwendet wurde, konnte eine ausreichende Helligkeit gesichert werden, der Reflexionskoeffizient war im dunklen Zustand niedrig und infolge der gleichzeitigen Betrachtung des auf den für diesen dunklen Zustand ausgewählten Farbelementen reflektierten Lichtes und des auf den für einen hellen Zustand ausgewählten Farbelementen reflektierten Lichts wurde die Farbreinheit nicht verschlechtert. Dies erlaubte trotz der schlechten Sättigung des im hohen Grade hellen Farbfilters 24 eine im hohem Grade zufriedenstellende Farbwiedergabe, ohne dem Farbwiedergabebereich des Farbfilters 24 zu schaden.
Weil außerdem die über den Bildpunkten angelegte Spannung auf einen Zwischenzustand zwischen einem dunklen Zustand und einem hellen Zustand eingestellt war, gab es keine Probleme beim Erzeugen von Grauskalen. Deshalb gab es keine Probleme beim Wiedergeben von Halbtönen mit den Farben des Farbfilters 24. Außerdem wurde bestätigt, dass beim tatsächlichen Ansteuern die Antwortgeschwindigkeit keine Probleme beim Wiedergeben von Bewegtbildern aufwarf.
Wie oben erwähnt worden ist, konnte eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung eines ausführbaren Fertigungsverfahrens erhalten werden, die Halbtöne und Bewegtbilder anzeigen konnte, während ein zufriedenstellender Farbwiedergabebereich aufrechterhalten wurde.
[Beispiel 9]
Als das Beispiel 9 wird eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, die ein Beispiel ist, um die Helligkeit durch die Fertigung eines konkaven und konvexen lichtreflektierenden Films zu verbessern, der eine Anisotropie in der gleichen Ebene besitzt, und um die Richtung, in der der geneigte Betrachtungswinkel der Flüssigkristallschicht zufriedenstellend ist, auf eine Richtung zu spezifizieren, in der die Helligkeit hoch ist.
Im Beispiel 9 wurde die lichtreflektierende Bildpunktelektrode 19 der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung gefertigt, sodass sie Konkavitäten und Konvexitäten entsprechend einem Muster besitzt, das von dem im Beispiel 8 verschieden ist, sodass sich die Konkavitäten und Konvexitäten abhängig von der Richtung in der Ebene veränderten, in der die reflektierenden Elektroden gebildet waren.
In diesem Beispiel wurde ein Muster gebildet, das die obenerwähnten Bedingungen erfüllte, wie in dem 18 bildenden vergrößerten Grundriss, der den Hauptteil zeigt, gezeigt ist, worin die Konvexitäten nicht kreisförmig sondern elliptisch waren, wobei sie Eigenschaften besaßen, die von den Richtungen abhängig sind. Die Reflexionseigenschaft wurde unter Verwendung eines in 19 gezeigten Messsystems auf einer Lichtreflektorplatte gemessen, die nur durch einen lichtreflektierenden Film gebildet wurde, der derartige Konkavitäten und Konvexitäten besaß. Spezifischer wurde, wie in 19 gezeigt ist, das Beleuchtungslicht gerichtet, damit es aus einer 30° schrägen Richtung eintrat, wobei die Intensität des reflektierten Lichts in der Normalenrichtung zur Oberfläche der Lichtreflektorplatte gemessen wurde, indem die Lichtquelle gedreht wurde, um eine Reflexionsanisotropie zu erfassen.
Die Ergebnisse, die in 20 gezeigt sind, bestätigen, dass das Licht aus einer speziellen Richtung effizient zur Vorderseite der Flüssigkristallanzeigevorrichtung geführt wurde. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass in Anbetracht dessen, dass der Brechungsindex des Flüssigkristallwerkstoffs im hohem Maße von dem der Luft verschieden war, Immersionsöl (Anpassungsöl) mit einem Brechungsindex von 1,516 auf die Oberfläche der Lichtreflektorplatte getropft wurde und ein transparentes Glas für die Messung darauf angebracht wurde. Außerdem wurden die gemessenen Werte einer Umsetzung unterworfen, sodass 100% den Wert repräsentieren würden, der erhalten wurde, wenn die Messung in der gleichen Weise an einem aus MgO hergestellten ideal reflektierenden Diffusor (Normalweiß-Tafel) ausgeführt wurde. In 20 stellt die Kurve 20-1 die gemessenen und dann umgesetzten Werte für die anisotrope zerstreut reflektierende Platte dieses Beispiels dar, während die Kurve 20-2 die gemessenen und dann umgesetzten Werte für eine zerstreut reflektierende Platte darstellt, die zu der im Beispiel 8 verwendeten ähnlich ist.
Die Ergebnisse sind in 20 gezeigt. Bei der Kurve 20-1, die eine derartige Reflektorplatte dieses Beispiels repräsentiert, deren Konkavitäten und Konvexitäten in einem mittleren Zyklus gebildet sind, der sich entsprechend der Richtung auf der Oberfläche der Reflektorplatte ändert, ändert sich die Reflexionshelligkeit (die Intensität des reflektierten Lichtes) bei einer Änderung der Einfallsrichtung ϕ des Beleuchtungslichts im hohem Maße. Im Gegensatz ändert sich bei der Kurve 20-2, die eine derartige Reflektorplatte (Beispiel 8) repräsentiert, deren Konkavitäten und Konvexitäten isotrop gebildet sind, die Reflexionshelligkeit (die Intensität des reflektierten Lichtes) bei einer Änderung in der Einfallsrichtung ϕ des Beleuchtungslichts nicht im hohem Maße.
Aus diesen Ergebnissen haben die Erfinder festgestellt, dass die Eigenschaft der Richtungsabhängigkeit (Anisotropie), bei der sich der mittlere Zyklus der Konkavitäten und Konvexitäten entsprechend der Richtung auf der Oberfläche der Reflektorplatte ändert, wie es bei der in diesem Beispiel verwendeten Reflektorplatte gesehen werden kann, ein nützliches Mittel ist, um die Reflexionshelligkeit zu vergrößern. Ferner ist in 20 in den Richtungen ϕ = 90° und ϕ = 270° der mittlere Zyklus der Konkavitäten und Konvexitäten kurz; es ist folglich bestätigt worden, dass das Beleuchtungslicht aus einer Richtung, in der der mittlere Zyklus kurz ist, eine hohe Reflexionshelligkeit besitzt.
Durch das Bilden der Ausrichtungsfilme 2 und 3 in der gleichen Weise wie im Beispiel 8 auf einem Substrat 23 des TFT-Elements mit einer Lichtreflektorplatte, die durch diese Merkmale charakterisiert ist, und auf einem Substrat 26 des Farbfilters, das in der gleichen Weise wie im Beispiel 8 hergestellt war, wurden vier Arten von Proben hergestellt, wobei dann die Substrate 23 und 26 einer Ausrichtungsschichtbehandlung (der Verdrehungswinkel betrug 70°) unterworfen wurden.
