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Fldssigkeitkristallanzeigezelle mit Bandpolarisatoren
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Die erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigezelle,
insbesondere auf eine solche Zelle mit Bandpolisatoren.
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winde typische Fltissigkristallanzeigezelle hat ein Paar von Elektrodensubstraten
mit einem dazwischen eingefüllten Flüssigkristall. Unter Ausnutzung der rigenschaft,
daß die Anlegung einer Spannung zwischen den Elektrodensubstraten die Änderung einer
optischen wigenschaft des Flüssigkristalls hervorruft, kann ein gewünschtes Muster
angezeigt werden. ine FlÜssigkristallanzeigezelle mit elektrischer Feldwirkung,
wie z. B. eine Zelle des Typs mit wechselnder vertikaler Ausrichtung der Phase oder
eine Zelle des verdrillten nematischen Typs, weist Polarisatorplatten zur Polarisierung
des Lichts an den Außenseiten des Paares der r.lektrodensubstrate auf. Die Polarisatorplatte
weist gewöhnlich einen Polarisierfilm mit einer Basismaterialschicht aus Polyvinylalkohol
od. dgl. mit darin imprägniertem pleochroitischem Material, wie z. B. Jod oder Farbstoff,
auf, welcher Polar:sirfilm auf ein optisch transparentes Substrat aus Zelluloseacetatbutylat,
Triacetylzellulose
od. dgl. aufgebracht ist. Andere Beispiele des
Basismaterials umfassen ViNylchlorldpolymeres(Jap. Pat. Publ. 21 904/69) und Polyvlnylbromld-Polyvlnylldenchlorld
(Jap. Pat. Publ.
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19 196/71). Das Basismaterial kann Glas oder ein transparenter organischer
Film sein, worauf Al, Ag, Au, Pt oder Cu schräg abgeschieden ist, wie in der Jap.
Pat. Publ. 14 512/66 beschrieben ist.
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Solche Polarisatorplatten werden üblich als Bandpolarisatoren bezeichnet
und sind beispielsweise von Polaroid Corporation erhiltlich. Statt der Verwendung
gesonderter Bandpolarisatoren können auch die Oberflächen der Elektrodensubstrate
mit einer Lösung von Farbstoff behandelt werden, die einen pleochroitischen Film
bildet, wie in den US-PS 2 544 659, 2 524 286 und 2 400 877 beschrieben ist. Sie
werden in Spalte 5, Zeilen 20 - 49 der US-PS 3 731 986 abgehandelt. Ublicherweise
fallen die Bandpolarisatoren in drei Typen. Der erste Typ ist ein mikrokristalliner
Polarisator, in dem kleine Kristalle eines dichroitischen Materials parallel zueinander
in einem Kunststoffmedium ausgeriahtet sind. Der zweite Typ hängt für seinen Dichroismus
von der Eigenschaft einer Jod-Wasser-Lösung ab. Der dritte Typ hängt ftlr seinen
Dichroismus direkt von den MolekUlen des Kunststoffes selbst ab.
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Die bekannten Polarisatorplatten können manchmal verschiedene optische
Eigenschaften zwischen gegenÜberstehenden Polarisatorplatten aufweisen, doch ist
rur eine gegebene Polarisatorplatte das optische Verhalten Uber die gesamte Oberfläche
gleichmäßig. Daher sind die optischen Anzeigeeigenschaften, wie z. B. Anzeigefarbe
und Anzeigekontrast eines
Musters, wie z. B. von der Flüssigkristallanzeigezelle
angezeigte Schriftzeichen oder Bilder, identisch, und es gibt keine Minderung im
Anzeigezustand. Als ergebnis ist es schwer, das angezeigte Muster zu erkennen, oder
das angezeigte Muster kann irrtümlich erfaßt werden. Vom Aufbaugesichtspunkt fehlt
der Anzeige eine Änderungsmöglichkeit im Aussehen.
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Der Frfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristallanzeigezelle
zu schaffen, die eine Anzeige liefert, die leicht erkennbar ist und eine Anderungsmöglichkeit
im Aussehen aufweist.
