DE2037676B2

DE2037676B2 - Anzeigeschirm mit einer fluessigkeristallschicht sowie verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2037676B2
Application number: DE19702037676
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl.-Phys. 8000 München Greubel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-07-29
Filing date: 1970-07-29
Publication date: 1973-04-12
Also published as: GB1326685A; LU63620A1; DE2037676A1; US3725899A; SE372125B; FR2099366A5; CH532303A; NL7110199A; BE770676A

Description

a) die isolierende Mittelschicht (11), die aus fotoempfindlichem Material besteht, wird auf die Keramikschicht (1) aufgewalzt,

b) die fotoempfindliche Isolierschicht (11) wird an den Rasterpunkten (5) belichtet und Löcher an den belichteten Stellen geätzt,

c) die Mittelelektroden (28) werden auf die Isolierschicht aufgedampft.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige von Daten auf einem Bildschirm mit Flüssigkristallen, deren Lichtstreuverhalten bzw. deren Transparenz durch Anlegen eines elektrischen Feldes steuerbar ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Die Möglichkeit, das Liclustreuverhalten bzw. die Transparenz einer dünnen nematischen Flüssigkristallschicht durch Anlegen eines elektrischen Feldes

(11) angeordnet ist, daß auf der Außenseite der 65 zu steuern, wie es z. B. "aus Proc. IEEE. 56, S. 1162 Keramikschicht (1) die ^-Leiterbahnen (X), auf bis 1171 bekannt ist, hat die Realisierung eines der der Isolierschicht (11) zugewendeten Seite der flachen Anzeigeschirms sehr aussichtsreich erscheinen Keramikschicht (1) die Y-Leiterbahnen (Y) auge- lassen. Aus technologischen Gründen wird zur Steue-

iung eines solchen Anzeigeschirmes eine matrixförmige Leiterbahnanordnung (Punktraster) verwendet. Bei allen matrixförmigen Auswahlverfahren treten jedoch prinzipiell unvermeidbar neben der gewünschten Maximalspannung an den durch eine X- und eine y-Leiterbahnelektrode ausgewählten Rastf-rpunkt gleichzeitig an vielen anderen Rasterpunkten Spannungen auf die eine Größe bis zur halben Maximalspannung besitzen. Diese Störspannungen bringen den Anzeigeschirm an unerwünschten Stellen zum »Leuchten«, da bei den bisher bekannten Flüssigkristallschichten der Zusammenhang zwischen Feldstärke und Transparenz praktisch kein Schwellwertverhalten zeigt. Um dieses Problem zu lösen, sind Versuche aus Proc. IEEE, Februar 1969, S. 52, bekanntgeworden, bei denen jeder Rasterpunkt mit einer zusätzlichen, auf die Steuerspannung ansprechenden Schwelle versehen wurde, indem jedem Rasterpunkt ein oder zwei Dioden in integrierter Technik zugeordnet wurden. Diese Versuche versprechen aber wegen der zu großen technologischen Schwierigkeiten, wegen der dabei erzielten schlechten Ausbeute und wegen der ungünstigen Streuung der Eigenschaften wenig Aussicht auf Erfolg. Ein weiteres Problem, das bei der Ansteuerung von Flüssigkristallelementen auftritt, besteht darin, daß die Erregungszeit der Flüssigkristalle relativ groß ist. weshalb ein schnelles Schreiben auf dem Bildschirm bisher nur mit großem Aufwand möglich und dadurch auch das Bildvolumen sehr beschränkt ist.

Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, auf eine technisch einfach realisierbare Weise die Anzeige-Rasterelemente eines Flüssigkristallschirmes mit einer Ansprechschwelle zu versehen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, sowohl ein schnelles als auch ein langsames Einschreiben von Zeichen auf dem Bildschirm mit Flüssigkristallen zu ermöglichen.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch mindestens eine Schicht aus ferroelektrischem Keramikmaterial, vorzugsweise aus Blei-Zirkonat-Titanat-Keramikmaterial, die parallel zur Flüssigkristallschicht angeordnet ist und die eine variable, durch die Größe des angelegten Feldes steuerbare Kapazität darstellt.