Die Proben unterschieden sich voneinander in der Konfiguration der Polarisationsplatte 10, der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 und der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9, wie in den 21(a) bis 21(d) gezeigt ist. Es wird angemerkt, dass in den 21(a) bis 21(d), ähnlich zur obenerwähnten 17, 11 sich auf die Durchlassachsenrichtung der Polarisationsplatte 10 bezieht, 12 sich auf die Richtung der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 bezieht, 13 sich auf die Richtung der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 bezieht, 14 sich auf die Richtung bezieht, auf die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, die sich mit einer auf dem Substrat 26 des Farbfilters gebildeten Ausrichtungsschicht 2 in Kontakt befinden, d. h., die sich sehr nahe bei der Ausrichtungsschicht 2 befinden, und 15 sich auf die Richtung bezieht, auf die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, die sich mit einer auf dem Substrat 23 des TFT-Elements gebildeten Ausrichtungsschicht 3 in Kontakt befinden, d. h., die sich sehr nahe bei der Ausrichtungsschicht 3 befinden. Diese Figuren werden aus der Richtung betrachtet, in der das Licht in die Flüssig kristallanzeigevorrichtung eintritt.
Mit anderen Worten, was die in 21(a) gezeigte Probe anbelangt, legt die Lagebeziehung fest, dass der Winkel 81, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 13 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gebildet wird, auf 75° gesetzt war, dass der Winkel θ2, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 12 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 gebildet wird, auf 15° gesetzt war, und dass der Winkel θ3, der durch die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 26 des Farbfilters ausgerichtet sind, und die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 gebildet wird, auf 130° gesetzt war. Diese Probe wird als Probe Nr. 9a (die gleiche wie im Beispiel 8) bezeichnet. Es wird angemerkt, dass die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 26 des Farbfilters ausgerichtet waren, parallel zur 3-Uhr-Richtung eingestellt war.
Was eine in 21(b) gezeigte Probe anbelangt, legt die Lagebeziehung ferner fest, dass der Winkel θ1, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 13 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gebildet wird, auf 75° gesetzt war, dass der Winkel θ2, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 12 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 gebildet wird, auf 15° gesetzt war, und dass der Winkel θ3, der durch die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 26 des Farbfilters ausgerichtet sind, und die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 gebildet wird, auf 130° gesetzt war. Diese Probe wird als Probe Nr. 9b bezeichnet. Es wird angemerkt, dass die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 26 des Farbfilters ausgerichtet waren, parallel zur 12-Uhr-Richtung eingestellt war.
Was eine 21(c) gezeigte Probe anbelangt, legt die Lagebeziehung ferner fest, dass der Winkel θ1, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 13 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gebildet wird, auf 75° gesetzt war, dass der Winkel θ2, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 12 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskom pensationsplatte 9 gebildet wird, auf 15° gesetzt war, und dass der Winkel θ3, der durch die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 26 des Farbfilters ausgerichtet sind, und die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 gebildet wird, auf 40° gesetzt war. Diese Probe wird als Probe Nr. 9c bezeichnet. Es wird angemerkt, dass die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 26 des Farbfilters ausgerichtet waren, parallel zur 3-Uhr-Richtung eingestellt war.
Was eine in 21(d) gezeigte Probe anbelangt, legt die Lagebeziehung ferner fest, dass der Winkel θ1, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 13 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 gebildet wird, auf 75° gesetzt war, dass der Winkel θ2, der durch die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 und die Richtung 12 der langsamen Achse der optischen Verzögerungskompensationsplatte 9 gebildet wird, auf 15° gesetzt war, und dass der Winkel θ3, der durch die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 26 des Farbfilters ausgerichtet sind, und die Durchlassachsenrichtung 11 der Polarisationsplatte 10 gebildet wird, auf 40° gesetzt war. Diese Probe wird als Probe Nr. 9d bezeichnet. Es wird angemerkt, dass die Richtung 14, auf die die Flüssigkristallmoleküle am Substrat 26 des Farbfilters ausgerichtet waren, parallel zur 12-Uhr-Richtung eingestellt war.
Es wird angemerkt, dass die Proben mit Ausnahme des Prozesses, in dem die konkaven und konvexen Muster auf den Lichtreflektorplatten gefertigt wurden, in der gleichen Weise wie im obenerwähnten Beispiel 8 gefertigt wurden.
Die visuelle Beobachtung dieser Proben der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, die die Lichtreflektorplatten mit derartigen Konkavitäten und Konvexitäten enthielten, enthüllte, dass mit den Proben Nr. 9a bis Nr. 9d eine Anzeige mit einer höheren Helligkeit als beim vorangehenden Beispiel 8, wenn sie von vorn betrachtet wird, verwirklicht wurde, wobei sie außerdem enthüllte, dass anisotrope Konkavitäten und Konvexitäten die Helligkeit verbesserten. In einem derartigen Fall war die Reflexionshelligkeit hoch, wenn das Beleuchtungslicht in der 12-Uhr-Richtung oder in der 6-Uhr-Richtung eintrat. Ferner war die Helligkeit ähnlich hoch, wenn die Vorrichtungen von vorn beleuchtet und aus der schrägen 12- oder 6-Uhr-Richtung betrachtet wurden.
Ferner wurden die Proben der Flüssigkristallanzeigevorrichtungen von vorn mit einfallendem Beleuchtungslicht beleuchtet und aus verschiedenen schrägen Winkeln betrachtet, die 45° von der Richtung von vorn versetzt waren; die Proben Nr. 9a und Nr. 9d erreichen eine zufriedenstellende Anzeige in den 6- und 12-Uhr-Richtungen, die schräge Richtungen waren, in denen die Reflexionshelligkeit hoch war, wobei sie außerdem einen zufriedenstellenden Kontrast in der Anzeige in den gleichen Richtungen erreichten, wohingegen die Proben scheinbar keine speziellen durch die Neigung verursachten Änderungen in der Anzeige zeigten, wenn sie von einer schrägen Betrachtungsrichtung betrachtet wurden, in der die Helligkeit hoch war. Im Gegensatz enthüllte die Beobachtung, dass die Proben Nr. 9b und Nr. 9c die Kontrastverhältnisse in der Anzeige verschlechterten, wenn sie aus der 6- oder 12-Uhr-Richtung betrachtet wurden, in denen die Helligkeit hoch war.
