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PATENTANSPRÜCHE
1. Anzeigevorrichtung mit einer frontseitigen (3) und einer dazu parallelen rückseitigen Trägerplatte (4), mit einem Flüssigkristall 1 zwischen beiden Trägerplatten (3,4), mit einem Polarisator (5) vor der frontseitigen Trägerplatte (3), mit einer durchsichtigen Elektrodenschicht (6) auf der der rückseitigen Trägerplatte 4 zugewandten Seite der frontseitigen Trägerplatte (3), mit einer metallischen Elektrodenschicht (7) auf der der frontseitigen Trägerplatte (3) zugewandten Seite der rückseitigen Trägerplatte (4) sowie mit einer Metallschuppen (8.1) aufweisenden Reflexionsschicht (8) auf der rückseitigen Trägerplatte (4) und deren Elektrodenschicht (7), dadurch gekennzeichnet,
dass die metallische Elektrodenschicht (7) auf der rückseitigen Trägerplatte (4) auf ihrer der Reflexionsschicht (8) zugewandten Seite mit einer Oxyd schicht (9) versehen und die Dicke dieser Oxydschicht (9) grösser als die Dicke jener Oxydschicht ist, welche sich bei Normalbedingungen an Luft von selbst ausbildet.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydschicht (9) eine Dicke im Bereich zwischen 30% und 70% der Dicke der metallischen Elektrodenschicht (7) auf der rückseitigen Trägerplatte (4) aufweist.
3. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydschicht (9) eine Dicke von 50% der Dicke der metallischen Elektrodenschicht (7) auf der rückseitigen Trägerplatte (4) aufweist.
4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Elektrodenschicht (7) auf der rückseitigen Trägerplatte (4) eine Dicke im Bereich zwischen 0,2 pm und 1 11 aufweist.
5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die metallische Elektrodenschicht (7) auf der rückseitigen Trägerplatte (4) Aluminium verwendet ist.
6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Oxydschicht (9) A1203 verwendet ist.
7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Reflexionsschicht (8) ein mit Aluminiumschuppen versetztes Bindemittel insbesondere Gd203 oder auch Si 02, TiO, Ti02, Zr02, A103, Ce0 oder MqO verwehdet ist.
8. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkristall (1) nematisch ist, eine dielektrische negative Anisotropie aufweist und in feldfreiem Zustand zwischen den Elektrodenschichten (6, 7) homöotrop orientiert ist.
9. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenschichten (6, 7) beider Trägerplatten in vorzugsweise eine Matrixanzeige bildende Elektrodenschichtsegmente (6.1, 6.2) unterteilt sind.
10. Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydschicht (9) auf der metallischen Elektrodenschicht (7) der rückseitigen Trägerplatte (4) durch anodische Oxydation erzeugt wird.
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Eine solche Anzeigevorrichtung ist beispielsweise bekannt aus der DE-OS 28 56 170. Bei der bekannten Anzeigevorrichtung kann es durch nicht vollständig in der Reflexionsschicht eingebettete und aus dieser hervorstehende Metallschuppen zu Kurzschlüssen zwischen den Elektrodenschichten beider Trägerplatten oder, wenn diese segmentiert sind, zwischen einzelnen, sich gegenüberliegenden Elektrodenschichtsegmenten kommen. Im Bereich der kurzgeschlossenen Elektrodenschichten, bzw. Elektrodenschichtsegmente, ist die Anzeigevorrichtung nicht ansteuerbar und inaktiv. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten solcher Defekte nimmt mit der Grösse der Anzeigefläche zu. So lassen sich bei Kleinanzeigen, wie sie für Uhren Verwendung finden, kurzschlussbehaftete Anzeigevorrichtungen bei der Fertigung noch aussortieren.
Bei grossflächigen Anzeigevorrichtungen, wie sie für Computerbildschirme gebraucht werden, würde durch Aussortieren ein zu grosser und wirtschaftlich nicht mehr vertretbarer Ausschuss entstehen.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass durch Metallschuppen verursachte Kurzschlüsse zwischen den Elektrodenschichten, bzw.
ihren Segmenten, sicher vermieden werden.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die auf der metallischen Elektrodenschicht der rückseitigen Trägerplatte aufgebrachte Oxydschicht selbst bei geringer Schichtdicke als harte, elektrisch isolierende Schutzschicht wirkt, welche die Metallschuppen nicht durchdringen können. Die Metallschuppen können deshalb mit der metallischen Elektrodenschicht nicht in elektrischen Kontakt kommen. Kurzschlüsse zwischen der metallischen Elektrodenschicht auf der rückseitigen Trägerplatte und der Elektrodenschicht auf der frontseitigen Trägerplatte werden dadurch sicher vermieden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Oxydschicht in technisch einfacher, für eine Grosserienfertigung geeigneter und deshalb auch wirtschaftlicher Weise auf der metallischen Elektrodenschicht aufgebracht werden kann.