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Gegenstand der erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine
Fltlssigkristallanzeigezelle mit einem zwischen zwei Flektrodensubstraten angeordneten
Flüssigkristall und zwei in der Richtung des durch die Zelle durchgehenden Lichts
vor bzw. hinter der Zelle angeordneten Bandpolarisatoren, mit dem Kennzeichen, daß
wenigstens einer der beiden Bandpolarisatoren eine Mehrzahl von in bestimmter Lage
angeordneten pleochroitischen Materialabschnitten aufweist, deren optische wigenscharten
voneinander verschieden sind.
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Weitere Ausgestaltungen der erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1A und 1B eine Vorderansicht
und eine Seitenansicht eines Polarisierfilms gemäß der erfindung; Fig. 2A und 2B
eine Vorderansicht und eine Seitenansicht eines anderen Polarisierfilms;
Fig.
3A und 3B eine Vorderansicht und eine Seitenansicht eines AusfUhrungsbeispiels einer
Polarisatorplatte gemäß der erfindung; Fig. 4A, 4B und 4C eine Vorderansicht, eine
Seitenansicht und eine Hinteransicht eines Ausführungsbeispiels einer FlUssigkristallanzeigezelle
gemäß der wrrindung; Fig. 5A und 5B eine Vorderansicht und eine Seitenansicht zur
Veranschaulichung des Anzeigebetriebs der in Fig. 4A bis 4C dargestellten FlUssigkristallanzeigezelle;
Fig. 6A, 6B und 6C eine Vorderansicht, eine Seitenansicht und eine Hinteransicht
eines anderen Ausführungsbeispiels der FlUss igkrista llanzeigezelle; Fig. 7A und
7B eine Vorderansicht eines anderen Polarisierfilms gemäß der Erfindung und eine
Seitenansicht einer Polarisatorplatte mit diesem Polarisierfilm; Fig. 8A und 8B
ein AusfUhrungsbeispiel zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens der Polarisatorplatte,
wobei Fig. 8A eine Vorderansicht eines Walzenkörpers und Fig. 8B die Arbeitsweise
zum Imprägnieren von Jod oder Farbstoff auf einen Basisstreifen mittels des Walzenkörpers
veranschaulichen; und Fig. 9 und lOA bis 10C Darstellungen zur Veranschaulichung
der effekte des Ausftlhrungsbeispiels nach den Fig. 6A bis 6C.
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Fig. 1A und 2A zeigen Vorderansichten der Polarisierfilme 1A bzw.
1B, und Fig. 1B und 2B zeigen Seitenansichten davon. Die Polarisierfilme 1A und
1B weisen jeweils eine Basis 2 aus Polyvinylalkohol, Vinylc hl oridpolymer> Polyvinylbromid
oder
Polyvinylidenchlorid auf, worin pleochroitische Materialien
3A oder nB, wie z. B. Jod oder Farbstoff (beispielsweise blau, rot oder guUn) selektiv
imprägniert ist. Die Polarisierfilme 1A und 1B enthalten die pleochroitischen Materialien
3A bzw. 3B, die verschiedene optische Eigenschaften, wie z. B. Polarisierung, Farbe
oder Durchlässigkeitsfaktor, aufweisen, und die Lagen in den Polarisierfilmen 1A
und 113, worin die pleochroitischen Materialien 3A und dB imprägniert sind, sind
voneinander unterschieden.
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Die so hergestellten und aufgebauten Polarisierfilme 1A und 1B werden
zwischen im wesentlichen transparenten Substraten 4 aus Zelluloseacetatbutylat oder
Triacetylzellulose geschichtet und damit zur Bildung einstUckiger Polarisatorplatten
oder Bandpolarisatoren 5 verbunden, wie in den Fig. 3A und 313 gezeigt ist.