Dies zeigt, dass die Richtung des Betrachtungswinkels, in der die Modulationsschicht der Flüssigkristallanzeige (die Flüssigkristallschicht 1) eine hervorragende Sichtbarkeit zeigte, sich entsprechend den drei verschiedenen Werten von θ3 veränderte. Außerdem verwirklichten die Proben Nr. 9a und Nr. 9d, in denen die Richtung, um eine zufriedenstellende Sichtbarkeit zu ergeben, mit der Richtung übereinstimmte, in der die anisotropen Konkavitäten und Konvexitäten der Lichtreflektorplatte eine hohe Helligkeit lieferten, eine Anzeige in hoher Qualität, die das hohe Kontrastverhältnis der Polarisationsplatte, der optischen Verzögerungskompensationsplatte und der Flüssigkristall-Modulationsschicht (die Flüssigkristallschicht) gemäß der Erfindung besonders herausstellt.
Es wird angemerkt, dass die Richtung der anisotropen Konkavitäten und Konvexitäten der in diesem Beispiel verwendeten Lichtreflektorplatte entsprechend den hauptsächlichen Umgebungsbedingungen verschieden eingestellt werden können, in denen die Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung tatsächlich verwendet wird; es ist überflüssig, zu sagen, dass in einem derartigen Fall die durch die Ausrichtung des Flüssigkristalls, der Polarisationsplatte und der optischen Verzögerungskompensationsplatte gebildeten Winkel so eingestellt sein sollten, dass die Richtung, die zufriedenstellende Eigenschaften bei einem schrägen Betrachtungswinkel ergibt, mit der Richtung übereinstimmt, die eine hohe Helligkeit liefert, um die gleichen Wirkungen zu erhalten.
[Beispiel 10]
Als Nächstes wird als das Beispiel 10 die folgende Beschreibung ein Beispiel einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung erklären, die einen Berührungsbildschirm als das Informationseingabemittel enthält, das in einem persönlichen digitalen Werkzeug installiert ist, das ein Hauptanwendungsgebiet der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung ist.
Zuerst wird auf 22 Bezug genommen, die durch eine Querschnittsansicht gebildet wird, die einen Hauptteil einer Anordnung eines Berührungsbildschirm schematisch zeigt, der in diesem Beispiel verwendet wird. Wie in 22 gezeigt ist, war der Berührungsbildschirm 31 ein planares druckempfindliches Element, das ein Trägersubstrat 28, auf dem eine transparente Elektrode 30, um eine gedrückte Position zu erfassen, gebildet war, und ein bewegliches Substrat 27, auf dem eine transparente Elektrode 29 gebildet war, um eine gedrückte Position zu erfassen, enthält, wobei die transparenten Elektroden 29 und 30 so angeordnet waren, dass sie einander entgegengesetzt gegenüberlagen, wobei ein Luftspalt dazwischen sandwichartig angeordnet war. Es wird angemerkt, dass sowohl das bewegliche Substrat 27 als auch das Trägersubstrat 28, die hier verwendet wurden, keine Doppelbrechung besaßen.
Ein Hauptteil der Struktur dieses Beispiels ist in einer Querschnittsansicht schematisch gezeigt, die die 23 bildet. Wie in 23 gezeigt ist, enthielt eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die einen Berührungsbildschirm dieses Beispiels enthielt, eine optische Verzögerungskompensationsplatte 8, eine optische Verzögerungskompensationsplatte 9 und eine Polarisationsplatte 10, die auf dem beweglichen Substrat 27 des Berührungsbildschirms 31 angebracht sind, wobei all dies auf der Seite der Anzeigeoberfläche einer Flüssigkristall-Ansteuerzelle angeordnet war, die die gleiche Struktur wie die Flüssigkristallanzeigevorrichtung des obenerwähnten Beispiels 8 besaß, mit Ausnahme, dass keine Polarisationsplatte 10 und keine optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 angebracht waren.
In einem derartigen Fall waren die Richtung, auf die die Flüssigkristallschicht 1 ausgerichtet war, die Polarisationsplatte 10 und die optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 in der gleichen Weise wie in der obenerwähnten 17 (Beispiel 8) konfiguriert, wobei ferner die gleiche Anordnung mit Aus nahme des Berührungsbildschirms ausgeführt wurde. Es wird angemerkt, dass der Luftspalt 32 vorgesehen wurde, um den Abstand zwischen dem Trägersubstrat 28 des Berührungsbildschirms und dem Substrat 26 des Farbfilters der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung aufrechtzuerhalten und dadurch eine Wirkung der Verhinderung der Druckausbreitung zu erzeugen, wobei verhindert wird, dass sich der Druck auf den Berührungsbildschirm zu einem Substrat 26 des Farbfilters ausbreitet, ohne ein Druckpufferungselement zu verwenden, das ansonsten zum Gewicht der Vorrichtung beitragen würde.
Außerdem wurde als ein Vergleichsbeispiel eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die einen Berührungsbildschirm enthält, gefertigt, die eine Struktur enthielt, deren Hauptteil in einer Querschnittsansicht gezeigt ist, die die 24 bildet. Mit anderen Worten, die Struktur des Vergleichsbeispiels war zum in 22 gezeigten Berührungsbildschirm 31 äquivalent, der auf der Polarisationsplatte 10 der Flüssigkristallanzeigevorrichtung angeordnet war, die die Struktur des obenerwähnten Beispiels 8 besaß. Deshalb war der einzige Unterschied zwischen diesem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel die relative Lage des Berührungsbildschirms 31.
Als Nächstes wurde ein Vergleich zwischen diesem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel ausgeführt. Zuerst wurde, was das Vergleichsbeispiel anbelangt, die auf dem Berührungsbildschirm reflektierte Lichtkomponente direkt betrachtet, wobei dadurch die Sichtbarkeit im hohen Maße verschlechtert wurde. Dieses reflektierte Licht enthielt sowohl das Licht, das zurückzuführen auf die Lücke reflektiert wurde, die zwischen dem Trägersubstrat 28 des Berührungsbildschirms und der Polarisationsplatte 10 sandwichartig angeordnet war, als auch das Licht, das zurückzuführen auf die Lücke reflektiert wurde, die zwischen den transparenten Elektroden 29 und 30 sandwichartig angeordnet war.
Im Gegensatz wurde, was dieses Beispiel anbelangt, keine reflektierte Lichtkomponente, wie z. B. diejenige, die beim Vergleichsbeispiel auftrat, beobachtet; es wurde eine sehr zufriedenstellende Anzeige ähnlich zu dem Fall beobachtet, in dem kein Berührungsbildschirm verwendet wird (Beispiel 8). Ferner wurde, was dieses Beispiel anbelangt, unähnlich zum Vergleichsbeispiel, kein Licht beobachtet, das zurückzuführen auf die Lücke reflektiert wurde, die zwischen den transparenten Elektroden 29 und 30 sandwichartig angeordnet war.