Durch Ausnutzung der Tatsache, daß die Kapazität einer ferroelektrischen Keramikschicht spannungsabhängig ist, wird eine Spannungs-Ansprechschwelle der Flüssigkristallelemente erzeugt.

Eine Ausfünrungsform, die ein langsames Schreiben auf der Vorrichtung zur Anzeige von Daten erlaubt, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm aus einer Schicht aus ferroelektrischem Keramikmaterial und einer Schicht aus Flüssigkristallen aufgebaut ist, daß zwischen diesen beiden Schichten pro Rasterelement eine Mittelelektrode angeordnet ist und daß auf einer Außenseite dieser Doppelschicht sich die waagerecht angeordneten .^-Leiterbahnen, auf der zweiten Außenseite sich die senkrecht angeordneten Y-Leiterbahnen befinden.

Eine weitere Ausführungsform, die ein schnelles Einschreiben in die Vorrichtung zur Anzeige von Daten gestattet, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schicht aus ferroelektrischem Keramikmaterial und der Schicht aus Flüssigkristallen eine Isolierschicht angeordnet '«t, daß auf der Außenseite der Keramikschicht die ^-Leiterbahnen, auf der der Isolierschicht zugewendeten Seite die Y-Leiterbahnen angeordnet sind, daß sich an jedem Kreuzungspunkt der X- und der Y-Leiterbahnen auf der Y-Leiterseite tier Keramikschicht ein Elektrodenfleck befindet, der von den Y-Leiterbahnen isoliert ist und elektrisch mit je einem Elektrodenfleck auf der an die Isolierschicht angrenzenden Seite der Flüssigkristallschicht verbunden ist und daß auf der Außenseite der Flüssigkristallschichc eine für alle Rasterelemente gemeinsame Vorderelektrode angeordnet ist

ίο Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß auf technisch einfach realisierbare Weise die für einen mit einer Elektrodenmatrix gesteuerten Anzeigeschirrn mit Flüssigkristallen notwendigen Schaltschwellen erzeugt werden.

Damit erhält man einen Anzeigeschirm, auf dem die Daten je nach Ausführungsform schnell und langsam geschrieben werden können, der lichtstark ist und dessen Bildkontrast weitgehend unabhängig von den Lichtverhältnissen der Umgebung ist, der wenig Leistung verbraucht, mit relativ geringer Spannung gesteuert werden kann, der ohne großen Aufwand herstellbar ist und eine lange Lebensdaui r besitzt. Weitere Vorteile sind an Hand von Austüiirungsbeispielen aufgezeigt, die in den Figuren dargestellt und im folgenden näher beschrieben sind. Es zeigt

F i g. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Anzeigeschirmes zum langsamen Einschreiben,

F i g. 2 das Ersatzschaltbild für ein Rasterelement eines Bildschirmes zum langsamen Einschreiben,

F i g. 3 den Verlauf der Hysteresiskurve des verwendeten ferroelektrischen Keramikmaterials bei Betrieb ohne Vorspannung und bei unterschiedlichen Spannungsamplituden,

F i g. 4 den Verlauf der Spannung an der Flüssigkristallschicht,

F i g. 5 den Verlauf der Hysteresiskurve des verwendeten ferroelektrischen Keramikmaterials bei Betrieb mit Vorspannung und unterschiedlichen Spanmuigsamplituden,

F i g. 6 Schaltung zum Ansteuern der Rasterelemcnte eines Bildschirms zum langsamen Einschreiben,

Fig. 7 ein Rasterelement eines Bildschirmes im Querschnitt zum langsamen Einschreiben,

