DE68917704T2

DE68917704T2 - Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

Info

Publication number: DE68917704T2
Application number: DE68917704T
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Patent Dept Aoki; Mikiya Patent Dept Itakura; Seiichi C O Patent Dept Kizaki; Ken C O Patent Dept Kozima; Toshiomo C O Patent Dept Ono
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2009-12-28
Also published as: EP0376278B1; DE68917704D1; EP0376278A2; US5126868A; JPH0289432U; EP0376278A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die durch eine zweischichtige STN ("Super Twisted Nematic", höchstverdrillte nematische) Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gebildet wird, um die farbige Anzeige, die durch eine einfache STN-Flüssigkristall-Anzeige erhalten wird, so zu kompensieren, daß eine Schwarz-Weiß- Anzeige entsteht.
In jüngster Zeit besteht bei Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen mit Punktmatrix zur Anzeige eines Fernsehbildes oder dergleichen die Tendenz, diese mit einer wesentlich großen Anzahl von Anzeige-Bildelementen auszustatten, um einen größeren aktiven Bereich sowie eine höhere Auflösung sicherzustellen. Dementsprechend muß die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung im Hochleistungsbetrieb multiplex-betreibbar sein.
Wird eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der TN-Art ("Twisted Nematic", verdrillt nematisch), wie sie weit verbreitet Verwendung findet, multiplex-betrieben, erhöht sich ihr Betriebsgrenzwert und der Anzeigekontrast verringert sich, wodurch das Merkmal des Betrachtungswinkels beeinträchtigt wird. In dieser Hinsicht eignet sich die Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung der TN-Art nicht für den Multiplexbetrieb.
Zur Verbesserung der Multiplexbetriebscharakteristik wurden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen des STN-Typs (kurz STN- LCD) entwickelt, bei denen Flüssigkristallmoleküle unter einem größeren Verdrillungswinkel (z.B. 180º bis 270º) verdrillt sind als die der herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des TN-Typs.
Diese STN-LCD ist von der Gattung, die einen Doppelbrechungseffekt aufweist, bei der die Polarisationsplatte derart angeordnet ist, daß die Richtung der Polarisationsachse (Übertragungsachse oder Absorptionsachse) einen Winkel von 35º bis 50º zur Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle in der Nähe dieser Oberfläche des Subtrates auf der Seite der Polarisationsplatte bildet. Durch eine Polarisationsplatte auf der Lichteinfallsseite hindurchtretendes linear polarisiertes Licht wird aufgrund des Doppelbrechungseffekts (Doppelbrechung) der Flüssigkristallschicht zu elliptisch polarisiertem Licht. Der Teil des elliptisch polarisierten Lichtes, der durch die Polarisationsplatte auf der Lichtaustrittsseite tritt, bewirkt die Anzeige eines Bildes. Diese STN-LCD nutzt den Doppelbrechungseffekt der Flüssigkristallschicht, die für jede Wellenlänge eine andere Brechungsindexanisotropie hat. Diese Eigenschaft der Flüssigkristallschicht erhöht den Transmissionsgrad von Licht in einem spezifischen Wellenlängenbereich, um somit eine farbige Anzeige zu erzeugen.
Es wird auf die internationale Schrift WO89/03542 verwiesen, die am 20.04.1989 veröffentlicht wurde.
Um eine derartige, durch die STN-LCD verursachte Färbung des Anzeigebildschirmes zu eliminieren, wurde ein zweischichtige STN-LCD vorgeschlagen, in der eine farbkompensierende Flüssigkristallzelle auf der Lichteinfallsseite oder Lichtaustrittsseite zur Eliminierung des Farbeffektes vorgesehen ist.
Diese zweischichtige STN-LCD umfaßt eine Flüssigkristall-Anzeigezelle, eine farbkompensierende Flüssigkristallzelle und ein Paar Polarisationsplatten. Die Flüssigkristall-Anzeigezelle weist eine Anzeigeelektrode auf und ihre Flüssigkristallmoleküle sind unter einem Winkel von 180º bis 270º verdrillt. Die farbkompensierende Flüssigkristallzelle umfaßt eine Schicht von Flüssigkristallmolekülen, die unter demselben Winkel verdrillt sind wie diejenigen der Flüssigkristall-Anzeigezelle, jedoch in entgegengesetzter Richtung, und eine Flüssigkristallzelle des STN-Typs, die derart ausgerichtet ist, daß die Ausrichtungsrichtungen ihrer Flüssigkristallmoleküle in der Nähe der benachbarten Substratoberflächen der Flüssigkristall-Anzeigezelle und der farbkompensierenden Flüssigkristallzelle normal (senkrecht) zueinander sind. Das Paar Polarisationsplatten sind derart angeordnet, daß sie diese geschichteten beiden Zellen sandwichartig umgeben und daß die Richtung der Übertragungsachse einer der Polarisationsplatten unter einem Winkel von 35º bis 50º zur Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle auf der Substratoberfläche der Flüssigkristallzelle in der Nähe dieser Polarisationsplatte auf der Seite dieser kreuzt, und die Richtung der Übertragungsachse der anderen Polarisationsplatte im wesentlichen normal (senkrecht) zu derjenigen der Übertragungsachse der ersteren Polarisationsplatte ist.
Diese Anordnung ermöglicht eine Aufhebung der Phasendifferenz oder Phasenverschiebung zwischen ordentlichem Licht und außerordentlichem Licht für jede Wellenlänge von Licht, die eine der Flüssigkristallzellen passiert, durch die andere Flüssigkristallzelle, bedingt durch die Dispersion von rotarischer Polarisation der Flüssigkristallschichten beider Flüssigkristallzellen. Daher läßt sich die Färbung des Anzeigebildschirmes im wesentlichen eliminieren.
Um die Phasenverschiebung zwischen dem ordentlichen Licht und außerordentlichem Licht für jede Lichtwellenlänge, die eine Flüssigkristallzelle passiert, aufzuheben, sollte die Phasendifferenz zwischen ordentlichem Licht und außerordentlichem Licht für jede die andere Flüssigkristallzelle passierende Lichtwellenlänge mit derjenigen der ersteren Flüssigkristallzelle in Übereinstimmung gebracht werden. Werden beide Flüssigkristallzellen in demselben Verfahren hergestellt, werden die Elemente zum Verändern der Phasenverschiebung, beispielsweise die Dicke einer Flüssigkristallzelle ("cell gap") stabil, so daß die hergestellten Flüssigkristallzellen eine gleichförmige Phasenverschiebung haben können. Aus diesen Gründen werden üblicherweise beide Flüssigkristallzellen aus demselben Flüssigkristallmaterial hergestellt, derselben Ausrichtungsbehandlung unterzogen und mit derselben Schichtdicke ("cell gap") versehen.
Wird diese zweischichtige STN-LCD multiplex-betrieben, erscheinen jedoch nichtausgewählte Elemente und halbausgewählte Elemente einer Vielzahl von Bildelementen als farbig. Das heißt, der Ausrichtungsbereich der Bildelemente erscheint als farbiger Hintergrund, so daß eine S/W-Anzeige nicht erzielbar ist.
Des weiteren schwankt, da die Doppelbrechung des Flüssigkristallmaterials sich temperaturbedingt erheblich verändert, der Grad der Kompensation mit einer Veränderung der Temperatur der Flüssigkristallanzeige, wodurch die Farbe des Anzeigebildschirmes sich verändert.
Ferner nimmt aufgrund der Temperaturabhängigkeit des Flüssigkristallmaterials der Wert der optischen Anisotropie Δn des Flüssigkristalls auf einer hohen Temperaturseite ab und Δn d nimmt ebenfalls ab, wodurch sich der Transmissionsgrad verringert. Außerdem verringert sich bedingt durch die Zunahme der Viskosität des Flüssigkristalls auf einer niedrigen Temperaturseite das Ansprechen erheblich.
Dementsprechend liegt dieser Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine STN-LCD zur Verfügung zu stellen, die eine Schwarz-Weiß-Anzeige über einen breiten Temperaturbereich gewährleistet.
Eine weitere, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine zweischichtige STN-LCD zur Verfügung zu stellen, bei der eine Färbung eines nicht-beleuchteten Abschnittes während eines Multiplex-Betriebes verhindert wird und eine geringere Veränderung des Farbtones des Anzeigebildschirmes bei Temperaturveränderung auftritt, unter gleichzeitiger Wahrung eines hohen Kontrasts und starken Ansprechens.
Zur Lösung dieser Aufgaben ist die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung wie in Anspruch 1 beansprucht.
Die farbkompensierende Zelle der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Flüssigkristallmaterial mit einer geringen Temperaturabhängigkeit von An als diejenige der Anzeigezelle. Dementsprechend läßt sich eine Farbkompensation sogar bei einer Veränderung der Temperatur beider Zellen erzielen, und ein Schwarz-Weiß-Anzeigebildschirm mit einer geringeren Farbveränderung kann zur Verfügung gestellt werden. Ferner besteht die farbkompensierende Zelle aus einem derartigen Flüssigkristallmaterial, daß Δn geringfügig kleiner als die Brechungsindexanisotropie Δn des Flüssigkristallmaterials für die Anzeigezelle bei einer hohen Temperatur ist und die Differenz zwischen Δn des Flüssigkristallmaterials der farbkompensierenden Zelle und desjenigen der Anzeigezelle bei einer niedrigen Temperatur ausreichend höher ist als der bei einer hohen Temperatur erhaltene Wert. In diesem Fall ist die Differenz der optischen Anisotropie Δn zwischen beiden Zellen bei einer hohen Temperatur gering, so daß der Transmissionsgrad hoch ist, und diese Zellen können mit hoher Geschwindigkeit bei niedriger Temperatur ansprechen, während eine Farbkompensation sicher erzielt werden kann. Daher kann die vorliegende zweischichtige STN-LCD stabile Anzeigecharakteristika über einen breiten Temperaturbereich haben und läßt sich somit in einem breiten Temperaturbereich fehlerfrei einsetzen.
Außerdem ist bei einer gemäß vorliegender Erfindung zweischichtigen STN-LCD der Wert Δn d, ein Produkt aus der Dicke d der Flüssigkristallschicht und der Brechungsindexanisotropie Δn des Flüssigkristallmaterials für die farbkompensierende Zelle, kleiner angesetzt als derjenige der Anzeigezelle. Diese Werte von Δn d sind im wesentlichen gleich einem Wert angesetzt, der einem Produkt aus einer Änderung der Brechungsindexanisotropie Δn der Flüssigkristallschicht, die verursacht wird, wenn die Flüssigkristallmoleküle durch die an nichtbeleuchtete Elemente der Anzeigezelle angelegte Vorspannung ansteigen, und der Dicke d der Flüssigkristallschicht entspricht. Als Ergebnis ist die Phasenverschiebung des ordentlichen Lichtes und des außerordentlichen Lichtes bei den nichtbeleuchteten Elementen bei Multiplexbetrieb der Anzeigezelle fast gleich der Phasenverschiebung für die farbkompensierende Zelle. Dadurch kann eine Farbkompensation von nicht-beleuchteten Elementen gewährleistet und ein schwarzer Anzeigebildschirm zur Verfügung gestellt werden.
Wird Δn d durch Erhöhung des Vorneigungswinkels der farbkompensierenden Zelle verringert, kann die Anzeigezelle und die farbkompensierende Zelle aus demselben Flüssigkristallmaterial hergestellt werden und ihre Substratspalte können gleich gemacht werden, wodurch ihre Herstellung vereinfacht wird. Wird Δ d der farbkompensierenden Zelle durch Verringerung der Brechungsindexanisotropie Δ des für die farbkompensierende Zelle verwendeten Flüssigkristallmaterials und Erhöhung der Dicke der Flüssigkristallschicht verkleinert, dann kann der Substratspalt der farbkompensierenden Zelle erhöht werden. Dies verringert eine Schwankung des Substratspaltes und erleichtert somit die Herstellung der Zelle.
Die Erfindung ist aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht darstellt, welche den schematischen Aufbau einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 eine Draufsicht darstellt, die die Richtung-der Ausrichtungsbehandlung von Substraten und die Richtungen der Polarisationsachsen von Polarisationsplatten in der in Fig. 1 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht darstellt, die den schematischen Aufbau einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 4A eine Draufsicht darstellt, die die Richtung der Polarisationsachse einer oberen Polarisationsplatte in der in Fig. 3 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt;
Fig. 4B eine Draufsicht darstellt, die die Richtung der Ausrichtungsbehandlung zeigt, der die innere Oberfläche des Substrates einer in Fig. 3 gezeigten Anzeigezelle unterzogen wird;
Fig. 4C eine Draufsicht darstellt, die die Richtung der Polarisationsachse einer unteren Polarisationsplatte in der in Fig. 3 gezeigten Anzeigevorrichtung zeigt;
Fig. 4D eine Draufsicht darstellt, in der die Richtung der Ausrichtungsbehandlung gezeigt wird, der die innere Oberfläche des Substrates einer in Fig. 3 gezeigten farbkompensierenden Zelle unterzogen wird;
Fig. 5 einen Graphen darstellt, der ein elektrooptisches Merkmal der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform wie in Fig. 3 gezeigt zeigt;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht darstellt, die den schematischen Aufbau einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform, die sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, zeigt;
Fig. 7 ein CIE-Farbdreieck darstellt, das die Abhängigkeit der Farbe eines Anzeigebildschirmes zu Δn d der farbkompensierenden Zelle in einer herkömmlichen zweischichtigen STN-LCD zeigt;
Fig. 8 ein elektrooptisches Merkmalsdiagramm darstellt, das erhalten wird, wenn eine zweischichtige STN-LCD gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung multiplexbetrieben wird;
Fig. 9 ein CIE Farbdreieck darstellt, das veranschaulicht, wie die Farbe eines Anzeigebildschirmes sich mit einer Veränderung von Δn d der Anzeigezelle in der vierten Ausführungsform verändert;
Fig. 10 ein CIE-Farbdreieck darstellt, das die Temperaturabhängigkeit der Farbe eines Anzeigebildschirmes in der herkömmlichen zweischichtigen STN-LCD veranschaulicht;
Fig. 11 ein CIE-Farbdreieck zeigt, aus dem hervorgeht, wie die Farbe eines Anzeigebildschirmes sich mit einer Veränderung von Δn d der Anzeigezelle und der farbkompensierenden Zelle in der herkömmlichen zweischichtigen STN-LCD verändert;
Fig. 12 eine Querschnittsansicht zeigt, die den schematischen Aufbau einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 13 einen Graphen zeigt, der die Temperaturabhängigkeit einer Brechnungsindexanisotropie Δn d eines in der in Fig. 12 gezeigten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung verwendeten Flüssigkristallmaterials darstellt;
Fig. 14 einen Graphen darstellt, der ein elektrooptisches Merkmal der in Fig. 12 gezeigten Flüssigkristall-Anzeigevor-
Fig. 15 einen Graphen zeigt, der den auf der Grundlage des in Fig. 14 gezeigten elektrooptischen Merkmals berechneten Kontrast zeigt;
Fig. 16 einen Graphen darstellt, der ein elektrooptisches Merkmal der herkömmlichen zweischichtigen STN-LCD darstellt;
Fig. 17 einen Graphen zeigt, der den auf der Grundlage des in Fig. 16 gezeigten elektrooptischen Merkmals berechneten Kontrast darstellt; und
Fig. 18 eine Querschnittsansicht darstellt, die eine Modifikation der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen gemäß den ersten bis fünften Ausführungsformen zeigt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zur Verfügung bei der eine temperaturbedingte Veränderung von Δn d der farbkompensierenden Zelle kleiner als diejenige von Δn d der Anzeigezelle gemacht wird, um die Farbe des Anzeigebildschirmes zu kompensieren, wobei ein Flüssigkristallmaterial, dessen Temperaturabhängigkeit von Δn d sich von der des Flüssigkristallmaterials für die Anzeigezelle unterscheidet, verwendet wird, wodurch eine Farbkompensation für einen breiten Temperaturbereich und ein gutes elektrooptisches Merkmal gewährleistet werden.
Spezifische Ausführungsformen werden nunmehr im einzelnen beschrieben.