Ferner wurde weder an der Grenzfläche zwischen dem Luftspalt 32, um die Druckausbreitung zu verhindern, und dem Trägersubstrat 28 des Berührungsbildschirms noch an der Grenzfläche zwischen dem Trägersubstrat 28 des Berührungsbildschirms und dem Substrat 26 des Farbfilters der Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine Reflexion beobachtet. Deshalb wurde entsprechend dem Beispiel 10 eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die eine Eingabevorrichtung (einen Berührungsbildschirm) enthielt, die infolge des Fehlens der Notwendigkeit für ein Druckpufferungselement leicht war, verwirklicht und für die Anzeige eines zirkulär polarisierten Zustands des Lichts, der durch die Reflexionsverhinderungsmittel der Eingabevorrichtung erzeugt wurde, effektiv verwendet.
Außerdem war eine zweckmäßigere und leichtere Anordnung machbar, falls, um es kurz zu erwähnen, das bewegliche Substrat 27 des Berührungsbildschirms 31 weggelassen wurde und die transparente Elektrode 29 direkt auf der Seite der Flüssigkristallschicht der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 angeordnet wurde.
[DIE ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG]
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung erklärt die folgende Beschreibung eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung. Aus Zweckmäßigkeit werden die Elemente dieser Ausführungsform, die die gleiche Funktion wie die Elemente der vorausgehenden Ausführungsform besitzen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weggelassen ist.
Bisher wurden in der Beschreibung Beispiele erörtert, in denen die Flüssigkristallschicht keine Umsetzungsfunktion für polarisiertes Licht besitzt, was den Fall anbelangt, in dem eine beträchtliche hohe Spannung über der Flüssigkristallschicht angelegt ist, wobei bei einer derartigen Approximation eine zufriedenstellende Eigenschaft erhalten wird. Wenn jedoch betrachtet wird, dass die über dem Flüssigkristall angelegte Spannung praktische Einschränkungen besitzt, ist die Optimierung im Einzelnen effektiver.
Spezifischer wird unter Bezugnahme auf die obenerwähnte 1 eine schwarze Anzeige erreicht, wenn sich die über dem Flüssigkristall angelegte Spannung auf ihren Maximalwert befindet; der Flüssigkristall ist hier nicht vollständig auf die Normalenrichtung des Substrats ausgerichtet, wobei eine Betrachtung über die Komponente parallel zu den Substraten 4 und 5, die in der Ausrichtung des Flüssigkristalls verbleibt, gegeben werden sollte. Die Bedingungen für eine dunkle Anzeige sind, wenn dies berücksichtigt wird, ähnlich zu den obigen Fällen, dass in einem Zustand, in dem eine praktisch maximale Spannung über dem Flüssigkristall angelegt ist, das einfallende Licht, das in die Polarisationsplatte 10 eintritt, nach dem Durchgang durch beide optische Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 und die Flüssigkristallschicht 1 zirkulär polarisiert ist.
Weil in diesem Zustand eine praktisch maximale Spannung über dem Flüssigkristall 1 angelegt ist, befindet sich die Flüssigkristallanzeigevorrichtung in einem Zustand, in dem keine Umsetzungsfunktion für polarisiertes Licht erzeugt wird. Es verbleibt jedoch eine geringfügige Umsetzungsfunktion für polarisiertes Licht (die im Folgenden als eine restliche Phasendifferenz bezeichnet wird) in Übereinstimmung mit der Komponente der Ausrichtung des Flüssigkristalls, die zum Substrat parallel ist. Bei der praktisch maximalen Spannung wird eine zufriedenstellende dunkle Anzeige erreicht, indem die vorausgehenden Bedingungen für die optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 ein wenig modifiziert werden, um diesem zu entsprechen.
Im Gegensatz sind die Bedingungen, um eine zufriedenstellende helle Anzeige unter Verwendung der optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 und der Ausrichtung der Flüssigkristallschicht 1 zu verwirklichen, die optimiert sind, um eine zufriedenstellende dunkle Anzeige in der obigen Weise zu erreichen, ähnlich, dass der Polarisationszustand auf der Oberfläche der Reflektorplatte 3 linear polarisiert ist. Die Entwurfsparameter für die Flüssigkristallschicht 1, um diese Bedingungen zu erfüllen, sind jedoch trotzdem unter der gleichen Annahme festgesetzt, dass eine derartige ausreichend hohe Spannung angelegt werden kann, damit die restliche Doppelbrechung des Flüssigkristalls vernachlässigbar wird.
Mit anderen Worten, in einem Fall, in dem die optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 verwendet werden, die in Übereinstimmung mit der restlichen Phasendifferenz des Flüssigkristalls ein wenig modifiziert sind, unterscheiden sich die Spezifikationen für die Flüssigkristallschicht 1 von denje nigen vor der Modifikation nicht im hohen Maße und sind aus den vorausgehenden Spezifikationen vorhersagbar.
25 zeigt schematisch eine Anordnung einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieses Beispiels. Wie in 25 gezeigt ist, ist die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die die Anordnung der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung der obenerwähnten Ausführungsform 1 enthält, so beschaffen, dass sie eine dritte optische Verzögerungskompensationsplatte 101 zwischen dem Substrat 4 und der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 der Zirkulärpolarisationsplatte 100 besitzt, um die restliche Phasendifferenz der Flüssigkristallschicht 1 zu beseitigen. 26 zeigt ein Konfigurationsbeispiel der drei optischen Verzögerungskompensationsplatten 8, 9 und 101 in der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Was die Richtung der langsamen Achse der restlichen Phasendifferenz der Flüssigkristallschicht 1 anbelangt, verbleibt, falls der Verdrehungswinkel der Flüssigkristallschicht 1 auf etwa 70° gesetzt ist, was etwa der Mittelwert des Einstellbereichs für den Verdrehungswinkel gemäß der Erfindung ist, eine Doppelbrechungskomponente der langsamen Achse, die parallel zu der Richtung, auf die der Flüssigkristall ausgerichtet ist, zwischen den Zentren der Substrate 4 und 5 ist, der Flüssigkristallschicht 1. Um diese zu beseitigen, ist eine optische Verzögerungskompensationsplatte, die eine langsame Achse in einer Richtung senkrecht zur Ausrichtung des Flüssigkristalls besitzt, als die dritte optische Verzögerungskompensationsplatte 101 geeignet angeordnet. Die restliche Phasendifferenz der Flüssigkristallschicht 1 kann beseitigt werden, falls die Größe der Verzögerung auf etwa 10 bis 50 nm gesetzt wird, obwohl sie von der über dem Flüssigkristall angelegten maximalen Spannung abhängig ist.
Als Nächstes erörtert die folgende Beschreibung ferner ein Verfahren, um eine zufriedenstellende Anzeige zu erhalten, indem die Betrachtungswinkelcharakteristik bei der in 25 gezeigten reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung verbessert wird.