Als Herstellungsverfahren eignen sich vor allem elektrochemische Verfahren wie die anodische Oxydation. Die Oxydschicht kann mit wählbarer Schichtdicke, gleichmässig und flächendeckend, ohne Löcher und Fehlstellen auf der metallischen Elektrodenschicht aufgebracht werden.
Weitere Vorteile, Merkmale sowie besondere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.
In der Zeichnung ist in einer schematischen Figur ein Schnitt durch eine Anzeigevorrichtung nach der Erfindung dargestellt.
In der Figur ist mit 1 ein Flüssigkristall bezeichnet, welcher von einem Betrachter 2 aus gesehen zwischen einer frontseitigen 3 und einer dazu parallelen rückseitigen Trägerplatte 4 eingeschlossen ist. Die Trägerplatten 3, 4 sind durchsichtig und vorzugsweise aus Glas. Vor der frontseitigen Trägerplatte 3 ist ein Polarisator 5 angeordnet. Der Polarisator 5 kann ein Linear- aber auch ein Zirkularpolarisator sein. Die Trägerplatten 3,4 sind auf ihren einander zugewandten Seiten mit Elektrodenschichten versehen. Die Elektrodenschicht auf der frontseitigen Trägerplatte 3 ist mit 6 bezeichnet. Sie ist durchsichtig und besteht beispielsweise aus Jn203 oder SnO.
Die Elektrodenschicht auf der rückseitigen Trägerplatte 4 ist mit 7 bezeichnet. Sie ist metallisch und vorzugsweise aus Aluminium. Beide Elektrodenschichten 6, 7 können in mehrere Elektrodenschichtsegmente unterteilt sein, zur Bildung einer Matrixanzeige z.B. in parallele Streifen. In der Figur ist die Elektrodenschicht 6 als Beispiel einer solchen Unterteilung in Elektrodenschichtsegmente 6. lund 6.2 unterteilt. Auf der
rückseitigen Trägerplatte 4 ist eine Reflexionsschicht 8 aufgebracht. Die Reflexionsschicht 8 ist vom Betrachter 2 aus gesehen vor der metallischen Elektrodenschicht 7 angeordnet und überdeckt diese vollständig. Die Reflexionsschicht 8 besteht im wesentlichen aus einem Bindemittel, in welchem Metallschuppen eingebettet sind. Eine der Metallschuppen ist stellvertretend für alle anderen in der Figur dargestellten Metallschuppen mit 8.1 bezeichnet. Die Reflexionsschicht 8 streut von vorn, d.h. vom Betrachter 2 aus in die Anzeigevorrichtung einfallendes Licht diffus zurück. Als Material für das Bindemittel der Reflexionsschicht 8 kommt Gd203 aber auch Si02, TiO, Ti02, Zr02, Al203, Ce0 oder MgO in Frage. Die Metallschuppen sind vorzugsweise oberflächlich oxidierte Aluminiumpigmente von einigen ,um Grösse.
Die metallische Elektrodenschicht auf der rückseitigen Trägerplatte 4 ist oberflächlich, d.h. auf ihrer der Reflexionsschicht 8 zugewandten Seite, mit einer Oxydschicht 9 versehen. Das Oxyd der Oxydschicht 9 ist vorzugsweise das Oxyd der darunterliegenden metallischen Elektrodenschicht 7 beispielsweise Al203. Die Dicke dieser Oxydschicht 9 ist grösser als die Dicke jener Oxydschicht, welche sich bei Normalbedingungen an Luft auf der Oberfläche der metallischen Rückelektrode 7 von selbst ausbildet. Letztere beträgt bei Aluminium erfahrungsgemäss nicht mehr als 0,01 llm. Die Dicke der Oxydschicht 9 sollte im Bereich zwischen 30% und 70% der Dicke der metallischen Elektrodenschicht 7, vorzugsweise bei 50% liegen. Die Dicke der metallischen Elektrodenschicht 7 beträgt in der Regel zwischen 0,2 und 1 m.