Erste Ausführungsform

Die erste Ausführungsform wird nunmehr nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben.
Die Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht der vorliegenden zweischichtigen STN-LCD und veranschaulicht den Aufbau, bei dem eine farbkompensierende Flüssigkristallzelle auf der Lichtaustrittsseite einer Flüssigkristall-Anzeigezelle angeordnet ist.
Diese zweischichtige STN-LCD umfaßt zwei geschichtete Flüssigkristallzellen des STN-Typs 101 und 102 sowie Polarisationsplatten 103 und 104, die jeweils auf beiden Seiten der Zellschicht angeordnet sind. Von den beiden STN-Flüssigkristallzellen dient die untere Zelle 101 (auf der Lichteinfallsseite) zur Anzeige eines Bildes, während die obere Zelle 102 (auf der Lichtaustrittsseite) zur Kompensation von Farbe dient. Nachstehend wird die Flüssigkristall-Anzeigezelle 101 als Anzeigezelle bezeichnet, während die farbkompensierende Flüssigkristallzelle 102 als farbkompensierende Zelle bezeichnet wird.
Die Anzeigezelle 101 wird gebildet, indem ein Flüssigkristall 113 zwischen einem Paar transparenter Substrate 111 und 112 eingeschlossen wird, welche in einem rahmenförmigen Abschlußelement 110 befestigt sind. Eine Vielzahl lichtdurchlässiger Elektroden 114 und 115 (z.B. Abtastelektroden und Signalelektroden für eine Flüssigkristallzelle eines einfachen Matrix-Typs) sind auf den gegenüberliegenden Oberflächen beider Substrate 111 und 112 ausgebildet. Diejenigen Abschnitte der lichtdurchlässigen Elektroden, die einander zugewandt sind, bilden eine Vielzahl von Bildelementen. Ausrichtfilme 116 und 117 sind auf mindestens diesen lichtdurchlässigen Elektroden ausgebildet.
Die farbkompensierende Zelle 102 wird durch luftdichtes Einschließen eines Flüssigkristalls 123 zwischen einem Paar lichtdurchlässiger Substrate 121 und 122 gebildet, die in ein rahmenförmiges Abschlußelement 120 geklebt werden. Ausrichtfilme 126 und 127 sind auf den gegenüberliegenden Oberflächen beider Substrate 121 und 121 ausgebildet, jedoch keine Anzeigeelektroden. Die Ausrichtfilme 116, 117, 126 und 127 umfassen jeweils einen homogenen Ausrichtfilm aus Polyimid oder dergleichen, dessen Oberfläche poliert ist.
Der Flüssigkristall 123 der farbkompensierenden Zelle 102 hat eine Schichtendicke d&sub1;&sub2; und eine Brechungsindexanisotropie Δn&sub1;&sub2;, wobei ihr Produkt, Δn&sub1;&sub2; d&sub1;&sub2;, geringer als Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1;, dem Produkt aus der Schichtendicke d&sub1;&sub1; und der Brechungsindexanisotropie Δn&sub1;&sub1; des Flüssigkristalls 113 der Anzeigezelle 101 ist. Die Differenz aus Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; und Δn&sub1;&sub2; d&sub1;&sub2; entspricht einer Veränderung in Δnb d&sub1;&sub1; des Flüssigkristalls, verursacht zu dem Zeitpunkt, an dem die Moleküle des Flüssigkristalls 113 durch die an unausgewählte Elemente angelegte Vorspannung ansteigen, wenn ein Multiplextreibsignal zwischen den lichtdurchlässigen Elektroden 114 und 115 der Anzeigezelle 101 angelegt wird. Diese Differenz zwischen Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; und Δn&sub1;&sub2; d&sub1;&sub2; kann vorgegeben werden, indem die Schichtdicke d&sub1;&sub2; des Flüssigkristalls 123 der farbkompensierenden Zelle 102 geringer als d&sub1;&sub1; des Flüssigkristalls 113 der Anzeigezelle 101 gemacht wird oder Δn&sub1;&sub2; des Flüssigkristalls 123 der farbkompensierenden Zelle 102 kleiner als Δn&sub1;&sub1; des Flüssigkristalls 113 der Anzeigezelle 101 gemacht wird.
In Fig. 2 sind die Ausrichtungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle der Anzeigezelle 101 und der farbkompensierenden Zelle 102 und die Richtungen der Polarisationsachsen der Polarisationsplatten 103 und 104 dargestellt. In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen "111a" und "112a" die Ausrichtungsrichtungen der unteren und oberen Substrate 111 und 112 der Anzeigezelle 101, und "T&sub1;&sub1;" bezeichnet die verdrillte Richtung der Flüssigkristallmolekülausrichtung. Der Flüssigkristall 113 der Anzeigezelle 101 ist ein nematischer Flüssigkristall mit einem linksdrehenden aktiven optischen Element (chiraler Flüssigkristall oder dergleichen), welches eingemischt wurde, um eine entgegen den Uhrzeigersinn drehende Polarisation zu erhalten. Die Moleküle dieses Flüssigkristalls 113 sind, aus der Verlaufsrichtung des übertragenden Lichtes gesehen (von unteren Substrat 111 aus gesehen), zwischen beiden Substraten um 240º entgegen den Uhrzeigersinn auf die Ausrichtungsrichtung 112a des oberen Substrates 112 von der Ausrichtungsrichtung 111a des unteren Substrates hin verdrillt oder verdreht. In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen "121a" und "122a" die Ausrichtungsrichtungen der unteren und oberen Substrate 121 und 122 der farbkompensierenden Zelle 102, und "T&sub1;&sub2;" bezeichnet die verdrillte Richtung der Flüssigkristallmolekülausrichtung. Die Ausrichtungsrichtung 121a des unteren Substrates 121 der farbkompensierenden Zelle 102 ist im wesentlichen normal (rechtwinklig) zur Ausrichtungsrichtung 112a des oberen Substrates 112 der Anzeigezelle 101. Der Flüssigkristall 123 der farbkompensierenden Zelle 102 ist ein nematischer Flüssigkristall mit einem rechtsdrehenden aktiven optischen Element (chiraler Flüssigkristall oder dergleichen), das beigemischt wurde, um eine Drehpolarisation im Uhrzeigersinn zu ergeben. Die Moleküle dieses Flüssigkristalls 123 sind unter demselben Winkel (240º) verdreht wie der Verdrillungswinkel der Flüssigkristallanordnung der Anzeigezelle 101 zwischen beiden Substraten 121 und 122 im Uhrzeigersinn, gesehen aus der Fortpflanzungsrichtung des übertragenden Lichtes auf die Ausrichtungsrichtung 121a des unteren Substrates 121 hin.
Die Bezugszeichen "103a" und "104a" bezeichnen die Richtungen der Polarisationsachsen des Paares von Polarisationsplatten 103 und 104. Die Richtung der Polarisationsachse 104a der oberen Polarisationsplatte 104 wird um 35º bis 50º im Uhrzeigersinn, gesehen aus der Fortpflanzungsrichtung des übertragenden Lichtes bezüglich der Ausrichtungsrichtung 122a des oberen Substrates 122 der farbkompensierenden Zelle 102 in der Nähe der oberen Polarisationsplatte 104 versetzt. Die Richtung der Polarisationsachse 103a der unteren Polarisationsplatte 103 ist fast senkrecht zur Richtung 104a der Polarisationsachse der oberen Polarisationsplatte 104.
Entsprechend der zweischichtigen STN-LCD sind die Flüssigkristallmoleküle der Anzeigezelle 101 und diejenigen der farbkompensierenden Zelle 102 um denselben Winkel in entgegengesetzte Richtungen verdrillt, und die Ausrichtungsrichtungen 112a und 121a der benachbarten Substrate der Anzeigezelle 101 und der farbkompensierenden Zelle 102 (das obere Subtrat 112 der Anzeigezelle 101 und das untere Substrat 121 der farbkompensierenden Zelle 102) sind im wesentlichen rechtwinklig zueinander. Daher werden die ordentliche Lichtkomponente und die außerordentliche Lichtkomponente, die die Anzeigezelle 101 durchlaufen haben, jeweils zur außerordentlichen Lichtkomponente bzw. zur ordentlichen Lichtkomponente der farbkompensierenden Zelle 102 und pflanzen sich durch diese Zelle 102 hinweg fort. Dementsprechend kann die Phasendifferenz oder Phasenverschiebung zwischen der ordentlichen Lichtkomponente und der außerordentlichen Lichtkomponente für jede Wellenlänge, die die Anzeigezelle 101 durchlaufen hat, von der farbkompensierenden Zelle 102 aufgehoben werden. Daher kann durch die zweischichtige Flüssigkristallzelle verlaufendes Licht als lineares polarisiertes Licht austreten, wodurch die Färbung des Anzeigebildschirmes kompensiert wird.
Wird ein Treibersignal zur Ausführung eines Multiplexantriebes zwischen die lichtdurchlässigen Elektroden 114 und 115 der Anzeigezelle 101 gelegt, wird eine Vorspannung an nichtbeleuchtete Elemente wie die nichtausgewählten Elemente und halbausgewählten Elemente angelegt, und die Flüssigkristallmoleküle sind in leicht ansteigendem Zustand angeordnet. Dies verringert Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; der Flüssigkristallschicht der Anzeigezelle 101.
Gemäß der vorliegenden zweischichtigen STN-LCD wird Δn&sub1;&sub2; d&sub1;&sub2; der farbkompensierenden Zelle 102 im anfänglichen Ausrichtungszustand der Anzeigezelle 101 kleiner als Δn&sub1; d&sub1; gesetzt, und dieser Wert wird gleich Δnb d&sub1; gesetzt, der gegeben ist, wenn die Vorspannung an die Flüssigkristallschicht der Anzeigezelle 101 gelegt wird. Daher kann durch nichtbeleuchtete Elemente verlaufendes Licht sicher eine Farbkompensation unterzogen werden, wodurch Streulicht eliminiert wird und eine schwarze Anzeige und ein hoher Kontrast erzielt werden.