In der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die in 25 gezeigt ist, wird eine zufriedenstellende dunkle Anzeige bei einem maximalen Wert der tatsächlichen Ansteuerspannung erreicht; entsprechend einem Verfahren, durch das eine zufriedenstellende Anzeige in dieser Weise erhalten wird, ist in einem Zustand, in dem eine ausreichende Spannung über der Flüssigkristallschicht 1 angelegt ist, die Beseitigung der restlichen Doppelbrechung des Flüssigkristalls effektiv.
Deshalb wird der Betrachtungswinkel erweiterbar, indem ein derartiger Betrachtungswinkelbereich erweitert wird, dass die restliche Doppelbrechung der Flüssigkristallschicht 1 zufriedenstellend beseitigt werden kann. Um dies zu erreichen, ist die Verwendung einer optischen Verzögerungskompensationsplatte effektiv, wobei die dreidimensionale Konfiguration der Ausrichtung des Flüssigkristalls berücksichtigt wird.
27 zeigt schematisch eine dreidimensionale Ausrichtung in einem tatsächlichen angesteuerten Zustand der Flüssigkristallschicht 1. Es wird angemerkt, dass 27 die Ausrichtung des Flüssigkristalls der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die in 25 gezeigt ist, getreuer zur tatsächlichen Ausrichtung zeigt. In einem derartigen Zustand kann die restliche Doppelbrechung des Lichtes, das in der Normalenrichtung der Anzeigeoberfläche durch die Flüssigkristallschicht 1 geht, durch eine einachsige optische Verzögerungskompensationsplatte beseitigt werden, deren Richtung der langsamen Achse in einer ordentlichen Ebene liegt; was jedoch das Licht anbelangt, das schräg durch die Flüssigkristallschicht 1 geht, ist die Verwendung einer optischen Verzögerungskompensationsplatte effektiv, wobei die Neigung der Ausrichtung der Flüssigkristallschicht 1 weiter berücksichtigt wird.
Weil der Flüssigkristall etwa senkrecht zu den Substraten 4 und 5 ausgerichtet ist, besitzt erstens der Brechungsindex der Flüssigkristallschicht 1 eine große Komponente in Bezug auf das elektrische Feld, das in der Normalenrichtung des Substrats verläuft. Um diese zu beseitigen, ist eine optische Verzögerungskompensationsplatte effektiv, die einen kleineren Brechungsindex in Bezug auf das elektrische Feld besitzt, das in der Richtung der Dicke der Schicht der dritten optischen Verzögerungskompensationsplatte 101 verläuft; dies wird erreicht, indem eine optische Verzögerungskompensationsplatte, die optisch einachsig ist und in Bezug auf das elektrische Feld, das in der Richtung der Dicke des Films verläuft, einen kleineren Brechungsindex als in Bezug auf das elektrische Feld, das in einer Richtung der Oberfläche des Films verläuft, besitzt, als die optische Verzögerungskompensationsplatte 101 verwendet wird. Ferner kann die optische Verzögerungskompensationsplatte 101 ein optisch zweiachsiges Indexellipsoid mit der Aufgabe besitzen, die restliche Phasendifferenz der obenerwähnten Flüssigkristallschicht in einer Richtung in einer Schichtoberfläche zu beseitigen.
Außerdem ist es genau genommen effektiv, zu berücksichtigen, dass die Ausrichtung des Flüssigkristalls nicht vollständig senkrecht zu den Substraten 4 und 5 ist. Hauptsächlich wenn ein zerstreut reflektierender Film oder ein reflektierender Film schräg zur Anzeigeoberfläche der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung konfiguriert sind oder allgemeiner wenn eine derartige reflektierende Oberfläche verwendet wird, die eine Funktion besitzt, das Licht in einer Richtung zu reflektieren, die von der Richtung der spiegelten Reflexion der Anzeigeoberfläche verschieden ist, ist es effektiv, die restliche Doppelbrechung des Flüssigkristalls in Bezug auf den optischen Weg, der sich von der Fortpflanzung durch die Flüssigkristallschicht 1 bis zur Ankunft am lichtreflektierenden Film 7 erstreckt, und außerdem in Bezug auf den austretenden optischen Weg, der sich vom lichtreflektierenden Film 7 bis zur Fortpflanzung durch die Flüssigkristallschicht 1 erstreckt, zu beseitigen, um eine zufriedenstellende Betrachtungswinkelcharakteristik zu erhalten.
Unter Bezugnahme auf 28 wird eine ausführlichere Erklärung gegeben. Wie in 28 veranschaulicht ist, werden Änderungen in der der Beleuchtung zugeordneten Umgebung, die durch den Betrachter, der sich vor der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung befindet, im Ergebnis des Umschaltens der Beleuchtung von einem Umgebungsbeleuchtungslicht A zu einem Beleuchtungslicht, das hauptsächlich aus dem Beleuchtungslicht B besteht, verursacht werden, untersucht.
In einem derartigen Fall ändern sich die Helligkeit und der Farbton in einer dunklen Anzeige mit einer Änderung des Umgebungsbeleuchtungslichts, während der Betrachter und die Flüssigkristallanzeigevorrichtung in ihrer Lage feststehend sind. Dies ist so, weil die restliche Doppelbrechung des Flüssigkristalls zu einem variablen Grad entsprechend der Richtung des optischen Weges in der Flüssigkristallschicht 1 beseitigt wird, durch die das Licht geht; wobei eine zufriedenstellendere Anzeige erreicht werden kann, indem verhindert wird, dass dies geschieht.
[Beispiel 11]
Als Beispiel 11 wurden die zwei Proben Nr. 11a und Nr. 11b erhalten, indem in Übereinstimmung mit den in der Tabelle 6 aufgelisteten Parametern reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtungen gefertigt wurden, die die in der obenerwähnten 25 gezeigte Anordnung enthielten.
[Tabelle 6]
29 zeigt die Kurven der Spannung gegen den Reflexionskoeffizienten für die Proben Nr. 11a und Nr. 11b. Für den Vergleich zeigt 29 außerdem eine Kurve der Spannung gegen den Reflexionskoeffizienten für die reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Beispiels 3.
Aus diesem ist es selbstverständlich, dass der Reflexionskoeffizient in einer hellen Anzeige ein wenig verringert ist, aber eine zufriedenstellende dunkle Anzeige erhalten wurde, was die Probe Nr. 11a dieses Beispiels anbelangt, und außerdem, dass sich die Helligkeit nicht verringerte und eine zufriedenstellende dunkle Anzeige erreicht wurde, was die Probe Nr. 11b anbelangt.
Hier wurde weitere Forschung ausgeführt, um die zwei optischen Verzöge rungskompensationsplatten 101 und 8 durch nur eine optische Verzögerungskompensationsplatte zu ersetzen, die die gleiche Funktion wie die zwei Platten bot, wobei dies schließlich die Fertigung von Flüssigkristallanzeigevorrichtungen ermöglichen würde, die die gleiche Funktion wie diese Anordnungsbeispiele bei niedrigeren Kosten durch die Verringerung der Anzahl der verwendeten optischen Verzögerungskompensationsplatten besitzen.