Die Oxydschicht 9 wirkt als harte, elektrisch nicht leitende Schutzschicht zwischen der Reflexionsschicht 8 und der metallischen Elektrodenschicht 7. Im Metalloxyd der Reflexionsschicht 8 nicht vollständig eingebettete, aus dieser hervorstehende Metallschuppen - eine solche Metallschuppe ist in der Figur mit 8.1.1 bezeichnet - können diese Schutzschicht 9 nicht durchdringen und in elektrischen Kontakt mit der metallischen Elektrodenschicht 7 treten. Insofern können Metallschuppen 8.1.1 auch keinen Kurzschluss zwischen den Elektrodenschichten 6 und 7 beider Trägerplatten 3 und 4 verursachen.
Als Flüssigkristall 1 eignet sich vornehmlich ein nematischer Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie, welcher im feldfreien Zustand zwischen den Elektrodenschichten 6, 7 homöotrop orientiert ist. Ein solcher Flüssigkristall weist eine besonders für grossflächige Matrixanzeigen vorteilhafte steile Schaltkennlinie auf. Die homöotrope Orientierung des Flüssigkristalls 1 wird durch an ihn angrenzende, in der Figur nicht dargestellte Orientierungsschichten verursacht. Auch weitere für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht notwendige Merkmale der Anzeigevorrichtung, wie z.B. eine Viertelwellenschicht oder die Spannungsversorgung und Ansteuerung der Elektrodenschichten 6, 7 sind in der Figur nicht dargestellt.
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PATENT CLAIMS
1. Display device with a front (3) and a parallel backing plate (4), with a liquid crystal 1 between the two plates (3,4), with a polarizer (5) in front of the front plate (3), with a transparent electrode layer (6) on the side of the front carrier plate (3) facing the rear carrier plate 4, with a metallic electrode layer (7) on the side of the rear carrier plate (4) facing the front carrier plate (3) and with a reflective layer having metal scales (8.1) (8) on the rear carrier plate (4) and its electrode layer (7), characterized in that
that the metallic electrode layer (7) on the rear carrier plate (4) on its side facing the reflection layer (8) is provided with an oxide layer (9) and the thickness of this oxide layer (9) is greater than the thickness of the oxide layer which is at Forms normal conditions in air by itself.
2. Display device according to claim 1, characterized in that the oxide layer (9) has a thickness in the range between 30% and 70% of the thickness of the metallic electrode layer (7) on the rear carrier plate (4).
3. Display device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the oxide layer (9) has a thickness of 50% of the thickness of the metallic electrode layer (7) on the rear carrier plate (4).
4. Display device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the metallic electrode layer (7) on the rear carrier plate (4) has a thickness in the range between 0.2 pm and 1 11.
5. Display device according to one of claims 1 to 4, characterized in that aluminum is used as material for the metallic electrode layer (7) on the rear carrier plate (4).
6. Display device according to one of claims 1 to 5, characterized in that A1203 is used as the material for the oxide layer (9).
7. Display device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a material mixed with aluminum flakes, in particular Gd203 or Si 02, TiO, Ti02, Zr02, A103, Ce0 or MqO, is blown as the material for the reflection layer (8).
8. Display device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the liquid crystal (1) is nematic, has a dielectric negative anisotropy and is oriented in a field-free state between the electrode layers (6, 7) homeotropically.
9. Display device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the electrode layers (6, 7) of both carrier plates are subdivided into electrode layer segments (6.1, 6.2) which preferably form a matrix display.
10. A method for producing a display device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the oxide layer (9) on the metallic electrode layer (7) of the rear carrier plate (4) is produced by anodic oxidation.
The invention relates to a display device according to the preamble of claim 1 and a method for its production.
Such a display device is known, for example, from DE-OS 28 56 170. In the known display device, metal scales that are not completely embedded in the reflection layer and protrude from it can cause short-circuits between the electrode layers of the two carrier plates or, if these are segmented, between individual opposite electrode layer segments come. In the area of the short-circuited electrode layers or electrode layer segments, the display device cannot be activated and is inactive. The likelihood of such defects occurring increases with the size of the display area. With classified ads, such as those used for watches, short-circuit display devices can still be sorted out during production.