Zweite Ausführungsform

In der zweiten Ausführungsform wird der Wert Δn d der farbkompensierenden Zelle kleiner als der Wert Δn d der Anzeigezelle gesetzt, indem der Vorneigungswinkel (Auslöschungswinkel) der Flüssigkristallmoleküle der farbkompensierenden Zelle größer gemacht wird als derjenige der Flüssigkristallmoleküle der Anzeigezelle. Diese Ausführungsform wird nunmehr im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fign. 3 bis 5 beschrieben werden.
Die Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der vorliegenden zweischichtigen STN-LCD. Wie die erste Ausführungsform umfaßt auch diese Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zwei geschichtete Flüssigkristallzellen 201 und 202 sowie Polarisationsplatten 203 und 204, die jeweils auf beiden Seiten der Zellschicht angeordnet sind. Von den beiden Flüssigkristallzellen des STN- Typs dient die obere Zelle 201 zum Anzeigen eines Bildes, während die untere Zelle 202 zur Kompensation von Farbe dient.
Die Anzeigezelle 201 wird durch luftdichtes Einschließen eines Flüssigkristalls 113 zwischen einem Paar lichtdurchlässiger Substrate 211 und 212, die durch ein Abschlußelement 210 verklebt sind, gebildet. Viele streifenförmige lichtdurchlässige Abtastelektroden 214 sind auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen beider Substrate 211 und 212 ausgebildet, zum Beispiel auf der Innenfläche des oberen Substrates 211. Viele streifenförmige lichtdurchlässige Signalelektroden 215 senkrecht zu den Abtastelektroden 214, sind auf der Oberfläche des unteren Substrates 212 ausgebildet. Homogene Ausrichtfilme 216 und 217 aus Polyimid oder dergleichen sind jeweils auf den elektrodenbildenden Oberflächen der Substrate 211 und 212 ausgebildet. Diese Ausrichtfilme 216 und 217 wurden einer Ausrichtbehandlung wie beispielsweise Polieren unterzogen. Der zwischen den Substraten 211 und 212 luftdicht eingeschlossene Flüssigkristall ist ein nematischer Flüssigkristall mit einem linksdrehenden optischen aktiven Material (chiraler Flüssigkristall oder dergleichen), der beigemischt wurde, um eine entgegen den Uhrzeigersinn drehende Polarisation zu erhalten. Die Moleküle dieses Flüssigkristalls 213 haben die durch die Ausrichtungsfilmen 216 und 217 begrenzte Ausrichtungsrichtung und sind zwischen den Substraten 211 und 212 verdrillt.
Die Fig. 4B stellt die Ausrichtungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle der Anzeigezelle 201 auf den Oberflächen beider Substrate 211 und 212 dar. In Fig. 4B bezeichnen die Bezugszeichen "211a" und "212a" die Ausrichtungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle jeweils auf den oberen bzw. unteren Substraten 2ll und 212, das Bezugszeichen "T&sub2;&sub1;" bezeichnet den Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmolekülanordnung und das Bezugszeichen "t&sub2;&sub1;" bezeichnet die verdrillte Richtung der Flüssigkristallmolekülanordnung. Die Flüssigkristallmoleküle sind um einen Verdrillungswinkel T&sub2;&sub1; von 240º entgegen den Uhrzeigersinn verdrillt (vom unteren Substrat 111 aus gesehen) auf die Ausrichtungsrichtung 211a des oberen Substrates 211 hin von der Ausrichtungsrichtung 212a des unteren Substrates 212.
Der Vorneigungswinkel α&sub1; der Flüssigkristallmoleküle auf die Oberflächen der Substrate 211 und 212 der Anzeigezelle 201 hin beträgt 5º bis 20º, der Zellspalt (die Dicke der Flüssigkrista1lschicht) d&sub2;&sub1; beträgt 4 um bis 7 um, das Verhältnis (d/P) des Zellspalts d&sub2;&sub1; und der Dicke P (Steigung) der Flüssigkristallschicht, die zum Verdrillen um 360º nur um die drehende Polarisation des Flüssigkristalls (dem Flüssigkristall ist ein optisches aktiven Material beigefügt) selbst benötigt wird, beträgt 0,5 bis 0,75, die Brechungsindexanisotropie Δn&sub2;&sub1; des Flüssigkristalls 213 beträgt 0,11 bis 0,22, und Δn&sub2;&sub1; n&sub2;&sub1; (das Produkt aus der Brechungsindexanisotropie Δn&sub2;&sub1; und des Zellspalts d&sub2;&sub1;, wenn der Vorneigungswinkel der Flüssigkristallmoleküle 0º ist) ist 0,82.
Die farbkompensierende Zelle 202 wird durch luftdichtes Einschließen eines Flüssigkristalls 223 zwischen einem Paar lichtdurchlässiger Substrate 221 und 222, die durch ein Abschlußelement 220 verklebt sind, gebildet. Nur horizontale Ausrichtfilme 226 und 227 sind auf den gegenüberliegenden Oberflächen beider Substrate 221 und 222 ausgebildet, jedoch keine Anzeigeelektroden. Die Ausrichtfilme 226 und 227 wurden einer Ausrichtbehandlung wie Polieren unterzogen. Der zwischen den Substraten 221 und 222 luftdicht eingeschlossene Flüssigkristall 223 ist derselbe nematische Flüssigkristall wie der Flüssigkristall 213 der Anzeigezelle 201, dem jedoch ein rechtsdrehendes optisches aktives Material beigemischt ist, um eine im Uhrzeigersinn drehende Polarisation zu erhalten. Die Moleküle des Flüssigkristalls 223 sind in entgegengesetzter Richtung zur verdrillten Richtung derjenigen der Anzeigezelle 201 verdrillt.
In Fig. 4D sind die Ausrichtungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle der farbkompensierenden Zelle 202 auf den Oberflächen beider Substrate 221 und 22 dargestellt. In Fig. 4D bezeichnen die Bezugszeichen "221a" und "222a" die Ausrichtungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle auf jeweils den oberen und unteren Substraten 221 und 222, das Bezugszeichen "T&sub2;&sub2;" gibt den Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmolekülanordnung an, und das Bezugszeichen "t&sub2;&sub2;" gibt die Verdrillungsrichtung der Flüssigkristallmolekülanordnung an. Die Flüssigkristallmoleküle sind unter demselben Verdrillungswinkel T&sub2;&sub2; (T&sub2;&sub2; = 240º) verdrillt wie der T&sub2;&sub1; der Flüssigkristallmolekülanordnung der Anzeigezelle 201 im Uhrzeigersinn (vom unteren Substrat 222 aus gesehen) auf die Ausrichtungsrichtung 221a des oberen Substrates 221 von der Ausrichtungsrichtung 222a des unteren Substrates 222.
Der Vorneigungswinkel α&sub2; der Flüssigkristallmoleküle zur Farbkompensation beträgt 10º bis 30º und er ist um 5º bis 10º größer gesetzt als der Vorneigungswinkel α&sub1; der Flüssigkristallmoleküle der Anzeigezelle 201.
Der Zellspalt (die Dicke der Flüssigkristallschicht) d&sub2;&sub2; der farbkompensierenden Zelle 202 beträgt 4 um bis 7 um, das Verhältnis d/P beträgt 0,5 bis 0,75, Δn&sub2;&sub2; beträgt 0,11 bis 0,22, und Δn&sub2;&sub2; d&sub2;&sub2; beträgt 0,82. Diese Werte sind dieselben wie diejenigen der Anzeigezelle 201.
Diese Zellen 201 und 202 sind derart angeordnet, daß die Ausrichtungsrichtungen ihrer Flüssigkristallmoleküle auf den benachbarten Substraten (dem unteren Substrat 212 der Anzeigezelle 201 und dem oberen Substrat 221 der farbkompensierenden Zelle 202) im wesentlichen rechtwinklig zueinander sind.
In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen "203" eine obere Polarisationsplatte, die auf der Anzeigezelle 201 angeordnet ist, und das Bezugszeichen "204" bezeichnet eine untere Polarisationsplatte, die unter die farbkompensierende Zelle 202 gesetzt ist. Die Fign. 4A und 4C stellen die Richtungen der Übertragungsachsen der Polarisationsplatten 203 und 204 dar. Wie es in Fig. 4A dargestellt ist, wird die Richtung 203a der Übertragungsachse der oberen Polarisationsplatte 203 um einen Winkel von 35º bis 50º im Uhrzeigersinn (von der Seite des unteren Substrates 212 der Anzeigezelle 201 aus gesehen) bezüglich der Ausrichtungsrichtung 211a der Flüssigkristallmoleküle auf dem oberen Substrat 211 der Anzeigezelle 201 versetzt. Die Richtung 204a der Übertragungsachse der unteren Polarisationsplatte 204 ist fast normal (senkrecht) zur Richtung 203a der Übertragungsachse der oberen Polarisationsplatte 203, wie in Fig. 4C dargestellt.
Bei Multiplexbetrieb dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird eine Vorspannung an die nichtausgewählten und halbausgewählten Elemente der Anzeigezelle 201 angelegt. Diese Vorspannung bewirkt, daß die Flüssigkristallmoleküle vom Vorneigungswinkel α&sub1; leicht ansteigen. Die Brechungsindexanisotropie Δnb, betrachtet von der Richtung der Dicke der Flüssigkristallschicht, ist im oben genannten Zustand geringer als der Wert Δn&sub2;&sub1;, den der Flüssigkristall selbst hat. Gemäß der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform ist der Vorneigungswinkel α&sub2; der Flüssigkristallmoleküle der farbkompensierenden Zelle 202 größer gesetzt als α&sub1; derjenigen der Anzeigezelle 201. Dementsprechend wird Δnb d&sub2;&sub1; am nichtbeleuchteten Elementenabschnitt (nichtausgewählte und halbausgewählte Elemente), an den bei Multiplexbetrieb der Anzeigezelle 201 die Vorspannung angelegt ist, im wesentlichen gleich Δn22 d22, der dem Vorneigungswinkel α&sub2; der Flüssigkristallmoleküle der farbkompensierenden Zelle 202 zugeordnet ist. Es sollte wünschenswert sein, den Vorneigungswinkel α&sub2; der Flüssigkristallmoleküle der farbkompensierenden Zelle 202 so auszuwählen, daß er um 5º bis 10º größer als α&sub1; derjenigen der Anzeigezelle 201 gemäß der Brechungsindexanisotropie des Flüssigkristalls selbst, des Verdrillungswinkels der Flüssigkristallmoleküle, etc. ist. Des weiteren ist der Vorneigungswinkel α&sub2; derart eingestellt, daß die Phasenverschiebung des nichtausgewählten Elementenabschnittes, Δnb d&sub2;&sub1;, im wesentlichen gleich dem Wert Δn&sub2;&sub2; d&sub2;&sub2; der farbkompensierenden Zelle ist.
Die Phasenverschiebung Re der STN-LCD wird mit dem Wert Δn d des Flüssigkristalls selbst und dem Vorneigungswinkel α der Flüssigkristallmoleküle wie folgt ausgedrückt:
Re = Δn d x cos²α.
Wird die zweischichtige STN-LCD multiplexbetrieben, dann verändert sich die Phasenverschiebung Re der farbkompensierenden Zelle 202, an die keine Spannung angelegt ist, nicht. Die Phasenverschiebung Re des nichtausgewählten Elementenabschnittes der Anzeigezelle 201 verringert sich, wenn die Flüssigkristallmoleküle, bei Anlegen einer Spannung an diese, leicht ansteigen und betrieben werden. Da der Vorneigungswinkel α&sub2; der Flüssigkristallmoleküle der farbkompensierenden Zelle 202 auf die oben beschriebene Art und Weise ausgewählt wird, kann die Phasenverschiebung Re des nichtausgewählten Elementenabschnittes der Anzeigezelle 201 im Multiplexbetriebsmodus jedoch im wesentlichen gleich derjenigen der farbkompensierenden Zelle 202 gesetzt werden. Die vorliegende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann daher eine Streuung von Licht verhindern, wie es durch das Ansteigen der Flüssigkristallmoleküle des nichtbeleuchteten Elementenabschnittes der Anzeigezelle 201 verursacht wird. Dies kann das Merkmal der schwarzen Anzeige verbessern, um somit einen guten Anzeigekontrast zur Verfügung zu stellen.
Sind die Verdrillungswinkel T&sub2;&sub1; und T&sub2;&sub2; der Flüssigkristallmoleküle beider Zellen 201 und 202 auf 240º gesetzt und Δn d ist auf 0,82 gesetzt, dann läßt sich ein Anzeigebildschirm erzielen, der der Schwarz-Weiß-Anzeige am nächsten ist.
In Fig. 5 sind die Ergebnisse des Messens des Transmissionsgrades dargestellt, wenn die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit α&sub2; - α&sub1; = 10º (Differenz zwischen den VorneigungswinkeIn der Flüssigkristallmoleküle beider Zellen 202 und 201), die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit α&sub2; - 1 = 5º und die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit α&sub2; - α&sub1; = 0º von 1/15 Vorspannung und mit 1/200 Nutzleistung multiplexbetrieben werden. In diesem Diagramm sind "VNS" und "VS" eine nichtausgewählte Spannung und eine ausgewählte Spannung, bestimmt durch Vorspannung und Nutzleistung. Zum Beispiel ist bei 1/15 Vorspannung und 1/200 Nutzleistung das Verhältnis der ausgewählten Spannung gegenüber der nichtausgewählten Spannung VS/VNS = 1,073.
Wie aus diesem elektrooptischen Merkmalsdiagramm zu erkennen ist, ist der Transmissionsgrad L&sub4;, wenn die ausgewählte Spannung VS an die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen angelegt wird, wobei α&sub2; größer als α&sub1; gesetzt ist, derselbe als derjenige der letzten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit α&sub2; - α&sub1; = 0º. Wird die nichtausgewählte Spannung VNS angelegt, dann sind die Transmissionsgrade L&sub1; und L&sub2; für die ersteren beiden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen kleiner als der Transmissionsgrad L&sub3; für die dritte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. Mit anderen Worten, diejenigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, bei denen α&sub2; für die farbkompensierende Zelle 202 größer gesetzt ist als α&sub1; für die Anzeigezelle 201, haben einen höheren Kontrast (= Transmissionsgrad bei angelegter VS/Transmissionsgrad bei angelegter VNS) als die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit α&sub2; - α&sub1; = 0º. Wird die Vorrichtung mit einer Nutzleistung von 200 multiplexbetrieben, dann hat die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit α&sub2; - α&sub2; = 5º einen höheren Kontrast als diejenige mit α&sub2; - α&sub1; = 10º, wie in Fig. 5 gezeigt. Erfolgt ein Multiplexbetrieb bei einer Nutzleistung von 200, ist es daher wünschenswert, α&sub2; so auszuwählen, daß dieser um ca. 5º größer ist als α&sub1;.
Gemäß dieser Ausführungsform sind die Anzeigezelle 201 und die farbkompensierende Zelle 202 getrennte Zellen. Jedoch kann das untere Substrat 212 der Anzeigezelle 201 ebenfalls als das obere Substrat 221 der farbkompensierenden Zelle 202 verwendet werden. Alternativ kann bei einer Laminierung der Anzeigezelle 201 und der farbkompensierenden Zelle 202 jede Zelle über der jeweils anderen angeordnet sein.
Des weiteren können, obwohl die Verdrillungswinkel T&sub2;&sub1; und T&sub2;&sub2; der Flüssigkristallmoleküle der beiden Zellen 201 und 202 auf 240º gesetzt sind, sie jeden Wert innerhalb eines Bereiches von 200º bis 270º annehmen (solange T&sub2;&sub1; = T&sub2;&sub2;). Die Werte von Δn&sub2;&sub1; .d²¹ und Δn&sub2;&sub2; .d&sub2;&sub2; müssen in einem Bereich von 0,70 bis 0,90 liegen.
Ferner kann, obwohl die Vorneigungswinkeldifferenz (α&sub2; - α&sub1;) zwischen 5º bis 10º gesetzt ist, diese Differenz auch höher gesetzt sein. (Es ist jedoch zu bemerken, daß die Obergrenze der Vorneigungswinkeldifferenz, die einen höheren Kontrast als die herkömmliche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ergab, ca. 15º beträgt). Es ist daher wünschenswert, daß α&sub2; - α&sub1; = 3º bis 15º ist.