In einem derartigen Fall nutzten die Erfinder die Tatsache aus, dass zwei optische Verzögerungskompensationsplatten durch eine einzelne optische Verzögerungskompensationsplatte ersetzt werden können, die eine Verzögerung besitzt, die zur Summe der Verzögerungen der zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten äquivalent ist, falls die zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten so gestapelt sind, dass ihre langsamen Achsen parallel zueinander sind, und durch eine einzelne optische Verzögerungskompensationsplatte ersetzt werden können, die eine Verzögerung besitzt, die gleich der Differenz zwischen den Verzögerungen der zwei optischen Verzögerungskompensationsplatten ist, falls die optischen Verzögerungskompensationsplatten so gestapelt sind, dass ihre langsamen Achsen senkrecht zueinander sind.
Mit anderen Worten, weil die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 und die optische Verzögerungskompensationsplatte 101 in der Probe Nr. 11b dieses Beispiels konfiguriert waren, dass sie in nächster Nähe gestapelt sind, und außerdem, dass die Richtungen der langsamen Achsen senkrecht zueinander waren, konnte eine einzelne optische Verzögerungskompensationsplatte, die eine Verzögerung besaß, die gleich der Verzögerung der zwei Platten war, die zwei Platten ersetzen. Mit anderen Worten, durch das Ändern der Verzögerung der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 ergaben sich die gleichen Wirkungen wie die der Proben Nr. 11a und Nr. 11b usw.
Um diese Wirkungen zu bestätigen, wurden zusätzliche Proben gefertigt, in denen die entsprechenden Wirkungen der optischen Verzögerungskompensationsplatte 101 und der optischen Verzögerungskompensationsplatte 8 mit nur einer optischen Verzögerungskompensationsplatte verwirklicht sind. Diese Proben besaßen die Querschnittsstruktur wie die, die in 1 gezeigt ist, die in der obenerwähnten Ausführungsform 1 erwähnt worden ist.
Die Kurven der Spannung gegen den Reflexionskoeffizienten dieser Proben sind ähnlich zu derjenigen der Probe Nr. 11b, die in 29 gezeigt ist.
Dies zeigt, dass eine zufriedenstellendere Eigenschaft erhalten werden kann, indem zusätzlich eine dritte optische Verzögerungskompensationsplatte aufgenommen wird und dadurch die restliche Phasendifferenz des Flüssigkristalls beseitigt wird, über den eine praktisch maximale Spannung angelegt ist. Ferner wird bestätigt, dass, wenn sich zwei optische Verzögerungskompensationsplatten in Gebrauch befinden, durch das Einstellen der Verzögerung ähnliche Wirkungen erhalten werden können. Mit anderen Worten, es wird bestätigt, dass eine zufriedenstellendere schwarze Anzeige durch die Ergänzung und Einstellung einer optischen Verzögerungskompensationsplatte erreicht werden kann, wobei die tatsächliche Ansteuerung berücksichtigt wird.
[Beispiel 12]
Im Beispiel 12 wurde eine optisch einachsige optische Verzögerungskompensationsplatte mit einer geneigten optischen Achse als die dritte optische Verzögerungskompensationsplatte 101 verwendet, um die restliche Doppelbrechung der Flüssigkristallschicht 1 in weiteren Richtungen zu beseitigen. Die resultierende reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die die in 30 gezeigte Anordnung enthielt, wurde als die Probe Nr. 12a bezeichnet. Außerdem wurde eine zweiachsige optische Verzögerungskompensationsplatte als die dritte optische Verzögerungskompensationsplatte 101 verwendet, um eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit der in 31 gezeigten Anordnung zu erhalten, die als die Probe Nr. 12b bezeichnet wurde.
In diesem Beispiel war das Indexellipsoid der optischen Verzögerungskompensationsplatte 101 nicht zum Substrat geneigt.
Hier wurden eine (nicht gezeigte) aus Metall hergestellte konkave und konvexe Reflektorplatte als der lichtreflektierenden Film 7 ähnlich zur in 16 gezeigten reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet, um eine Lichtdiffusionseigenschaft zu schaffen.
Außerdem wurde als Probe Nr. 12c eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung gefertigt, die die gleiche Anordnung wie die Proben Nr. 12a und Nr. 12b besaß, mit Ausnahme, dass als die optische Verzögerungskompensa tionsplatte 101 eine positiv einachsige optische Verzögerungskompensationsplatte verwendet wurde.
Die Tabelle 8 zeigt die Konfigurationen der optischen Elemente der Proben Nr. 12a bis Nr. 12c.
[Tabelle 8]
Außerdem zeigt die Tabelle 9 die Ergebnisse der Bewertung der Proben Nr. 12a bis Nr. 12c hinsichtlich der Betrachtungswinkelcharakteristiken.,
[Tabelle 9]
Die in der Probe Nr. 12a verwendete optische Verzögerungskompensationsplatte 101 wurde durch Bearbeiten mittels eines Dehnungsprozesses gefertigt, sodass das Indexellipsoid geneigt war, und dass das resultierende Licht, das in der Richtung von vorn durchgeht, eine Verzögerung von etwa 30 nm zeigte.
Wie in 30 gezeigt ist, zeigte der Film eine negative Einachsigkeit, sodass nur der Brechungsindex für die z-Komponente des elektrischen Feldes kleiner als die Brechungsindizes für die anderen, d. h. die x- und y-Komponenten, war, wobei die z-Richtung von der Normalenrichtung der optischen Verzögerungskompensationsplatte 101 eines planaren Films geneigt war. Die optische Verzögerungskompensationsplatte 101 war so konfiguriert, dass die z-Richtung zur Richtung, auf die der Flüssigkristall bei einer praktisch maximalen Spannung ausgerichtet war, ähnlich war, während die x-Richtung als die langsame Achse für das Licht fungierte, das sich in der Richtung von vorn der optischen Verzögerungskompensationsplatte 101 fortpflanzte.
Die optische Verzögerungskompensationsplatte 101 erfüllte (ny – nz)d101 = (nx – nz)d101 = 300 nm,wobei d₁₀₁ die Dicke der optischen Funktionsschicht darstellt und n_x, n_y, n_z die entsprechenden Brechungsindizes in den x-, y- und z-Richtungen darstellen, die in 30 gezeigt sind.
Es ist ferner überflüssig zu sagen, dass ein Polymerfilm zum Fixieren der nematischen flüssigkristallinen Ausrichtung oder der diskotischen flüssigkristallinen Ausrichtung verwendet werden kann, um die dreidimensionale Ausrichtung der Flüssigkristallschicht 1 genau zu beseitigen.