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Wie aus den Fig. 4A bis 4C zu ersehen ist, wird die in den Fig. 3A
und 3B gezeigte Polarisatorplatte 5 auf gewUnschtes Format geschnitten und auf eine
Oberfläche des vlektrodensubstrats 6 der FlUssigkristatLanzeigezelle aufgebracht,
während eine herkömmliche Polarisatorplatte 7 mit gleichmä0igem optischem Verhalten
auf ihrer gesamten Oberfläche auf der anderen Oberfläche des zweiten ilektrodensubstrats
6 zur Bildung der FlUssigkristallanzeigezelle 8 aufgebracht wird.
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Zur Vereinfachung der Zeichnung ist eine FlUssigkristallschicht in
Fig .413 nicht dargestellt. Wie gut bekannt ist, hat das Slektrodensubstrat 6 eine
gemusterte lektrode, wie z. B. "Nesa" (Warenzeichen) -Film, zur Darstellung eines
gewUnschten Anzeigemusters, und der zwischen die rlektrodensubstrate 6 eingefüllte
FlUssigkristall ist vorzugsweise einer, der sich
zum Betrieb mit
Ausnutzung des Effekts eines angelegten elektrischen Feldes eignet Ewle z. B. eine
Phase mit Wechsel der vertikalen Ausrichtung oder ein verdrillter nematischer Typ.
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Diese Elektrodensubstrate und der Flüssigkristall sind unter Fachleuten
wohl bekannt und sollen daher hier im einzelnen nicht erläutert werden.
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Fig. 5A und 5B veranschaulichen den Anzeigebetrieb der Flüssigkristallanzeigezelle
8, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist. Wenn eine geeignete Spannung
an die transparenten leitenden Elektroden der vlektrodensubstrate der Fltlssigkristallanzeigezelle
angelegt wird, ändert sich das Lichtablenkungsverhalten des Flttssigkristalls, so
daß beispielsweise die Bereiche 9A und 9B zur Anzeige kommen.
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Da die pleochroltischen Materialien 3A und aB der Polarisatorplatte
5 entsprechend den Bereichen 9A und 9B unterschiedliche optische igenschaften, wie
z. B. Polarisierung, Farbe und/oder Durchlässigkeitsfaktor, aufweisen, erscheinen
die Anzeigen in den Bereichen 9A und gB unterschiedlich, d. h. die Farbe der Anzeige,
der Anzeigekontrast und/oder die Anzeigehelligkeit erscheinen verschieden. Wenn
beispielsweise das Material 3A ein roter Farbstoff und das Material 3B ein blauer
Farbstoff sind, erscheint der Anzeigebereich 9A rot, und der Anzeigeberich 9B erscheint
blau. Außerdem zeigt, da der rote Farbstoff eine andere Polarisation als der blaue
Farbstoff hat, der Anzeigebereich 913 stärkere Polarisation als der Anzeigebereich
9A. Wenn die Polarisatorplatten 5 und 7 parallel zueinander angeordnet sind, erscheint
der Anzeigebereich 9k in hellrot, während der Anzeigebereich 913 in hellblau erscheint.
Andererseits erscheint, wenn die Polarisatorplatten 5 und 7 zueinander gekreuzt
angeordnet sind, der
Anzeigebereich 9A in dunkelrot, während der
Anzeigebereich 913 in dunkelblau erscheint.
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Die Fig. 6A bis 6C zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der FlUssigkristallanzeigezelle.
Während die in Fig. 4A bis 4C dargestellte FlUssigkristallanzeigezelle 8 die Polarisatorplatte
5 gemäß der erfindung auf einer Oberfläche des rlektrodensubstrats 6 und die herkömmliche
Polarisatorplatte 7 auf der anderen Oberfläche des anderen lektrodensubstrats 6
aufweist, hat die FlUssigkristallanzeigezelle 10 dieses Ausführungsbeispiels die
Polarisatorplatten 5 gemäß der erfindung auf den Außenflächen beider Elektrodensubstrate
6.
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Dieser Aufbau kann eine weitere änderung in der Anzeige bieten und
ähnliche effekte wie die des vorigen AusfUhrungsbeispiels liefern.