Dritte Ausführungsform

Gemäß der dritten Ausführungsform wird ein Flüssigkristallmaterial, dessen Flüssigkristall selbst eine geringe Brechungsindexanisotropie Δn hat, für die farbkompensierende Zelle verwendet. Die Auswirkung einer Veränderung der Dicke der Flüssigkristallschicht der farbkompensierenden Zelle auf eine Veränderung der Farbe des Anzeigebildschirmes wird gering gemacht, um eine gleichmäßige Schwarz-Weiß-Anzeige zu erstellen sowie um den Herstellungsfehler der Dicke der Flüssigkristallschicht im Herstellungsprozess zu verringern, indem Δn d, ein Produkt aus der optischen Anisotropie und der Dicke dieser farbkompensierenden Zelle, kleiner gesetzt wird und die Dicke der Flüssigkristallschicht erhöht wird. Dies kann daher den Herstellprozess vereinfachen. Die dritte Ausführungsform wird nunmehr im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 6 beschrieben.
Da der Aufbau und die Orte einer Anzeigezelle und eines Paares von Polarisationsplatten gemäß der dritten Ausführungsform dieselben sind wie diejenigen der Anzeigezelle 101 und der Polarisationsplatten 103 und 104 in der ersten Ausführungsform, werden die entsprechenden oder identische Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre Beschreibung wird daher nachstehend verzichtet. Die farbkompensierende Zelle 302 wird wie die farbkompensierende Zelle 102 (Fig. 1) der ersten Ausführungsform durch Kleben eines oberen Substrates 322 und eines unteren Substrates 321 mit darauf ausgebildeten homogenen Ausrichtfilmen 326 und 327 durch ein Abschlußelement 320 und luftdichtes Einschließen eines Flüssigkristalls 323 zwischen den Substraten 322 und 321 ausgebildet. Die Ausrichtfilme 116 und 117 sind auf den gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate 111 und 112 der Anzeigezelle 101 ausgebildet, und die Ausrichtfilme 326 und 327 auf den gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate 321 und 322 der farbkompensierenden Zelle 302. Diese Ausrichtfilme werden einer Ausrichtbehandlung in derselben Richtung wie in Fig. 2 dargestellt unterzogen. Der Flüssigkristall 113 der Anzeigezelle 101 und der Flüssigkristall 323 der farbkompensierenden Zelle 302 sind um 240º in entgegengesetzten Richtungen verdrillt. Die Richtungen der Polarisationachsen der Polarisationsplatten 103 und 104, die so angeordnet sind, daß sie beide Flüssigkristallzellen 101 und 302 halten, sind dieselben wie diejenigen der ersten Ausführungsform, wie in Fig. 2 gezeigt.
Gemäß der dritten Ausführungsform wird der Flüssigkristall 313 mit einer kleineren Brechungsindexanisotropie Δn&sub3;&sub2; als Δn&sub1;&sub1; des Flüssigkristalls 113 der Anzeigezelle 101 für die farbkompensierende Zelle 302 verwendet, während die Dicke des Flüssigkristalls d&sub3;&sub2; größer als d&sub1;&sub1; der Anzeigezelle 101 angesetzt ist. Die Brechungsindexanisotropie und die Dicke der Flüssigkristallschicht sind so eingestellt, daß sie folgende Bedingung erfüllen:
Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; < Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; < Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; x 1,10
In der zweischichtigen STN-LCD gemäß der dritten Ausführungsform ist es möglich, da die Dicke d&sub3;&sub2; der Flüssigkristallschicht der farbkompensierenden Zelle 302 größer gesetzt ist, die Auswirkung einer Veränderung dieser Dicke auf Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; zu verringern.
Im allgemeinen wird die Dicke des Flüssigkristalls der Flüssigkristallzelle oder des Zellspalts auf einen gegebenen Pegel gesetzt, indem ein den Zellspalt bildendes Element, beispielsweise eine Glasfaser, zwischen beide Substrate gesetzt wird. Da die Größe (Dicke) des den Zellspalt bildenden Elementes eine zulässige Veränderung hat, schwankt der Zellspalt natürlich gemäß der Veränderung der Größe dieses Elementes. Bei einer zweischichtigen STN-LCD verändert die Veränderung des Zellspalts der farbkompensierenden Zelle den Wert Δn&sub3;&sub2;.d&sub3;&sub2; der farbkompensierenden Zelle. Diese Veränderung in Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; wirkt sich stark auf die Farbe des Anzeigebildschirmes aus, und bewirkt somit eine starke Veränderung des weißen Hintergrundes, wenn Anzeigeelemente ausgewählt werden.
Die Fig. 7 stellt ein CIE-Farbdreieck dar, aus dem hervorgeht, wie die Farbe der auf einem Bildschirm angezeigten weißen Punkte sich mit einer Veränderung in Δn d der farbkompensierenden Zelle in der herkömmlichen zweischichtigen STN-LCD verändert, bei der die Verdrillwinkel der Flüssigkristallanordnung sowohl der Anzeigezelle als auch der farbkompensierenden Zelle auf 240º eingestellt ist. Wenn Δn d der Anzeigezelle < das Produkt aus der Brechungsindexanisotropie Δn des Flüssigkristalls und der Dicke d der Flüssigkristallschicht) Δn d = 0,82 (konstant) ist, wenn Δn d der farbkompensierenden Zelle 0,82 ist, dann liegt die Farbe des weißen Punkte in der Nähe des weißen Punktes C (nichtfarbiger Punkt). Erhöht sich der Wert Δn d der farbkompensierenden Zelle auf 0,87, dann wird die Farbe der weißen Punkte gelblich, und wenn der Wert auf 0,78 sinkt, dann wird die Farbe der weißen Punkte bläulich.
Da die Dicke d&sub3;&sub2; der Flüssigkristallschicht der farbkompensierenden Zelle 302 in der zweischichtigen STN-LCD dieser Ausführungsf orm groß ist, ist jedoch die Veränderungsrate in d&sub3;&sub2; gering. Dementsprechend ist es möglich, die Veränderung in Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2;, die sich aus der Veränderung in der Dicke d&sub3;&sub2; der Flüssigkristallschicht ergibt, zu verringern.
Gemäß der zweischichtigen STN-LCD der vorliegenden Ausführungsform kann selbst bei einer Veränderung der farbkompensierenden Zelle 302 eine fast gleichmäßig weiße Anzeige erhalten werden, indem eine Veränderung in der Farbe des Anzeigebildschirmes in einem Zustand, in dem Anzeigeelemente ausgewählt sind, vermindert werden kann.
Des weiteren sind gemäß der zweischichtigen STN-LCD dieser Ausftihrungsform Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; der farbkompensierenden Zelle 302 und Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; der Anzeigezelle 101 so eingestellt, daß sie folgende Bedingung erfüllen:
mit
Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; < Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; < Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; x 1,10
können gute schwarze Punkte erzielt werden, selbst wenn keine Spannung an den Punkten anliegt und die Punkte nicht ausgewählt sind.
Wird die Dicke d&sub3;&sub2; der Flüssigkristallschicht der farbkompensierenden Zelle 302 erhöht, sollte die Brechungsindexanisotropie Δ&sub3;&sub2; des Flüssigkristalls 313 dieser Zelle 302 einfach entsprechend verringert werden, um Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; konstant zu halten. Es ist jedoch wünschenswert, daß das Material für den für die farbkompensierende Zelle 302 verwendeten Flüssigkristall 313 Flüssigkristallkomponenten desselben chemischen Aufbaus besitzt wie derjenige für den Flüssigkristall 113 der Anzeigezelle 101 und das Mischverhältnis verändert wird, um die Brechungsindexanisotropie Δn&sub3;&sub2; zu verringern. Ist der Flüssigkristall 313 der farbkompensierenden Zelle 302 aus einem Material hergestellt, das denselben Grundaufbau hat wie das Material für den Flüssigkristall 113 der Anzeigezelle 101, dann kann eine Veränderung des Wertes Δn&sub1;&sub1; der Zelle 101 mit einer Veränderung der Temperatur fast gleich einer temperaturabhängigen Veränderung im Wert Δ der Zelle 301 gesetzt werden. Daher kann die Bedingung der oben angegebenen Gleichung über einen breiten Temperaturbereich erfüllt werden und eine gute Schwarz-Weiß-Anzeige kann immer erhalten werden, unabhängig von einer Veränderung der Temperatur.
Es ist darauf zu achten, daß Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; und Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; in einem Bereich liegen, bei dem die nachfolgende Bedingung erfüllt wird.
Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; ≤ Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; ≤ Δn&sub3;&sub2; d&sub3;&sub2; x 10,5.
Es ist ebenfalls vorzuziehen, daß die Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmolekülanordnungen beider Zellen 101 und 302 innerhalb eines Bereiches von 180º bis 270º liegen. Des weiteren kann, obwohl die farbkompensierende Zelle 302 auf der Lichtaustrittsseite der Anzeigezelle 101 in der dritten Ausführungsform versehen ist, diese Zelle 302 auf der Lichteinfallsseite der Zelle 101 angeordnet werden.