In the case of large-area display devices, such as those used for computer screens, sorting them out would result in an excessively large and economically unacceptable scrap.
The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in the claims, solves the problem of developing a display device of the type mentioned at the outset such that short circuits between the electrode layers caused by metal flakes, or
their segments, can be safely avoided.
The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the oxide layer applied to the metallic electrode layer of the rear carrier plate acts as a hard, electrically insulating protective layer, even with a small layer thickness, which the metal scales cannot penetrate. The metal scales cannot therefore come into electrical contact with the metallic electrode layer. Short circuits between the metallic electrode layer on the rear carrier plate and the electrode layer on the front carrier plate are thereby reliably avoided. Another advantage of the invention is that the oxide layer can be applied to the metallic electrode layer in a technically simple manner, which is suitable for large-scale production and is therefore also economical.
Electrochemical processes such as anodic oxidation are particularly suitable as production processes. The oxide layer can be applied with a selectable layer thickness, evenly and covering the entire surface, without holes and imperfections on the metallic electrode layer.
Further advantages, features and special embodiments of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment, reference being made to the attached drawing.
In the drawing, a section through a display device according to the invention is shown in a schematic figure.
In the figure, 1 denotes a liquid crystal, which, viewed from an observer 2, is enclosed between a front-side 3 and a rear-side carrier plate 4 parallel to it. The carrier plates 3, 4 are transparent and preferably made of glass. A polarizer 5 is arranged in front of the carrier plate 3 on the front. The polarizer 5 can be a linear but also a circular polarizer. The carrier plates 3, 4 are provided with electrode layers on their mutually facing sides. The electrode layer on the front carrier plate 3 is designated by 6. It is transparent and consists for example of Jn203 or SnO.
The electrode layer on the rear carrier plate 4 is designated by 7. It is metallic and preferably made of aluminum. Both electrode layers 6, 7 can be divided into several electrode layer segments, e.g. to form a matrix display in parallel strips. In the figure, the electrode layer 6 is divided as an example of such a subdivision into electrode layer segments 6.1 and 6.2. On the
a reflective layer 8 is applied on the rear carrier plate 4. The reflection layer 8 is seen from the viewer 2 in front of the metallic electrode layer 7 and covers it completely. The reflection layer 8 consists essentially of a binder in which metal scales are embedded. One of the metal scales is designated 8.1 for all other metal scales shown in the figure. The reflective layer 8 scatters from the front, i.e. light falling back into the display device from the viewer 2 diffusely. Gd203 but also Si02, TiO, Ti02, Zr02, Al203, Ce0 or MgO can be used as the material for the binder of the reflection layer 8. The metal flakes are preferably surface oxidized aluminum pigments of a few to size.
The metallic electrode layer on the back carrier plate 4 is superficial, i.e. provided on its side facing the reflection layer 8 with an oxide layer 9. The oxide of the oxide layer 9 is preferably the oxide of the underlying metallic electrode layer 7, for example Al203. The thickness of this oxide layer 9 is greater than the thickness of that oxide layer which forms itself on the surface of the metallic back electrode 7 in normal air conditions. Experience has shown that the latter is no more than 0.01 llm for aluminum. The thickness of the oxide layer 9 should be in the range between 30% and 70% of the thickness of the metallic electrode layer 7, preferably 50%. The thickness of the metallic electrode layer 7 is generally between 0.2 and 1 m.
The oxide layer 9 acts as a hard, electrically non-conductive protective layer between the reflective layer 8 and the metallic electrode layer 7. Metal flakes which do not fully embedded in the metal oxide of the reflective layer 8 and protrude therefrom - such a metal flake is denoted in the figure with 8.1.1 - can do this Do not penetrate protective layer 9 and come into electrical contact with the metallic electrode layer 7. In this respect, metal scales 8.1.1 cannot cause a short circuit between the electrode layers 6 and 7 of both carrier plates 3 and 4.
Suitable as liquid crystal 1 is primarily a nematic liquid crystal with a negative dielectric anisotropy, which is oriented homeotropically between the electrode layers 6, 7 in the field-free state. Such a liquid crystal has a steep switching characteristic which is particularly advantageous for large-area matrix displays. The homeotropic orientation of the liquid crystal 1 is caused by adjacent orientation layers not shown in the figure. Other features of the display device that are not necessary for the direct understanding of the invention, such as a quarter-wave layer or the voltage supply and control of the electrode layers 6, 7 are not shown in the figure.