Die in der Probe Nr. 12b verwendete optische Verzögerungskompensationsplatte wurde durch Bearbeiten mittels eines Dehnungsprozesses gefertigt, sodass das Indexellipsoid zweiachsig war, und dass die resultierende Verzögerung in Bezug auf die optische Achse für die Fortpflanzung in der Richtung von vorn etwa 30 nm betrug.
Wie in 31 gezeigt ist, waren die Brechungsindizes des Films in Bezug auf die Komponenten eines elektrischen Feldes in absteigender Reihenfolge der Größe die x-Komponente, die y-Komponente und die z-Komponente. Außerdem gilt (nx – ny)d101 = 30 nm und (ny – nz)d101 = 300 nm.
Wie in Tabelle 9 gezeigt ist, war jede helle Anzeige eine weiße Anzeige; die zufriedenstellendste dunkle Anzeige wurde jedoch mit der Probe Nr. 12a, gefolgt von der Probe Nr. 12b und dann der Probe Nr. 12c erreicht. Außerdem ordnete eine Gesamtbewertung die Proben Nr. 12a, Nr. 12b und Nr. 12c in dieser Reihenfolge von der am meisten zufriedenstellenden bis zur am wenigsten zufriedenstellenden. Dies ist so, weil sich in einer weißen Anzeige die Eigenschaften veränderten, aber keine visuellen Änderungen erzeugten. Im Gegensatz wurden in einer schwarzen Anzeige große visuelle Änderungen erzeugt, die die Gesamtbewertung beeinflussten.
Wie oben erwähnt worden ist, ist bestätigt worden, dass eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer zufriedenstellenden Betrachtungswinkelcharakteristik erreicht werden kann, indem die optische Verzögerungskompensationsplatte bearbeitet wird, wobei die dreidimensionale Ausrichtung des Flüssigkristalls berücksichtigt wird. Es ist außerdem bestätigt worden, dass ein zufriedenstellenderer dunkler Zustand erreicht werden kann, indem die optischen Verzögerungskompensationsplatten 8 und 9 zweiachsig gemacht werden.
Es wird angemerkt, dass es überflüssig ist, zu sagen, dass in diesem Beispiel ein Verzögerungskompensationsfilm verwendet werden kann, der als die optische Verzögerungskompensationsplatte 8 und die optische Verzögerungskompensationsplatte 101 eine Doppelrolle spielt, um ähnlich zum Beispiel 11 die Kosten zu verringern
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie bisher ausführlich beschrieben worden ist, kann bei der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung die reflektierende Oberfläche einer Lichtreflektorplatte, wie z. B. ein lichtreflektierender Film, auf der Seite der Flüssigkristallschicht angeordnet sein, wobei ein zufriedenstellenderer dunkler Zustand erhalten werden kann. Folglich können reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtungen erhalten werden, die keine Parallaxe besitzen und die sowohl Bilder mit hohem Kontrast in hoher Auflösung als auch Bewegtbilder anzeigen.
Außerdem kann durch das Übernehmen eines für eine hohe Helligkeit eingestellten Farbfilters in die reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung eine reflektierende Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung in hoher Qualität mit einer zufriedenstellenderen Farbwiedergabefähigkeit erhalten werden.
Außerdem kann mit der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die einen Berührungsbildschirm enthält, gemäß der Erfindung, wenn ein Berührungsbildschirm an der reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung angebracht wird, eine reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung in hoher Qualität, die einen Berührungsbildschirm enthält, mit einer Fähigkeit erhalten werden, um zu verhindern, dass reflektiertes Licht die Anzeigeeigenschaften ungünstig beeinflusst, indem ein Berührungsbildschirm verwendet wird, der durch eine Polarisationsplatte und zwei optische Verzögerungskompensationsplatten gebildet wird.
Wie bisher ausführlich beschrieben worden ist, kann mit der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung die reflektierende Oberfläche einer Lichtreflektorplatte, wie z. B. ein lichtreflektierender Film, auf der Seite der Flüssigkristallschicht angeordnet sein, wobei ein zufriedenstellenderer dunkler Zustand erhalten werden kann. Folglich können reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtungen erhalten werden, die keine Parallaxe besitzen und die sowohl Bilder mit hohem Kontrast in hoher Auflösung als auch Bewegtbilder anzeigen.

Claims

Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, mit: einer Flüssigkristallschicht (1), die sandwichartig zwischen einem ersten Substrat (5, 7; 23) mit Lichtreflexionsvermögen und einem zweiten Substrat (4; 26) mit Lichtdurchlassvermögen angeordnet ist; und Zirkulärpolarisationsmitteln (100), die eine einzige Linearpolarisationsplatte (10) aufweisen, um wahlweise entweder rechts- oder linkszirkulär polarisiertes Licht des natürlichen Lichts durchzulassen, wobei das erste Substrat, die Flüssigkristallschicht und die Zirkulärpolarisationsmittel in dieser Reihenfolge gestapelt sind, um wenigstens einen Teil der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu bilden, und die Zirkulärpolarisationsmittel so angeordnet sind, dass sich eine Hauptfläche der Zirkulärpolarisationsmittel auf Seiten einer Flüssigkristallschicht befindet, wobei das zirkulär polarisierte Licht die Zirkulärpolarisationsmittel durch die Hauptoberfläche verlässt, wenn natürliches Licht in die Zirkulärpolarisationsmittel eintritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkristall ein verdreht ausgerichteter nematischer Flüssigkristall ist, der eine positive dielektrische Anisotropie besitzt, und dass: der Flüssigkristall in der Flüssigkristallschicht eine Doppelbrechungsdifferenz besitzt, die, wenn sie mit einer Dicke der Flüssigkristallschicht multipliziert wird, ein Produkt von nicht weniger als 150 nm und nicht mehr als 350 nm ergibt, und die Flüssigkristallschicht einen Verdrehungswinkel im Bereich von 45° bis 100° hat.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Zirkulärpolarisationsmittel (100) versehen sind mit einer ersten optischen Verzögerungskompensationsplatte (8), die eine Verzögerung in einer zum Substrat normalen Richtung besitzt, die auf nicht weniger als 100 nm und nicht mehr als 180 nm gesetzt ist; einer zweiten optischen Verzögerungskompensationsplatte (9), die eine Verzögerung in einer zum Substrat senkrechten Richtung, die auf nicht weniger als 200 nm und nicht mehr als 360 nm gesetzt ist, besitzt; und einer Linearpolarisationsplatte (10), wobei die erste optische Verzögerungskompensationsplatte, die zweite optische Verzögerungskompen sationsplatte und die Linearpolarisationsplatte in dieser Reihenfolge gestapelt sind, wenn sie von der Flüssigkristallschicht aus betrachtet werden, und |2 _ θ2 – θ1| einen Wert von nicht weniger als 35° und nicht mehr als 55° hat, wobei θ1 einen Winkel repräsentiert, der durch eine langsame Achse (13) der ersten optischen Verzögerungskompensationsplatte und entweder eine Durchlassachse (11) oder eine Absorptionsachse der Linearpolarisationsplatte gebildet wird, und θ2 einen Winkel repräsentiert, der durch eine langsame Achse (12) der zweiten optischen Verzögerungskompensationsplatte und entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Linearpolarisationsplatte gebildet wird.