Vierte Ausführungsform

Diese Ausführungsform hat eine farbkompensierende Zelle, die aus einem Flüssigkristall hergestellt ist, dessen Brechungsindexanisotropie eine niedere Temperaturabhängigkeit hat, und somit Daten auf einem weißen Hintergrund, welcher sich nicht als Ergebnis von Temperaturveränderungen verfärbt, anzeigen kann.
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform (Fig. 1) darin, daß die farbkompensierende Zelle aus einem Flüssigkristall hergestellt ist, dessen Brechungsindexanisotropie Δn weniger von der Temperatur abhängt als das Flüssig(kristall)material 123 der farbkompensierenden Zelle 102, die in der ersten Ausführungsform (Fig. 1) enthalten ist. Ein für die Zelle geeigneter Flüssigkristall ist einer, bei dem der C-N-Punkt -25ºC oder mehr beträgt und der N-I-Punkt 100ºC oder mehr beträgt, und der über einen breiten Temperaturbereich eine nematische Phase hat. Dieses Material läßt sich durch Mischen der folgenden Flüssigkristallkomponenten 1, 2, 3 und dergleichen, in einem geeigneten Verhältnis herstellen:

1. Flüssigkristall mit niedriger Viskosität (mit niedrigem C-N-Punkt):

Dies ist zum Beispiel ein Flüssigkristall auf Phenyl- Cyclohexan-Basis, der wie folgt dargestellt werden kann:
wobei R&sub1; eine Alkylgruppe ist, R&sub2; eine Alkylgruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe ist.

2. LC mit hoher positiver dielektrischer Anisotropie ΔE

Hierbei handelt es sich um ein Flüssigkristall auf Phenyl-Cyclohexan-Basis, das durch folgende Formel ausgedrückt wird:
wobei R&sub3; eine Alkylgruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen ist. Alternativ kann es ein Flüssigkristall auf Biphenyl- Basis sein, der wie folgt dargestellt wird:
wobei R&sub4; und R&sub5; Alkylgruppen mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen sind.

3. Hoch-Temperatur-LC (mit einem hohen N-I-Punkt)

Hierbei handelt es sich zum Beispiel um einen Flüssigkristall auf Biphenyl-Basis, welcher durch folgende Formal beschrieben wird:
wobei R&sub6;, R&sub7;, R&sub8; und R&sub9; Alkylgruppen mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen sind.
Auf die farbkompensierende Zelle wird keine Treiberspannung angelegt. Daher sind die Moleküle des Flüssigkristalls 123 ständig verdrillt und seine elektrooptischen Merkmale, beispielweise das Ansprechmerkmal, müssen nicht in Betracht gezogen werden. Daher ist der Flüssigkristall 123 der farbkompensierenden Zelle 102 nicht auf diejenigen für STN-LCDs beschränkt. Vielmehr kann es jeder Flüssigkristall sein, der der über einen breiten Temperaturbereich eine nematische Phase hat, zum Beispiel der Flüssigkristall, der bei der Flüssigkristall-Anzeige des TN-Typs verwendet wird, welche in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird. Zur Verdrehung der Flüssigkristallmoleküle unter einem großen Winkel reicht es aus, eine optisch aktive Substanz, z.B. einen chiralen Flüssigkristall, dem Flüssigkristall in geeigneter Menge beizumischen.
Die Brechungsindexanisotropie Δn&sub1;&sub2; und Dicke d&sub1;&sub2; der in der farbkompensierenden Zelle 102 enthaltenen Flüssigkristallschicht 123, und die Brechungsindexanisotropie Δn&sub1;&sub1; und Dicke d&sub1;&sub1; der in der Anzeigezelle 101 enthaltenen Flüssigkristallschicht 113 haben derartig spezifische Werte, daß das Produkt aus Δn&sub1;&sub2; und d&sub1;&sub2; und das Produkt aus Δn&sub1;&sub1; und d&sub1;&sub1; in folgender Beziehung zueinander stehen:
Δn&sub1;&sub2; d&sub1;&sub2; < Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; < Δn&sub1;&sub2; d&sub1;&sub2; x 1,10
Die zweischichtige STN-LCD zeigt bei Multiplexbetrieb ihrer Anzeigezelle 101 in hoher Nutzleistung Daten an. Die farbkompensierende Zelle 102 verhindert, daß die Anzeigezelle 101 sich verfärbt.
Die Fig. 8 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis darstellt, in welchem der Transmissionsgrad der zweischichtigen STN-LCD und deren Treiberspannung zueinander stehen, wenn diese STN- LCD mit hoher Nutzleistung multiplexbetrieben wird. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, verringert sich der Transmissionsgrad der zweischichtigen STN-LCD auf fast 0%, wenn praktisch keine Spannung an der STN-LCD anliegt, wie es durch Kurve I gezeigt wird, oder wenn die STN-LCD nicht ausgewählt ist, wie es durch Kurve II gezeigt wird, in welchem Fall der Bildschirm der STN- LCD fast schwarz gefärbt ist. Andererseits steigt, wie ebenfalls aus Fig. 8 zu erkennen ist, der Transmissionsgrad der STN-LCD auf fast 100%, wenn die STN-LCD ausgewählt ist, wie es durch Kurve III gezeigt wird, wobei der Bildschirm der STN-LCD weiß gefärbt ist.
Wie ausgeführt wurde, ist die in der zweischichtigen STN-LCD gemäß der vierten Ausführungsform enthaltene farbkompensierende Zelle 102 aus einem Flüssigkristall hergestellt, der eine geringe Temperaturabhängigkeit hat. Daher bleibt das Produkt aus ihrer Brechungsindexanisotropie Δn&sub1;&sub2; und ihrer Dicke d&sub1;&sub2; trotz Temperaturveränderungen praktisch unverändert. Daher kann die STN-LCD gemäß der vierten Ausführungsform Daten in schwarz auf einem weißen Hintergrund klar anzeigen, selbst wenn das Produkt aus Δn&sub1;&sub1; und d&sub1;&sub1; der Anzeigezelle 101 sich mit der Temperatur verändert.
In Fig. 9 ist ein Graph dargestellt, der zeigt, wie der Farbwert des Bildschirmes mit weißem Hintergrund der zweischichtigen STN-LCD, d.h. der vierten Ausführungsform, sich verändert, wenn der Wert von Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; über den Bereich von 0,78 bis 0,87 verändert wird. Bei dieser STN-LCD sind die Flüssigkristallmoleküle sowohl der Anzeigezelle 101 als auch der farbkompensierenden Zelle um 240ºC verdreht, und der Wert von Δn&sub1;&sub2; d&sub1;&sub2; ist auf 0,82 eingestellt.
Wie aus dem Farbdreieck zu erkennen ist, definiert sich bei konstantem Wert von Δn&sub1;&sub2; d&sub1;&sub2; die Anzeigefarbe durch den weißen Punkt C (d.h. den nichtfarbigen Punkt), selbst wenn der Wert von Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; sich verändert. Dies ist dadurch bedingt, daß der Flüssigkristall der Zelle 102 weniger von der Temperatur abhängt als derjenige der Anzeigezelle 101 (d.h. der Flüssigkristall der Zelle 101 und der Brechungsindex Δn&sub1;&sub2; des Flüssigkristalls der Zelle 102 verändert sich ein wenig mit der Temperatur). Das elektrische Merkmal und das optische Merkmal dieses Flüssigkristalls verändern sich daher miteinander. Es folgt daraus, daß die Farbe des Anzeigebildschirmes der STN- LCD praktisch unverändert bleibt, selbst wenn die Brechungsindexanisotropie Δn&sub1;&sub1; der Flüssigkristallschicht 113 der Anzeigezelle 101 verändert wird, wodurch unweigerlich der Wert von Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; verändert wird. Daher kann die zweischichtige STN- LCD selbst dann eine gute Anzeige erzeugen, wenn die Flüssigkristallschicht 113 der Anzeigezelle 101 einer Temperaturveränderung ausgesetzt ist.
Die Fign. 10 und 11 sind Graphen, die darstellen, wie das optische Merkmal einer herkömmlichen, zweischichtigen Flüssigkristallanzeige sich mit der Temperatur verändert. Insbesondere zeigt die Fig. 10, wie der Farbwert des Anzeigebildschirmes der herkömmlichen Anzeige sich verändert, wenn die Flüssigkristallmoleküle, die sowohl die Anzeigezelle als auch die farbkompensierende Zelle bilden, um 240º verdreht sind, und der Wert von Δn d 0,82 ist, wobei An die Brechungsindexanisotropie der Schicht ist, und d deren Dicke darstellt. Die Fig. 11 zeigt, wie der Farbwert der weißen Anzeige der herkömmlichen Anzeige sich verändert, wenn die die Anzeigezelle und die farbkompensierende Zelle bildenden Flüssigkristallmoleküle um 240º verdreht sind, und der Wert von Δn d über einen Bereich von 0,78 bis 0,87 variiert wird.
Wie aus Fig. 10 deutlich hervorgeht, nimmt die Anzeigefarbe bei der Temperatur von 25º eine Farbe an, die dem vom weißen Punkt C (d.h. dem nichtfarbige Punkt) identifizierten Weiß ähnlich ist. Sinkt die Temperatur jedoch auf 0º, dann ist die Farbe der Anzeige leicht gelb gefärbt. Steigt die Temperatur auf 40º, dann ist die Farbe der Anzeige leicht bläulich. Ferner verändern sich, wie die Fig. 11 deutlich zeigt, die Werte von Δn d beider Zellen mit der Temperatur, und die Farbe des Anzeigebildschirmes verändert sich mit dem Wert von Δn d jeder der beiden Zellen. Offensichtlich verändert sich die Anzeigefarbe der herkömmlichen zweischichtigen STN-LCD unweigerlich mit der Temperatur, da die Anzeigezelle und die farbkompensierende Zelle aus Flüssigkristallmaterialien hergestellt sind, dessen Brechungsindexanisotropien in gleichem Maße von der Temperatur abhängen.
In der vierten Ausführungsform der Erfindung ist es wünschenswert, daß das Produkt aus Δn&sub1;&sub2; und d&sub1;&sub2; und das Produkt aus Δn&sub1;&sub1; und d&sub1;&sub1; folgendes Verhältnis aufweisen:
Δn&sub1;&sub2; d&sub1;&sub2; < Δn&sub1;&sub1; n&sub1;&sub1; < Δn&sub1;&sub2; d&sub1;&sub2; x 1,05
In diesem Fall sind die Punkte der STN-LCD so schwarz wie gewünscht gefärbt, wenn praktisch keine Spannung an den Punkten anliegt oder wenn die Punkte nicht ausgewählt sind. Daher kann die zweischichtigen STN-LCD gemäß der vierten Ausführungsform ungeachtet jedweder Temperaturveränderungen eine ausgezeichnete Schwarz-Weiß-Anzeige realisieren.
Die Flüssigkristallmoleküle der Anzeigezelle 101 und diejenigen der farbkompensierenden Zelle 102 können unter jedem Winkel im Bereich von 180º bis 270º zueinander verdrillt werden. Außerdem kann die farbkompensierende Zelle 102 auf der lichtempf angenden Oberfläche der Anzeigezelle 101 angeordnet sein, anstelle auf der lichtemittierenden Oberfläche dieser.