Fig. 8 prinzipiellen Aufbau eines Anzeigeschirms zum schnellen Einschreiben,

Fig. 9 das Ersatzschaltbild eines Rasterelementes eines Anzeigeschirms zum schnellen Einschreiben,
Fig. 10 den Verlauf der Hysteresiskurve des ver-

wendeten ferroelektrischen Keramikmaterials beim schnellen Einschreiben,

F i g. 11 Schnitt durch ein Rasterelement eines Anzeigeschirms zum schnellen Einschreiben.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines An-

zeigeschirmes mit einer Flüssigkristallschicht dargestellt, der ein langsames Einschreiben der Daten ermöglicht. Der Bildschirm besteht aus einer Schicht 1 aus luiroelektrischcm Keramikmaterial und aus einer zu dieser parallel angeordneten Schicht 2 aus Flüssig-

krislallen. In Fig. Γ ist die Keramikschicht größer dargestellt, um eine übersichtlichere Darstellung zu erreichen. Diese Doppelschicht 1, 2 trägt an ihren Außenseiten die X- und die K-Leiterbahnen. Jeder Kreuzungspunkt einer X-Leiterbahn X und einer

Y-Leiterbahn Y stellt einen Rasterpunkt 5 des Bildschirms dar. An jedem Rasterpunkt 5 ist zwischen der Keramikschicht 1 und der Flüssigkristallschicht 2 eine Mittelelektrode 6 angeordnet.

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Von den bisher bekannten ferroelektrischen Kera- den Flüssigkristallelementen 2 dargestellt. Diese

mikmaterialien eignet sich bei dieser Anwendung Kurve weist eine Diodencharakteristik auf, die um

am besten ein Blei-Zirkonat-Titanat-Keramikmate- so ausgeprägter ist, je mehr sich die Hysteresiskurve

rial. Dieses ist bei polierter Oberfläche bis zu einer einer »Rechteckform« nähert. Wie aus dem Verlauf

Dicke von etwa 60 μ durchsichtig und bei einer 5 dieser Kurve hervorgeht, lassen sich die an der

Dicke bis zu einigen 100 μ durchscheinend. Die Leiterbahnmatrix auftretenden Störspannungen un-

Keramikmaterialien lassen sich leicht und billig auch wirksam machen. Hier ist noch zu erwähnen, daß.

in großen Flächen herstellen, sind mechanisch stabil je mehr sich die Hysteresisschleife der idealen Recht-

und wenig feuchtigkeitsempfindlich. Die elektrischen eckform annähert, man die Bedingung, daß die Ka-

Eigenschaften sind für diese Anwendung genügend 10 pazität CFK der Flüssigkristallelemente 2 viel größer

temperaturunabhängig. £s lassen sich mit den Kera- sein muß als die Kapazität CFE eines Keramik-

mikmaterialien, insbesondere mit dem Blei-Zirkonat- elemente;, 1, lockern kann und dennoch eine aus-

Titanat-Keramikmaterial Hysteresiskurven erzielen, reichende Diodencharakteristik erhält. Eine durch

deren Verlauf einer Rechteckkurve sehr nahe kommt. einen Schreibimpuls aufgeladene Kapazität CFK der

Die Alterungserscheinungen sind sehr gering. Der 15 Flüssigkristallelemente 2 soll sich in einer Zeit von

spezifische Widerstand dieser Keramikmaterialien ist der Größenordnung der Erregungszeit des Flüssig-

sehr hoch und durch entsprechende chemische Dotie- kristalls 2, deren Minimum bei den bisher bekann-

rung manipulierbar. Im Zusammenhang mit dieser ten Flüssigkristall bei etwa 0,1 ms liegt, nicht

Anwendung der Keramikmaterialien ist noch wichtig, wesentlich entladen, um die Steuerspannungen mög-

daß sich Ubersprecheffekte zwischen benachbarten 20 liehst klein zu halten. Daher ist vorgesehen, daß bei

Keramikelementen erst bemerkbar machen, wenn der jeder Bildwiederholung sich das Vorzeichen der