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Dieser effekt soll nun anhand der Fig. 9 und der Fig. 1OA bis 1OC
erläutert werden. Fig.9 zeigt ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen
dem Durchlässigkeitsfaktor der Polarisatorplatte und der Lichtwellenlänge. Ausgezogene
Kurven sind fUr Polarisatorplatten mit rotem Farbstoff aufgetragen, während gestrichelte
Kurven fUr Polarisatorplatten mit grUnem Farbstoff aufgetragen sind. Die Kurven
la und 1b sind fUr eine einzelne Polarisatorplatte, die Kurven 2a und 2b fUr zwei
Polarisatorplatten in Parallelanordnung und die Kurven 3a und 3b fUr zwei Polarisatorplatten
in gekreuzter Anordnung aufgetragen. Fig. 10A bis 1OC zeigen verschiedene Anordnungen
von Farbstoff auf einem Paar von Polarisatorplatten 5. In Fig. 1OA zeigt, wenn das
Material 3A ein roter Farbstoff, das Material 3B dagegen ein grUner Farbstoff ist,
ein Bereich K ein Verhalten der Kurve 2a oder 3a, während ein Bereich L das Verhalten
der Kurve 2b oder 3b zeigt,
so daß diese Bereiche in untereinander
verschiedener Farbe und Helligkeit erscheinen. Im Fall von Fig.lOB zeigen die Bereiche
K und L die gleichen Eigenschaften wie die in Fig.lOA, wobei ein Bereich M ein der
Kombination der Kurven 2a und 2b der Fig. 9 oder der Kombination der Kurven 3a und
3b entsprechendes Verhalten zeigt. Weiter können, wie in Fig.1OC. dargestellt ist,
auch Farbstoffe verschiedener Farben 3C, 3D, 3R und 3F vorgesehen werden. Der -:ffekt
dieser Anordnung wird aus den Beispielen von Fig. 1OA und 10B ersichtlich.
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Fig. 7A und 7B zeigen ein anderes AusfUhrungsbeispiel der Polarisatorplatte.
Während die in Fig. 3A und 3B dargestellte Polarisatorplatte 5 ein Paar von Polarisierfilmen
1A und 1B aufweist, deren jeder die gesonderte Basis 2 mit pleochroitischem Material
3A oder 3B verschiedenen optischen Verhaltens imprägniert enthält, weist die Polarisatorplatte
12 dieses AusrUhrungsbeispiels nech Fig. 7A und 7B eine einzelne Basis 2 auf, in
der pleochroitische Materialien 3A und 313 unterschiedlichen optischen Verhaltens
unter Bildung eines einzigen Polarisierfilms 11 imprägniert sind,der zwischen Substraten
4 zur Bildung der Polarisatorplatte 12 geschichtet ist.
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rin Verfahren zum Herstellen des Polarisierfilms 1A in Fig.1A wird
nun anhand von Fig. 8A und 8B erläutert. Der in Fig. 2B dargestellte Polarisierfilm
1B und der in Fig. 7A dargestellte Polarisierfilm 11 lassen sich in gleicher Weise
herstellen und werden nicht besonders erläutert. Man erkennt einen Walzenkörper
13 zum Aufbringen des pleochroitischen Materials 3A, wie z. B. Jod oder Farbstoff,
auf die Basis 2, und dieser Walzenkörper kann aus porösem organischen oder anorganischen
Material bestehen. Das pleochroitisohe Material 3A wird mit Lösungsmittel in geeigneter
Konzentration gemischt und gleichmäßig
auf den Walzenkörper 13
aufgebracht oder darin itriprägniert.
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Die Basis 2 wird zwischen dem Walzenkörper 13, auf den das pleochroitische
Material 3A aufgebracht ist, und einem Walzenkörper 13' bewegt, so daß das pleochroitische
Material 3A in die Basis 2 imprägniert wird. Man erkennt außerdem die Wellen 14,
14' der Walzenkörper 13, 13'. Durch Andern der Größe und/oder Form des Walzenkörpers
13 ändert man die Abmessung und/oder Form des in die Basis 2 imprägnierten pleochroitischen
Materials 3A. In dieser Weise lassen sich die Form und/oder Abmessung des imprägnierten
plebchroitischen Materials 3A nach Wunsch variieren.