Fünfte Ausführungsform

Diese Ausführungsform hat eine farbkompensierende Zelle, die eine derartige Dicke d hat und aus einem Flüssigkristall hergestellt ist, der eine derartige Brechungsindexanisotropie Δn hat, daß das Produkt aus An und d weniger ist als das Produkt aus der Brechungsindexanisotropie und Dicke der Anzeigezelle, und auch, daß die Differenz zwischen dem Wert von Δn d für die Anzeigezelle und derjenige für die farbkompensierende Zelle bei niedriger Temperatur größer ist als bei hohen Temperaturen. Somit bleibt die Anzeigefarbe der zweischichtigen STN-LCD trotz Veränderungen in der Temperatur unverändert. Die fünfte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Treibersignals entsprechend der Temperatur gesteuert wird, um zu verhindern, daß die Anzeigefarbe und das elektrooptische Merkmal der STN-LCD sich verändern.
Die zweischichtige STN-LCD gemäß der fünften Ausführungsform wird nunmehr detaillierter unter Bezugnahme auf die Fign. 12 bis 15 beschrieben.
Wie aus Fig. 12 zu sehen ist, ist diese STN-LCD identisch mit der ersten, in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, sowohl im Aufbau und in der Position der Anzeigezelle 101 und ebenfalls in den Positionen der beiden Polarisationsplatten 103 und 104. Daher wird bezüglich der Anzeigezelle oder den Polarisationsplatten keine weitere Erläuterung gegeben. Die STN-LCD hat eine farbkompensierende Zelle 502. Wie die in Fig. 1 gezeigte Zelle 102 umfaßt diese Zelle 502 ein unteres Substrat 521, einen auf dem unteren Substrat 521 ausgebildeten Ausrichtf ilm 526, ein oberes Substrat 522, einen auf dem oberen Substrat 522 ausgebildeten Ausrichtfilm 527 und ein Abschlußelement 520, das zwischen den Substraten 521 und 522 eingefügt ist und diese Substrate miteinander verbindet. Der Flüssigkristall 523, der später beschrieben werden wird, ist in den von dem Abschlußelement 520 und zwei horizontal ausrichtenden Filmen 526 und 527 gebildeten Raum eingefügt.
Die Ausrichtfilme 526 und 527, sowie die auf den gegenüberliegenden Oberflächen der oberen und unteren Substrate 111 und 112 der Anzeigezelle 101 ausgebildeten Ausrichtfilme 116 und 117, wurden in den in Fig. 2 festgelegten Richtungen verarbeitet. Daher sind die Moleküle des Flüssigkristalls 113 der Anzeigezelle 101 um 160º bis 270º in einer Richtung verdreht, während diejenigen des Flüssigkristalls 523 unter demselben Winkel, aber in die entgegengesetzte Richtung verdreht sind. Die Polarisationsplatten 103 und 104 sind derart positioniert, daß ihre Polarisationsachsen in den in Fig. 2 gezeigten Richtungen verlaufen.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, hat die Anzeigezelle 101 zwei Elektroden-Sätze. Anschlüsse 114a gehen von den Elektroden 114 des ersten Satzes ab und sind mit einem Treiber 533 über Leitungen 531 verbunden. Ähnlich laufen Anschlüsse llsa von den Elektroden 115 des zweiten Satzes weg und sind mit dem Treiber 533 über Leitungen 532 verbunden: Der Treiber 533 legt ein Multiplextreibsignal an die Anzeigezelle 101. Diese Signal ist eine Spannung, die zwischen den Elektroden 114 des ersten Satzes einerseits und die Elektroden 115 des zweiten Satzes andererseits angelegt wird. Daher wird die Anzeigezelle 101 multiplexbetrieben.
Die in Fig. 12 gezeigte zweischichtige STN-LCD umfaßt ferner einen Temperaturdetektor 534, eine Sensorschaltung 535, eine Steuerung 536 und eine Stromversorgungsschaltung 537 mit variabler Spannung. Der Sensor 534 ist nahe bei der Anzeigezelle 101 und/oder der farbkompensierenden Zelle 502 angeordnet. Er erfaßt die Temperatur der Anzeigezelle 101 und/oder der farbkompensierenden Zelle 502 und erzeugt ein elektrisches Signal, das diese Temperatur darstellt. Das elektrische Signal wird an eine Sensorschaltung 535 gelegt. Die Sensorschaltung 535 versorgt die Steuerung 536 mit einem Signal oder Daten, das die vom Sensor 534 erfaßte Temperatur darstellt. Als Reaktion auf dieses Signal erzeugt die Steuerung 536 ein Spannungssteuersignal, dessen Größe beispielsweise umgekehrt proportional zu dem von der Sensorschaltung 535 zugeführten Signal ist. Das derart erzeugt Steuersignal wird an den Steueranschluß der Stromversorgungsschaltung 537 mit variabler Spannung übertragen. Die Schaltung 537 legt eine Spannung, die umgekehrt proportional zu der vom Sensor 534 erfaßten Temperatur ist, an den Treiber 533 an. Der Treiber 533 legt eine Spannung proportional zu dieser Spannung zwischen die Elektroden 114 einerseits und die Elektroden 115 andererseits. Die Schaltung 537 kann entweder von der Art sein, die die Ausgangsspannung schrittweise verändert, oder von der Art, die die Ausgangsspannung kontinuierlich verändert.
Der in die farbkompensierende Zelle 502 gefüllte Flüssigkristall 523 weist eine Brechungsindexanisotropie Δn&sub5;&sub2; auf, die weniger als Δn&sub1;&sub1; des in die Anzeigezelle 101 eingefügten Flüssigkristalls 113 ist. Die Brechungsindexanisotropie Δn&sub5;&sub2; hängt derart von der Temperatur ab, daß die Differenz zwischen Δn&sub5;&sub2; und Δn&sub1;&sub1; im unteren Abschnitt des Temperaturbereiches, in dem die STN-LCD verwendet werden kann, weniger ist als im oberen Abschnitt dieses Temperaturbereiches. Zum Beispiel hängt die Brechungsindexanisotropie Δn&sub5;&sub2; von der Temperatur ab, wie in Tabelle 1 gezeigt, wenn sowohl die Schicht des Flüssigkristalls 113 als auch die Schicht des Flüssigkristalls 523 eine Dicke von 4 um haben und der Temperaturbereich von 20º bis 50º ist. Tabelle 1
Alternativ kann die farbkompensierende Zelle 502 mit einem Flüssigkristall gefüllt werden, dessen Brechungsindexanisotropie Δn&sub5;&sub2; von der Temperatur abhängt, wie in Tabelle 2 gezeigt, wenn sowohl die Schicht des Flüssigkristalls 113 als auch die Schicht des Flüssigkristalls 523 eine Dicke von 5 um haben und der Temperaturbereich von 0º bis 50º beträgt. Tabelle 2
Wie aus den Tabellen 1 und 2 hervorgeht, ist es wünschenswert, daß der Flüssigkristall 113 und der Flüssigkristall 523 Brechungsindexanisotropien Δn&sub1;&sub1; und Δn&sub5;&sub2; haben, die von der Temperatur abhängen, derart, daß die Differenz zwischen dem Wert von Δn11 d11 (bei dem d&sub1;&sub1; die Dicke der Flüssigkristallschicht 113 darstellt) und dem Wert von Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; (bei dem d&sub5;&sub2; die Dicke der Flüssigkristallschicht 523 darstellt) an der Obergrenze des Temperaturbereiches größer als 0 ist und an der Untergrenze des Temperaturbereiches von 0,07 bis 0,12 beträgt. Vorzugsweise beträgt die Differenz, Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; - Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; an der Untergrenze des Temperaturbereiches 0,07 bis 0,10.
Da Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; - Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; an der Obergrenze des Temperaturbereiches, in dem die STN-LCD verwendet wird, klein ist, hat die STN-LCD nicht nur einen großen maximalen Kontrast CRmax, sondern auch einen hohen maximalen Transmissionsgrad T%max über den Temperaturbereich. Und die Anzeigefarbe kann über diesen Temperaturbereich hinweg ausreichend kompensiert werden.
Bei der herkömmliche STN-LCD weist der Flüssigkristall bei hoher Temperatur eine weniger deutliche Brechungsindexanisotropie als bei niedriger Temperatur auf. Daher verändert sich der Transmissionsgrad der LCD bei hohen Temperaturen nicht so sehr. Der maximale Transmissionsgrad ist bei hohen Temperaturen niedrig. Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, die das Verhältnis zwischen der Differenz Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1;- Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; und dem elektrooptischen Merkmal der fünften Ausführungsform darstellt, ist, je geringer die Differenz Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; - Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; ist, desto größer der maximale Transmissionsgrad. Offensichtlich wird bei der fünften Ausführungsform ein großer maximaler Transmissionsgrad selbst im höheren Abschnitt des Temperaturbereiches erzielt. Tabelle 3 Anzeigezelle (Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1;) kompensierende Zelle (Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2;) Treiberspannung (Vop) Kontrast (CR) Max Transmissionsgrad (T%max)
Im unteren Abschnitt des Temperaturbereiches ist die Brechungsindexanisotropie jeder der beiden Flüssigkristallschichten hoch. Daher verringern sich der maximale Transmissionsgrad und der maximale Kontrast nur sehr geringfügig. Ferner ist der Wert von Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; weniger als der Wert von Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1;, so daß die Anzeigefarbe ausreichend kompensiert werden kann.
Wie beschrieben wurde, ist Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; kleiner als der Wert von Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1;, und hängt weniger von der Temperatur ab als Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1;. Solange Δn&sub5;&sub2; weniger von der Temperatur abhängt als Δn&sub1;&sub1; können Δn&sub5;&sub2; und Δn&sub1;&sub1; jeden beliebigen Wert annehmen. Ferner können sowohl Δn&sub5;&sub2; als auch Δn&sub1;1 erforderlichenfalls zu jedem beliebigen Wert verändert werden, indem die Dicken d&sub1;&sub1; und d&sub5;&sub2; der Flüssigkristallschichten 113 und 523 verändert werden. In dieser Ausführungsform sollten die Moleküle eines jeden der beiden Flüssigkristalle vorzugsweise um 160º bis 270º verdreht sein, noch bevorzugter um 220º bis 240º. Was die Dicke einer jeden der beiden Flüssigkristallschichten anbelangt, so sollte der Wert besser 5 um oder weniger betragen.
Die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkristalle I, K, L, M und N, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in Tabelle 4 aufgeführt. Diese Flüssigkristalle haben die in Fig. 13 dargestellten elektrooptischen Merkmale. Wie aus Fig. 13 zu sehen ist, haben die Flüssigkristalle M und N Brechungsindexanisotropien, die weniger deutlich sind und ebenso weniger von der Temperatur abhängig sind als diejenigen der Flüssigkristalle I, K und L. Daher werden die Flüssigkristalle M und N für die farbkompensierende Zelle 502 verwendet, während die Flüssigkristalle I, K und L für die Anzeigezelle 101 verwendet werden. Tabelle 4 NI-Punkt SN-Punkt Viskosität
Die Erfinder vorliegender Sache haben verschiedene Beispiele der fünften Ausführungsform (Fig. 12) gemacht. Diese Beispiele werden nunmehr im Detail beschrieben werden.