Elektrodenabstand kleiner als 50 μ wird. Durch ent- Schreibimpulse ändert und so die Hysteresisschleife

sprechende Dimensionierung werden diese Rand- jeweils zur Hälfte durchlaufen wird, und zwar ab-

effekte an den Elektroden (Streukapazitäten) klein wechselnd einmal in der einen und dann in der ande-

gehalten, da diese sonst zum Ansteigen der Koerzitiv- 25 ren Hälfte. Andererseits sind Flüssigkristalle mit

feldstärke und zum Abnehmen der »Rechteckigkeit« einem möglichst hohen ohmschen Widerstand ver-

der Hysteresiskurven führen. wendet, damit d^;e Selbstentladung der Kapazitäten

Das elektrische Ersatzschaltbild eines Rasterpunk- CFK möglichst verzögert wird.

tes 5 des in F i g. 1 dargestellten Bildschirms ist in Da der spezifische Widerstand der in Betracht ge-

F i g. 2 aufgezeigt. Das Ersatzschaltbild besteht aus 30 zogenen ferroelektrischen Keramikmaterialien 1 um

der Hintereinanderschaltung der Kapazität CFE eines mehrere Größenordnungen höher liegt als derjenige

ferroelektrischen Keramikelementes 1 und der Kapa- der Flüssigkristalle 2, kann die oben beschriebene

zität CFK eines Flüssigkristallelementes 2. Legt man Anordnung auch mit einer Vorspannung UV betrie-

an diese Reihenschaltung eine Wechselspannung, ben werden, indem an die Hintereinanderschaltung

dann ist die Spannung an der Kapazität CFK des ₃₅ der Kapazitäten CFE, CFK eine Gleichspannung UV

Flüssigkristallelementes 2 proportional zur Ladung angelegt wird, die dann praktisch vollständig an

QFE der Kapazität CFE des Keramikelementes 1, einem Keramikelement 1 liegt. Die Vorspannung UV

da die Ladungen beider Kondensatoren CFE, CFE ist so gewählt, daß sich die Keramikelemente 1 in

immer gleich sind. Die Kapazität CFK eines Flüssig- ihrem Ausgangszustand in der Sättigung befinden,

kristallelemenlcs 2 ist um vieles größer als die Kapa- 40 Die Schreibimpulse sind jetzt Gleichspannungs-

zität CFE eines Keramikelementes 1, so daß eine impulse von umgekehrtem Vorzeichen wie das der

angelegte Spannung U praktisch ganz an der Kapa- Vorspannung UV.

zität CFE des Keramikelementes 1 liegt. Auf diese In F i g. 5 sind dit Hysteresiskurven der Keramik-

Kapazitätsverhältnisse, insbesondere auf deren tech- elemente 1 aufgezeigt, die bei Vorspannung UV und

nische Verwirklichung wird später näher eingegan- 45 Gleichspannungsimpulsen verschiedener Amplituden

gen. Beim Anlegen e^:-er Wechselspannung ist dann durchlaufen werden. Im Ausgangszustand befinden

die Spannungsänderung U an der Kapazität CFK sich die Keramikelemente 1 jeweils in der Sättigung,

eines Flüssigkristallelementes 2 proportional zur je- wie in Fig. 5 durch den Punkt P gekennzeichnet,

weiligen Änderung der elektrischen Verschiebungs- Bei dem Betrieb mit einer Vorspannung UV kann

dichte D des Keramikclementes 1. 50 einerseits, falls es aus anderen Gründen notwendig

In Fig. 3 ist die Hysteresiskurve eines Keramik- wird, ein Keramikmaterial mit einem nicht ausgeelcmentes 1 aufgezeigt, die einen nahezu rechteckigen prägt rechteckigen Verlauf der Hysteresiskurve verVerlauf besitzt. Beim Anlegen einer Wechselspan- wendet werden, und man kann trotzdem eine gegennung mit der Amplitude U an die oben beschriebene über dem Wechselspannungsbetrieb verbesserte Reihenschaltung der Kapazitäten CFE, CFK wird 55 Diodencharakteristik erhalten, andererseits kann dann die große Schleife SG. beim Anlegen einer man mit einer genügend rechteckigen Hysteresis-Wcchscispannung mit der Amplitude U/2 wird die schleife durch Variationen der Impulsamplituden kleine Schleife SK, die in F i g. 3 gestrichelt dar- auch eine Skala von Helligkeitswertcn der Anzeigegestellt ist, durchlaufen. Der anfängliche Polari- elemente erreichen.