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Alternativ kann man das pleochroitische Material durch BUrsten oder
SprUhen durch ein in einer Platte gebildetes Maskenmuster aufbringen, um die Polarisatorplatte
mit dem in gewUnschter Form und Abmessung imprägnierten pleochroitischen Material
zu erzeugen. In Sonderfällen kann das pleochroitische Material durch Dampfabscheidung
aufgebracht werden.
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Wie gut bekannt ist, wird der mit Jod oder Farbstoff imprägnierte
Basismaterialfilm in einer Richtung gestreckt, so daß die Jod- oder Farbstoffkörner
regelmäßig ausgerichtet werden.
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Die optischen Sigenschaften der Polarisatorplatte, wie z. B. Polarisierung,
Farbe und/oder Durchlässigkeitsfaktor, lassen sich durch andern des Streckungsgrades
der Polarisatorplatte (z. B. zwischen 120 und 200 mm Streckung für eine 100 mm-Platte),
Anderen der Konzentration der Jod- oder Farbstofflösung zwecks Xnderung der Dichte
der Jod- oder Farbstoffimprägnierung des Basismaterialfilms oder Andern der Art
des
Farbstoffs ändern.
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Die Erfindung ist auf die vorstehend beschriebenen AusfUhrungsbeispiele
nicht beschränkt. Beispielsweise kann, während die erläuterte Polarisatorplatte
ein gesondertes rlektrodensubstrat vorsieht, die ElektrodensubsAratoberRlSche auch
mit einer Farbstofflösung behandelt werden, die einen pleochroitischen Film bildet
wie in den US-PS 2 544 659, 2 524 286 und 2 400 877 beschrieben ist, und man kann
sie trocknen lassen, so daß der Polarisator einstUckig auf der Oberfläche des vlektrodensubstrsts
gebildet wird, wie in der US-PS 3 731 986 offenbart ist.
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Weiter kann, während die dargestellte Polarisatorplatte an der Außenseite
des Rlektrodensubstrats angeordnet ist, die herkömmliche Polarisatorplatte auf der
Innenseite des Elektrodensubs tests, d.h. zwischen dem PlUssigkrlstall und dem Elektrodensubstrat
angeordnet werden, wenn eine der Polarisatorplatten eine pleochroitische Polarisatorplatte
und die andere die herkömmliche Polarisatorplatte ist.
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Wenn eine Durchlaßtyp-Flüssigkristallanzeigezelle benötigt wird,
soll das Paar von Rlektrodensubstraten im wesentlichen transparent sein. Wenn jedoch
eine Reflexionstypzelle benötigt wird und eine innere Polarisatorplatte relativ
zu einem einfallenden Licht auf der inneren Seite des Elektrodensubstrats angeordnet
ist, braucht das innere Elektrodensubstrat nicht transparent zu sein.
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Weiter kann, obwohl der in Fig. 3B oder 7B dargestellte Polarisierfilm
zwischen dem Paar von Substraten 4 geschichtet ist,
um eine Beeinträchtigung
durch Feuchtigkeit zu verhindern und die Handhabung zu erleichtern, der Polarisierfilm
auch auf einem einzelnen Substrat angeordnet sein oder nur aus einem Polarisierfilm
ohne Substrat bestehen.
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Weiter kann, wenn ein chromatischer oder gefärbter FlUssigkristall
als Phase mit Wechsel der Vertikalausrichtung oder verdrillter nematischer FlUssigkristall
verwendet wird oder wenn ein einen den Gest-Host-Effekt zeigenden pleochroitischen
Farbstoff enthaltender nematischer Flüssigkristall verwendet wird, um ein Farbanzeigemuster
zu erzeugen, die Erfindung eine Anzahl von Effekten bieten.
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Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, kann die FlUssigkristallanzeigezelle
gemäß der Erfindung eine weite Auswahl von Anzeigezuständen liefern, SO daß sie
eine Anzeige ermöglicht, die leicht zu erkennen und kaum irrtUmlich zu erfassen
ist. Außerdem können, da der Anzeigezustand nach Wunsch geändert werden kann, vielfältige
Anzeigeformen vorgesehen werden.