Beispiel 1

Der in Tabelle 4 gezeigte Flüssigkristall wurde in die Anzeigezelle 101 gefüllt, wodurch eine Flüssigkristallschicht mit einer Dicke von 4,0 um gebildet wurde. Ebenfalls wurde der Flüssigkristall M aus Tabelle 4 in die farbkompensierende Zelle 502 gefüllt, wodurch eine Flüssigkristallschicht mit einer Dicke von 4,2 um gebildet wurde. Ferner wurde die Moleküle beider Flüssigkristalle K und M um 220º verdreht, wodurch eine zweischichtige STN-LCD hergestellt wurde. Diese STN-LCD hatte das in Tabelle 5 gezeigte elektrooptische Merkmal: Tabelle 5 (Beispiel 1) Charakteristika Beispiel Kontrast
Ein Vergleichsbeispiel wurde hergestellt, welches mit Beispiel 1 identisch war, mit der Ausnahme, daß sowohl die Anzeigezelle als auch die farbkompensierende Zelle mit Flüssigkristall K gefüllt waren. Die Vergleichsbeispiele hatten das in Tabelle 6 aufgeführte elektrooptische Merkmal: Tabelle 6 (Vergleichsbeispiel) Charakteristika Kontrast
Beispiel 1 zeichnet sich dadurch aus, daß die in der farbkompensierenden Zelle 502 enthaltene Flüssigkristallschicht 523 dicker ist als die in der Anzeigezelle 101 enthaltene Kristallschicht 113. Der Flüssigkristall 523 weist bei Raumtemperatur eine Brechungsindexanisotropie von 0,7014 auf, wohingegen der Flüssigkristall 113 bei Raumtemperatur eine Brechungsindexanisotropie von 0,736 hatte. Wie aus den Tabellen 5 und 6 deutlich hervorgeht, hatte Beispiel 1 bei 50º einen vierf ach höheren Kontrast als das Vergleichsbeispiel.
Ferner war sein Ansprechen bei 0º schneller als das des Vergleichsbeispiels. Obwohl der von Beispiel 1 bei 0ºC erzielte Kontrast geringer ist als der vom Vergleichsbeispiel erzielte, beträgt er mehr als 60 und ist praktisch ausreichend.
In den Tabellen 5 und 6 ist der "Kontrast" der maximale, den Beispiel 1 oder das Vergleichsbeispiel bei der entsprechenden Temperatur erzielen können, Vop ist die an die Flüssigkristallschicht angelegte Spannung zur Erzielung des maximalen Kontrasts, TON ist die Zeit, die die Flüssigkristallmoleküle nach dem Anlegen der Treibspannung zu ihrer vollen Erregung benötigen, und TOFF die Zeit, die die Moleküle zu ihrer vollständigen Entaktivierung benötigen, nachdem die Zufuhr der Treibspannung unterbrochen wurde.

Beispiel 2

Der in Tabelle 4 aufgeführte Flüssigkristall L wurde in die Anzeigezelle 101 gefüllt, wodurch eine Flüssigkristallschicht mit einer Dicke von 4,2 um gebildet wurde. Ebenso wurde der in Tabelle 4 auf geführte Flüssigkristall M in die farbkompensierende Zelle 502 gefüllt, wodurch eine Flüssigkristallschicht mit einer Dicke von ebenfalls 4,2 entstand. Ferner wurden die Moleküle beider Flüssigkristalle L und M um 220º verdreht, wodurch eine zweischichtige STN-LCD hergestellt wurde. Diese STN-LCD hatte die in Tabelle 7 gezeigten elektrooptischen Charakteristika: Tabelle 7 (Beispiel 2) Vorspannungsverhältnis Charakteristika Kontrast
Beispiel 2 zeichnet sich dadurch aus, daß die Flüssigkristallschichten beider Zellen 101 und 502 dieselbe Dicke hatten, jedoch unterschiedliche Brechungsindexanisotropien aufwiesen. Wie aus Tabelle 7 hervorgeht, erzielte Beispiel 2 einen guten Kontrast von ca. 80 oder mehr über den Temperaturbereich von 0ºC bis 50ºC, und zeigte eine ausreichend schnelles Ansprechen, ganz gleich, ob das Vorspannungsverhältnis 1/8 oder 1/9 betrug.

Beispiel 3

Der in Tabelle 4 aufgeführte Flüssigkristall I wurde in die Anzeigezelle 101 gefüllt, wodurch eine Flüssigkristallschicht mit einer Dicke d&sub1;&sub1; von 4,0 um gebildet wurde. Ebenso wurde der in Tabelle 4 aufgeführte Flüssigkristall M in die farbkompensierende Zelle 502 gefüllt, wodurch eine Flüssigkristallschicht mit einer Dicke d&sub5;&sub2; von 4,2 um gebildet wurde. Ferner wurden die Moleküle beider Flüssigkristallschichten L und M um 220º verdreht, wodurch eine zweischichtige STN-LCD hergestellt wurde. Diese STN-LCD zeigte die in Tabelle und auch in den Fign. 14 und 15 dargestellten elektrooptischen Eigenschaften: Tabelle 8 (Beispiel 3) Vorspannungsverhältnis Charakteristika Kontrast
In Beispiel 3 ist die Flüssigkristallschicht 523 der farbkompensierenden Zelle 502 dicker als die Flüssigkristallschicht 113 der Anzeigezelle 101. Bei Raumtemperatur ist der Wert Δn d der Schicht 523 0,7014, der Wert Δn d der Schicht 113 beträgt 0,748. Wie aus den Fign. 14 und 15 hervorgeht, ist die Differenz zwischen Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; und Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; bei hohen Temperaturen äußerst gering. Daher kann Beispiel 3 einen hohen Kontrast bei hohen Temperaturen bereitstellen und hat bei niedrigen Temperaturen ein schnelles Ansprechen.
Ein Vergleichsbeispiel wurde gemacht, das mit Beispiel 3 identisch war, mit der Ausnahme, daß sowohl die Anzeigezelle als auch die farbkompensierende Zelle mit Flüssigkristall K gefüllt wurden. Die Brechungsindexanisotropie An der Flüssigkristallschichten ist bei einer hohen Temperatur von 50ºC klein. Daher war der Wert von Δn d einer jeden der beiden Flüssigkristallschichten bei 50ºC klein. Demzufolge veränderte sich der Transmissionsgrad des Vergleichsbeispiels nicht stark, wie in Fig. 16 gezeigt. Wie deutlich in Fig. 17 gezeigt ist, war der maximale Kontrast bei hohen Temperaturen zu gering.
In der in Fig. 12 gezeigten fünften Ausführungsform treibt der Treiber 533 die Anzeigezelle 101 gemäß dem Signalausgang von der Steuerung 536 und der die Temperatur der Zelle 101 oder 502 darstellt, die vom Sensor 534 erfaßt wurde und von der Sensorschaltung 535 verarbeitet wurde. Genauer gesagt legt der Treiber 533 ein Treibsignal von +2 Vop an die ausgewählten Abschnitte der Flüssigkristallschicht 113, die erregt werden sollen, und ein Treibersignal von 1/9 2 Vop bis 1/10 2 Vop an die nichtausgewählten Abschnitte der Schicht 113. Noch genauer gesagt legt der Treiber 533 eine Spannung von 0 V bis +Vop an die Elektroden 115, und eine Spannung von 0 V bis -Vop an die Elektroden 114. Die Steuerung 536 steuert die an die Elektroden 114 und 115 angelegten Spannungen gemäß der von dem Sensor 534 erfaßten Temperatur. Je niedriger die Temperatur, desto höher ist die Spannung des Treibersignals und umgekehrt. Da die Treibspannung daher gemäß der Temperatur der Flüssigkristallschicht 113 gesteuert wird, spricht die zweischichtige STN-LCD bei niedrigen Temperaturen (z.B. 0º) schnell an und hat bei hohen Temperaturen (50º bis 80º) einen hohen Transmissionsgrad. Außerdem kann die STN-LCD ein Schwarz-Weiß-Bild anzeigen.
Wie aus den Tabellen 5, 7 und 8 sowie aus Fig. 15 hervorgeht, ist, je höher die Temperatur, desto niedriger die Spannung Vop des Treibersignals, das an die Anzeigezelle 101 angelegt werden soll, um einen maximalen Kontrast zu erzielen. Mit anderen Worten steuert die Steuerung 536 die Stromversorgung 537 mit variabler Spannung so, daß der Treiber 533 bei niedriger Temperatur ein Treibsignal mit hoher Spannung an die Anzeigezelle 101 anlegt, und bei hoher Temperatur ein Treibsignal mit niedriger Spannung an diese anlegt, wodurch die STN-LCD einen ausreichend hohen Kontrast bei jedweder Temperatur erzielt, die in den Bereich fällt, in dem die STN- LCD betrieben werden kann.
In Beispiel 1, dessen elektrooptisches Merkmal in Tabelle 5 gezeigt ist, sollte die Spannung Vop bei der Temperatur 0ºC 20,6 V betragen, bei der Temperatur 20ºC 19,5 V betragen, bei der Temperatur 35ºC 18, 6 V betragen und bei der Temperatur 50ºC 17,2 V betragen. Mit anderen Worten ist es erwünscht, daß die Spannung Vop sich im Temperaturbereich von 0ºC bis 50ºC kontinuierlich um 3,4 V verändert.
In Beispiel 2, dessen elektrooptisches Merkmal in Tabelle 7 gezeigt ist, sollte die Spannung Vop im Temperaturbereich von 0ºC bis 50ºC von 16,7 V auf 14,9 V verändert werden, d.h. um 1,8 V, wenn das Vorspannungsverhältnis 1/9 beträgt. In Beispiel 3, dessen elektrooptisches Merkmal in Tabelle 8 gezeigt ist, sollte die Spannung Vop in dem Temperaturbereich von 0ºC bis 50ºC von 16,3 V bis 13,7 V, d.h. um 2,6 V verändert werden.
Da die Spannung des Treibersignals auf die oben beschriebene Art und Weise gesteuert wird, kompensiert die hohe Treibspannung die verringerte Ansprechgeschwindigkeit bei den niedrigen Temperaturen (z.B. 0º), wobei diese Geschwindigkeitsverringerung auf die niedrige Viskosität des F1üssigkristalls zurückzuführen ist. Ferner ist bei niedrigen Temperaturen die Vorspannung aufgrund der Anlegung der hohen Treibspannung hoch, und die jedwedes nichtausgewählte Bi1delement bildenden Moleküle haben einen starken Neigungswinkel, wodurch sich der Wert von Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; verringert. Der in die farbkompensierende Zelle 502 gefüllte Flüssigkristall 523 hat eine Brechungsindexanisotropie An, die von der Temperatur abhängig ist, so daß die Differenz zwischen Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; und Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; bei hohen Temperaturen zunimmt, wodurch die Verringerung von Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; kompensiert wird. Daher kann die Farbe der Anzeige bei niedrigen Temperaturen entsprechend kompensiert werden.
Bei hohen Temperaturen ist andererseits die Vorspannung aufgrund der Anlegung der niedrigen Treibspannung niedrig, und die jedwedes nichtausgewählte Bildelement bildenden Flüssigkristallmoleküle haben einen kleinen Neigungswinkel, wodurch sich der Wert von Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; verringert. Der in die farbkompensierende Zelle 502 gefüllte Flüssigkristall 523 hat eine Brechungsindexanisotropie Δn, die temperaturabhängig ist, so daß die Differenz zwischen Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; und Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; bei hohen Temperaturen gering ist. Daher kann auch bei hohen Temperaturen die Farbe der Anzeige entsprechend kompensiert werden.
Daher kann die Farbe der Anzeige der STN-LCD gemäß der fünften Ausführungsform bei jedweder Temperatur in dem Bereich, in dem die STN-LCD betrieben wird, entsprechend kompensiert werden. Mit anderen Worten ist der Anzeigebildschirm der STN-LCD trotz der Temperaturveränderungen in diesem Bereich nicht gefärbt. Außerdem kann, da die Differenz zwischen dem Wert von Δn&sub1;&sub1; d&sub1;&sub1; für die Anzeigezelle 101 und der Wert von Δn&sub5;&sub2; d&sub5;&sub2; für die farbkompensierende Zelle bei hohen Temperaturen klein ist, die STN-LCD einen hohen maximalen Transmissionsgrad haben.
In allen oben beschriebenen Ausführungsformen, d.h. der ersten bis fünften Ausführungsform, sind die Anzeigezelle und die farbkompensierende Zelle unabhängig voneinander ausgebildet, und zwar übereinander angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Beispielsweise können drei Substrate verwendet werden, so daß die Anzeigezelle und die farbkompensierende Zelle integral ausgebildet sind, wie es in Fig. 18 gezeigt ist.
Wie in Fig. 18 dargestellt ist, umfaßt die sechste Ausführungsform drei Substrate 611, 612 und 622, die übereinander angeordnet sind, mit vorbestimmten Lücken zur Beabstandung dieser. Ein Abschlußelement 610 ist zwischen die Substrate 611 und 612 eingefügt, und ein Abschlußelement 620 ist zwischen die Substrate 612 und 622 eingefügt, wodurch die Substrate 611, 612 und 622 integral in einem Stück kombiniert sind.
Eine Anzahl von Elektroden 614 sind auf der oberen Oberfläche des unteren Substrates 611 angeordnet, und ein Ausrichtfilm 616 deckt die Elektroden 614 ab. Die Elektroden 615 sind auf der unteren Oberfläche des Zwischensubstrates 612 ausgebildet und liegen somit den auf dem unteren Substrat 611 angeordneten Elektroden 614 gegenüber. Ein Ausrichtfilm 617 deckt die Elektroden 615 ab. Flüssigkristall 613 ist in den Spalt zwischen den Ausrichtfilmen 616 und 617 gefüllt. Das untere Substrat 611, das Zwischensubstrat 612, die Elektroden 614 und 615, die Filme 616 und 617, und der Flüssigkristall 613 bilden eine Anzeigezelle 601.
Ein Ausrichtfilm 626 ist auf der oberen Oberfläche des Zwischensubstrates 612 ausgebildet, und ein Ausrichtfilm 627 ist auf der unteren Oberfläche des oberen Substrates 622 ausgebildet. Daher liegen diese Filme 626 und 627 einander gegenüber. Flüssigkristall 623 ist in den Spalt zwischen den Ausrichtfilmen 626 und 627 eingefüllt. Das Zwischensubstrat 612, das obere Substrat 622, die Ausrichtfilme 626 und 627, und der Flüssigkristall 623 bilden eine farbkompensierende Zelle 602.
Zwei Polarisationsplatten 103 und 104 umgeben sandwichartig die aus den integral kombinierten Zellen 601 und 602 bestehende Einheit. Die in Fig. 18 dargestellte sechste Ausführungsform ist in jedwedem anderen Aspekt ihres Aufbaus identisch mit der ersten bis fünften Ausführungsform. Mit anderen Worten unterscheidet sich die sechste Ausführungsform von der ersten bis fünften Ausführungsform nur darin, daß das Zwischensubstrat 612 die beiden Substrate ersetzt, die in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung in der ersten bis fünften Ausführungsform angeordnet sind. Daher erzielt die STN-LCD gemäß der sechsten Ausführungsform dieselben Vorteile wie die erste bis fünfte Ausführungsform.
Wie im Detail beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung eine zweischichtige STN-LCD zur Verfügung stellen, die ein Schwarz-Weiß-Bild anzeigen kann, selbst wenn das Bild farbig ist. Da die farbkompensierende Zelle der STN-LCD Flüssigkristall enthält, dessen Brechungsindexanisotropie nur sehr wenig von der Temperatur abhängt, kann die Farbe der Anzeige über einen breiten Temperaturbereich entsprechend kompensiert werden. Daher kann die zweischichtige STN-LCD über einen derart breiten Temperaturbereich verwendet werden.
Die zweischichtige STN-LCD der vorliegenden Erfindung eignet sich zur Verwendung in farbigen Flüssigkristallanzeigen, bei denen jedes Bildelement mit einem Farbfilter versehen ist. Die erfindungsgemäße STN-LCD, die eine Temperaturkompensationsschaltung aufweist, spricht mit relativ hoher Geschwindigkeit auf ein Treibsignal an. Daher kann sie bei ihrem Einbau in eine Anzeigevorrichtung für Filme, wie einem Fernsehgerät, zuverlässig betrieben werden.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, mit:

einer ersten Flüssigkristall-Zelle (101), welche umfaßt: ein Paar Substrate, von denen jedes eine ausrichtungsbehandelte Oberfläche aufweist, eine Vielzahl von Elektroden (114, 115), und eine erste Flüssigkristallschicht (113; 313), deren Moleküle um einen ersten Verdrehungswinkel im Bereich von 160º bis 270º in einer ersten Drehrichtung verdreht sind;

einer zweiten Flüssigkristallzelle (102; 502), die auf der ersten Flüssigkristallzelle (101) ausgebildet ist und eine zweite Flüssigkristallschicht (123; 523) aufweist, deren Moleküle in einem zweiten Verdrehungswinkel gleich dem ersten Verdrehungswinkel in einer zweiten Drehrichtung, die zur ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, verdreht sind, wobei diejenigen Moleküle, die sich in der Nähe der ersten Flüssigkristallschicht (113; 313) befinden, im wesentlichen im rechten Winkel zu den Molekülen der ersten Flüssigkristallschicht (113; 313) ausgerichtet sind;

einem Paar polarisierender Platten (103; 104), die sich außerhalb der ersten bzw. der zweiten Flüssigkristallzelle (101, 102) befinden, von denen jede eine optische Achse hat, die sich in einem Winkel von 35º bis 50º mit einer Richtung kreuzt, in der die Flüssigkristallmoleküle auf dem Substrat in der Nähe einer der polarisierenden Platten (103, 104) ausgerichtet sind, und die sich mit der optischen Achse der anderen polarisierenden Platte (103 oder 104) im wesentlichen im rechten Winkel kreuzt;

eine Treibervorrichtung (533) zum Treiben der ersten Flüssigkristallzelle (101) durch Anlegen von Treibersignalen an die Elektroden (114, 115), um ein gewünschtes Muster anzuzeigen, worin die zweite Flüssigkristallzelle (102) die Färbung des durch die erste Flüssigkristallzelle (101) hindurchtretenden Lichtes kompensiert, wobei die zweite Flüssigkristallschicht (123) eine Verzögerung Δn&sub2; d&sub2; hat, wobei Δn&sub2; die Brechungsindexanisotropie der zweiten Flüssigkristallschicht (123) darstellt und d&sub2; die Dicke dieser Schicht ist, wobei die Verzögerung Δn&sub2; d&sub2; weniger als die Verzögerung Δn&sub1; d&sub1; der ersten Flüssigkristallschicht (113) ist, bei der Δn&sub1; die Brechungsindexanisotropie der ersten Flüssigkristallschicht (113) der ersten Flüssigkristallzelle (101) ist und d&sub1; für deren Dicke steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung Δn&sub2; d&sub2; der zweiten Flüssigkristallschicht (123) sich mit der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von weniger als der Verzögerung Δn&sub1; d&sub1; der ersten Flüssigkristallschicht (113) ändert; und die Treibervorrichtung (533) eine Steuervorrichtung (536) zum Steuern von Treibersignalen, die an die Elektroden (114, 115) der ersten Flüssigkristallzelle (101) angelegt werden sollen, gemäß der Temperatur der ersten Flüssigkristallzelle (101) aufweist.

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Verzögerung Δn&sub1; d&sub1; der ersten Flüssigkristallschicht (113) und der Verzögerung Δn&sub2; d&sub2; der zweiten Flüssigkristallschicht (123) während eines Abfallens der Temperatur in einem vorgegebenen Bereich zunimmt.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Brechungsindexanisotropie Δn&sub1; der ersten Flüssigkristallschicht (113) und der Brechungsindexanisotropie Δn&sub2; der zweiten Flüssigkristallschicht (123) während eines Abfallens der Temperatur zunimmt.

4. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibervorrichtung eine Treiberschaltung (533) umfaßt, die mit den Elektroden (114, 115) der ersten Flüssigkristallzelle (101) verbunden ist, um Multiplex-Treibersignale an diese Elektroden (114, 115) zu legen und somit den Transmissionsgrad einer Vielzahl von Pixeln zu steuern, welche diejenigen Abschnitte der ersten Flüssigkristallschicht (113) umfassen, die sandwichartig von den Elektroden (114, 115) umgeben sind, und ein gewünschtes Muster anzuzeigen.

5. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung von Δn&sub2; d&sub2; der zweiten Flüssigkristallschicht (523) weniger als die Verzögerung Δn&sub1; d&sub1; der ersten Flüssigkristallschicht (113) ist, wodurch eine Abnahme der Verzögerung Δn&sub1; d2 der ersten Flüssigkristallschicht (523) kompensiert wird, welche auf den Neigungswinkel zurückzuführen ist, der durch die Spannung des von der Treibervorrichtung (533) an nicht-ausgewählte Pixel angelegten Multiplex-Treibersignals definiert wird.

6. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibervorrichtung eine Treiberschaltung (533) umfaßt zum Anlegen von Treibersignalen an die Elektroden (114) eines ersten Satzes und die Elektroden (115) eines zweiten Satzes gemäß Daten, die anzuzeigende Musterdaten darstellen, sowie eine Sensorvorrichtung (534) zum Erfassen der Temperatur der ersten Flüssigkristallzelle (101) und/oder der zweiten Flüssigkristallzelle (502), und eine Temperatur-Kompensationsvorrichtung (535, 536, 537) zum Steuern der Treiberschaltung (533) gemäß der von der Sensorvorrichtung (534) erfaßten Temperatur, um somit die Spannung der Treibersignale zu ändern.

7. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssigkristallzelle (101) erste und zweite Ausrichtfilme (214, 215) aufweist, die zweite Flüssigkristallzelle dritte und vierte Ausrichtf ilme (226, 227) aufweist, und der erste bis vierte Ausrichtfilm (214, 215, 226, 227) aus einem derartigen Material hergestellt bzw. derart oberflächenbehandelt sind, daß die zweite Flüssigkristallschicht (223) einen Vor-Neigungswinkel hat, der größer als der Vor-Neigungswinkel ist, den die erste Flüssigkristallschicht (213) in einem anfänglichen Ausrichtzustand hat.

8. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Flüssigkristallschicht (123) eine Dicke von d&sub2; gleich der Dicke d&sub1; der ersten Flüssigkristallschicht (113) hat, und eine Brechungsindexanisotropie Δn&sub2;, die geringer als die Brechungsindexanisotropie Δn&sub1; der ersten Kristallschicht (113) ist.

9. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Flüssigkristallschicht (313) eine Dicke von d&sub2; größer als die Dicke d&sub1; der ersten Flüssigkristallschicht (113) hat, und eine Brechungsindexanisotropie Δn&sub2; die geringer als die Brechungsindexanisotropie Δn&sub1; der ersten Flüssigkristallschicht (113) ist.