sationszustand der Keramikelcmcnte 1 sei in beiden 60 In der F i g. b ist eine Schaltungsanordnung zum

Fällen DO. Die maximalen Spannungen UFK1, Ansteuern der Rasterpunkte 5 eines Anzeigochirmes

UFK2 an den Flüssigkristallelementen 2 bei beiden dargestellt, der mit einer Vorspannung UV betrieben

Umläufen verhalten sich wie die beiden Änderungen wird .snd der sich für das langsame Einschreiben der

der Vcrschicbungsdichte Dl zu D 2 der Keramik- Daten auf dem Schirm eignet. Die Y- und Y-Leiter-

elemcnte 1 zueinander. 65 bahnen X, Y sind über Hntkopplungsdiodcn D sehr

In Fig. 4 ist der Zusammenhang zwischen der an kleiner Kapazität an eine Glcichspannungsquelle UV der oben beschriebenen Reihenschaltung angelegten angeschlossen. Die Widerstände R sind sehr hochspannung U und der Spannungsamplitude UFK an ohmig und dienen unter anderem dazu, ein zu

rasches Entladen der Kapazitäten CFE, CFK zu verhindern. Der Impulsschalter IS, der bei Betrieb mit Vorspannung UV nur Impulse einer Polarität zu schalten hat, muß einen, sehr hohen Sperrwiderstand besitzen. Ein schematischer Impulsschaltkreis SK ist in der F i g. 6 gestrichelt dargestellt.

Bei der Schaltungsanordnung zum Ansteuern der Rasterpunkte 5 eines Anzeigeschirmes, der ohne Vorspannung betrieben wird, muß der Impulsschalter IS, wie oben beschrieben, Impulse wechselnder Polarität schalten.

F i g. 7 zeigt den Querschnitt eines Rasterelementes 5 eines Anzeigeschirmes, auf dem langsam eingeschrieben wird. Da die effektive Dielektrizitätskonstante der Keramikschicht 1 in jedem Fall größer ist als die Dielektrizitätskonstante der Flüssigkristalle 2 und da man die Dicke der Keramikschicht 1 möglichst klein halten muß, um die Steuer-' impulse UE klein zu halten, sind erfindungsgemäß zur Erfüllung der Kapazitätsbedingungen die zu einem Rasterelement 5 gehörigen Elektrodenflächen auf der Keramikschicht 1 kleiner als die auf der Flüssigkristallschicht 2 ausgeführt. Zu diesem Zweck ist zwischen der Keramikschicht 1 und der Flüssigkristallschicht 2 eine dünne Isolierschicht 11 angeordnet. In dieser Isolationsschicht 11 befindet sich an jedem Rasterpunkt 5 ein kreisförmiges Loch 12. dessen Durchmesser gleich der Breite der Spaltenelektrode 13 auf der Außenseite der Keramikschicht 1 ist. Zentrisch zu diesen Löchern. 12 sind die ζ. Β kreisförmigen Mitteielektroden ό aufgedampft. In dieses Loch 12 in der Isolationsschicht 11 reichen zylindrische Ausbuchtungen 15 der Flüssigkristallschicht 2. An diesen Stellen kann die Flüssigkristallschicht 2 wegen der zu großen Schichtdicke nicht erregt werden, was aber wegen des sehr kleinen Lochdurchmessers nicht stört. Die Zeilenelektrode 4 auf der Außenseite der Flüssigkristallschicht 2 hat eine Breite von der Größe des Durchmessers der Mittelel.ektrode 6. Um die Kapazitätsbedingungen zu erfüllen, ist die Breite der Spaltenelektrode 3 kleiner ausgeführt als die Breite der Zeilenelektrode 4.