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrehungswinkel der Flüssigkristallschicht im Bereich von 60° bis 100° liegt, das Produkt aus der Doppelbrechungsdifferenz des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht und aus der Dicke der Flüssigkristallschicht nicht weniger als 250 nm und nicht mehr als 330 nm ist und entweder die Durchlassachse oder die Absorptionsachse der Linearpolarisationsplatte einen Winkel θ3 von nicht weniger als 20° und nicht mehr als 70° oder nicht weniger als 110° und nicht mehr als 150° mit einer Richtung bildet, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das erste Substrat, das ein Lichtreflexionsvermögen besitzt, einen lichtreflektierenden Film (19) aufweist und der lichtreflektierende Film gleichmäßige und sich stetig ändernde Konkavitäten und Konvexitäten besitzt und aus einem leitenden Werkstoff hergestellt ist.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die gleichmäßigen und sich stetig ändernden Konkavitäten und Konvexitäten des lichtreflektierenden Films eine Richtungsabhängigkeitseigenschaft haben, die sich entsprechend einer Richtung auf einer Substratebene ändert.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige dritte optische Verzögerungskompensationsplatte (101) oder mehrere derartige Platten zwischen den Zirkulärpolarisationsmitteln (100) und der Flüssigkristallschicht (1) vorgesehen sind, um eine verbleibende Phasendifferenz der Flüssigkristallschicht zu beseitigen.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, dass entweder die dritte optische Verzögerungskompensationsplatte (101) oder wenigstens eine der dritten optischen Verzögerungskompensationsplatten eine geneigte optische Achse oder eine dreidimensional ausgerichtete optische Achse mit sich stetig ändernder Neigungsrichtung besitzt.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass für die erste und die zweite optische Verzögerungskompensationsplatte für eine Brechungsindex-Anisotropie Δn(450) für Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm, für eine Brechungsindex-Anisotropie Δn(650) für Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und für eine Brechungsindex-Anisotropie Δn(550) für Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm Verhältnisse bestehen, die 1 ≤ Δn(450)/Δn(550) ≤ 1,06 bzw. 0,95 ≤ Δn(650)/Δn(550) ≤ 1 erfüllen.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass für die erste und die zweite optische Verzögerungskompensationsplatte für eine Brechungsindex-Anisotropie Δn(450) für Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm, für eine Brechungsindex-Anistropie Δn(650) für Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und für eine Brechungsindex-Anisotropie Δn(550) für Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm Verhältnisse bestehen, die 1 ≤ Δn(450)/Δn(550) ≤ 1,007 bzw. 0,987 ≤ Δn(650)/Δn(550) ≤ 1 erfüllen.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrehungswinkel der Flüssigkristallschicht im Bereich von nicht weniger als 65° bis nicht mehr als 90° liegt, das Produkt aus der Doppelbrechungsdifferenz des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht und aus der Dicke der Flüssigkristallschicht nicht kleiner als 250 nm und nicht größer als 300 nm ist und entweder eine Durchlassachse oder eine Absorptionsachse der Linearpolarisationsplatte mit einer Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 110° und nicht mehr als 150° bildet.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass entweder eine Durchlassachse oder eine Absorptionsachse der Linearpolarisationsplatte mit der Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 110° und nicht mehr als 150° bildet, und eine Betrachtungsrichtung auf eine Richtung in einer Ebene gesetzt ist, die durch eine Normale zu einer Anzeigeoberfläche und durch eine Richtung, die um 90° zu der Richtung versetzt ist, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, definiert ist.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass entweder eine Durchlassachse oder eine Absorptionsachse der Linearpolarisationsplatte mit der Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 20° und nicht mehr als 70° bildet, und eine Betrachtungsrichtung auf eine Richtung in einer Ebene gesetzt ist, die durch eine Normale zu einer Anzeigeoberfläche und durch die Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, definiert ist.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass entweder eine Durchlassachse oder eine Absorptionsachse der Linearpola risationsplatte mit einer Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 110° und nicht mehr als 150° bildet, eine Betrachtungsrichtung auf eine Richtung in einer Ebene gesetzt ist, die durch eine Normale zu einer Anzeigeoberfläche und eine Richtung, die um 90° zu der Richtung versetzt ist, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, definiert ist, und die Betrachtungsrichtung so gesetzt ist, dass sie in einer Ebene liegt, die durch die Normale zu der Anzeigeoberfläche und durch eine Richtung in einer Substratebene definiert ist, in der die Konkavitäten und Konvexitäten des lichtreflektierenden Films einen kürzeren mittleren Zyklus als in anderen Richtungen haben.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass entweder eine Durchlassachse oder eine Absorptionsachse der Linearpolarisationsplatte mit einer Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 20° und nicht mehr als 70° bildet, eine Betrachtungsrichtung auf eine Richtung in eine Ebene gesetzt ist, die durch eine Normale zu einer Anzeigeoberfläche und durch die Richtung definiert ist, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, und die Betrachtungsrichtung so gesetzt ist, dass sie in einer Ebene liegt, die durch die Normale zu der Anzeigeoberfläche und durch eine Richtung in einer Substratebene definiert ist, in der die Konkavitäten und Konvexitäten des lichtreflektierenden Films einen kürzeren mittleren Zyklus als in anderen Richtungen haben.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass entweder eine Durchlassachse oder eine Absorptionsachse der Linearpolarisationsplatte mit einer Richtung, auf die die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat ausgerichtet sind, einen Winkel θ3 von nicht weniger als 40° und nicht mehr als 60° bildet, und die Flüssigkristallmoleküle sehr nahe bei dem zweiten Substrat mit einer Richtung in einer Ebene, die durch eine Betrachtungsrichtung und eine Nor male zu einer Anzeigeoberfläche definiert ist, einen Winkel θ4 bilden, der auf nicht weniger als 0° und nicht mehr als 30° oder auf nicht weniger als 180° und nicht mehr als 210° gesetzt ist.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die einen Berührungsbildschirm enthält, der aus der reflektierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 geschaffen ist, ferner dadurch gekennzeichnet, dass ein planares druckempfindliches Element (31) für die Erfassung eines äußeren Drucks zusammen mit einem schichtförmigen leeren Raum sandwichartig zwischen den Zirkulärpolarisationsmitteln (100) und dem zweiten Substrat (26) angeordnet ist.
Reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass: Licht, das auf die Flüssigkristallschicht auftrifft, in einer Ebene der lichtreflektierenden Mittel im Wesentlichen in linear polarisiertes Licht umgesetzt wird, das in beliebige Richtung gelenkt wird.