Das Prinzip eines Anzeigeschirmes. der ein schnelles Einschreiben ermöglicht, sei an Hand der Fig. 8 erläutert. Auf der Außenseite der Keramikschicht 1 sind die A'-Leiterbahnen X, auf der anderen Seite die Y-Leiterbahnen Y angeordnet An jedem Kreuzungspunkt 21 einer A'-Leiterbahn X und einer Y-Leiterbahn Y befindet sich auf der y-Leiterseite der Keramikschicht 1 je Rasterpunkt 5 ein sehr kleiner, von der jeweiligen Y-Leiterbahn Y elektrisch isolierter Elektrodenfleck 22. Diesem Elektrodenfleck 22 gegenüber befindet sich auf der Rückseite der Flüssigkristallschicht 2 ein entsprechender Elektrodenfleck 23, die beide elektrisch miteinander verbunden sind. Auf der Vorderseite 25 trägt die Flüssigkristallschicht 2 eine einheitliche transparente Vorderelektrode 26.

In Fig. 9 ist das Ersatzschaltbild eines Rasterelementes eines Anzeigeschirmes aufgezeigt, der ein schnelles Einschreiben erlaubt. In dieser Fig. 9 ist die Kapazität eines Keramikelementes 1 zwischen den X- und den Y-Leiterbahnelektroden 13, 14 mit CFE, die Kapazität eines Keramikelementes 1 einer .Sf-Leiterbahne'.ektrode 14 und einem Elektrodenfleck 22 mit CA, die Kapazität eines Flüssigkristallelementes 2 zwischen einem Elektrodenfleck 23 und der Vorderelektrode 26 mit CFK und die Kapazität zwischen einem Elektrodenfieck 22 und der zugehörigen Y-Leiterbahnelektrode 13 mit CK bezeichnet. Die Keramikelemente 1 aller Rasterpunkte 5 befinden sich zu Beginn des Schreibens auf dem Bildschirm im gleichen Polarisationszustand, der in Fig. 10 durch Punkt R1 gekennzeichnet ist. An die Zeilenelektroden 14 und Spaltenelektroden 13 der Rasterpunkte, die erregt werden sollen, wird nun ein negativer Gleichspannungsimpuls i/l gelegt, der die Keramik -

ip elemente in eine Remanenzlage R₂ steuert. Auf diese Weise werden die Informationen schnell in die Keramikschicht 1 eingeschrieben, da sich das Keramikmaterial leicht und in sehr kurzer Zeit — Größenordnung Ii — polarisieren läßt. Zwischen allen Zeilenelektroden X und der einheitlichen Vorderelektrode /.6 auf der Flüssigkristallschicht 2 liegt eine Stromquelle Q, die periodisch Spannungsimpulse abgibt. Durch entsprechende Dimensionierung der Kapazitäten CFE, CFK, CK, CA erreicht man, daß diese Erregungsimpulse an den Rasterelementen, deren Keramikelemente 1 sich im Zustand R1 befinden, also nicht erregt werden sollen, praktisch ganz an der Keramikschicht 1 liegen, an den Rasterelementen, die erregt werden sollen und sich im Zustand R 2 befinden, aber praktisch ganz an der Flüssigkristallschicht 2 liegen. Durch einen Spannungsimpuls der Quelle Q werden die Keramikelemente 1, die sich im Zustand R 2 befinden, in die entgegengesetzte Remanenzlage R1 umgeklappt. Dadurch wird die in der Keramikschichi 1 gespeicherte Information zerstört, aber gleichzeitig werden die betreffenden Flüssigkristallelemente 2 erregt. Die Informationen werden also schnell in die Keramikschicht 1 eingeschrieben, da zwischengespeichert, und mit einem Spannungsimpuls der Quelle Q. der zwischen der einheitlichen Vorderelektrode 26 und allen Zeilenelektroden anliegt, wird der jeweilige gesamte Bildinhalt durch die Flüssigkristallschicht sichtbar gemacht. Diese Vorgänge wiederholen sich schnell, solange die Informationen am Anzeigeschirm angezeigt werden sollen.

In Fig. 11 ist ein Schnitt durch ein Rasterelement eines Anzeigeschirmes dargestellt, der ein schnelles Schreiben der Daten ermöglicht. Zwischen der Keramikschicht 1 und der Flüssigkristallschicht 2 ist eine Isolierschicht 11 angeordnet. Auf der Außenseite der Keramikschicht 1 befinden sich die Zeilenelektroden 14 und zwischen der Keramikschicht 1 und der Isolierschicht 11 die Spaltenelektroden 13. Die Spaltenelektroden 13 besitzen an jedem Rasterpunkt eine z. B. kreisförmige Aussparung 35. Die Isolierschicht 11 weist an jedem Rasterpunkt ein z. B. kreisförmiges Loch 26 auf, in das eine zylinderförmige Ausbuchtung 37 der Flüssigkristallschicht 2 reicht. Die in F i g. 8 dargestellten und oben beschriebenen Elektrodenflecke 22, 23 sind vorteilhafterweise zu der kreisförmigen, in F i g. 11 dar gestellten Abfrageelektrode zusammengefaßt Auf der der Isolierschicht 11 zugewendeten Seite der Flüssigkristallschicht 2 ist die kreisförmige Abfrageelektrode 28 aufgedampft, die ihren Mittelpunkt hat in der zylinderförmigen Ausbuchtung 37 der Flüsägkristallschicht 2. Auf der Außenseite der Flüssigkristallschicht 2 befindet sich eine große gemeinsame, transparente Vorderelektrode 26.

Die Keramikschicht 1 muß bei den oben beschriebenen Anordnungen nicht aus einer einheitlichen, zusammenhängenden Schicht bestehen, sondern kann

aus einzelnen Teilstücken zusammengesetzt sein. Die Fugen zwischen den Teilstücken sind mit einer Isolierschicht ausgefüllt.

Die oben beschriebenen Vorrichtungen zur Anzeige von Daten können sowohl in Transmission als auch in Reflexion betrieben werden. Beim Transmissionsbetrieb, bei dem sich die Lichtquelle hinter dem Bildschirm befindet, sind alle Elektroden und Zwischenschichten aus transparentem Material, z. B. SnO₂, beim Reflexionsbetrieb, bei dem sich die Lichtquelle vor dem Bildschirm befindet, sind die Mittelelektroden bzw. Abfrageelektroden aus einem Material mit spiegelnder Oberfläche, vorzugsweise aus Aluminium oder Nickel gefertigt.

Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet es an

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sich, bekannte gefärbte Flüssigkristalle zu verwenden. Auf diese Weise lassen sich farbige Bilder erzeugen. Darüber hinaus können vorteilhaft Flüssigkristalle verwendet werden, die einen Speichereffekt aufweisen.

Die Herstellung der Rasterelemente des Anzeigeschirmes erfolgt vorteilhafterweise so, daß als Zwischenschicht 11 eine hochisolierende, aus fotoempfindlichem Material bestehende Folie verwendet wird.

ίο die auf der Keramikschicht 1 aufgewalzt wird. An den Rasterpunkten 5 wird diese Isolierschicht belichtet und Löcher an den belichteten Stellen ausgeätzt. Anschließend werden die kreisförmigen Mittelelektroden 28 auf die Isolierschicht 11 bzw. in die zylinderförmigen Ausbuchtungen 37 gedampft.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anzeige von Daten auf einem Bildschirm mit Flüssigkristallen, deren Lichtstreuverhalten bzw. deren Transparenz durch Anlegen eines elektrischen Feldes steuerbar ist.gekennzeichnetdurch mindestens eine Schicht (1) aus ferroelektrischem Keramikmaterial, vorzugsweise aus Blei-Zirkonat-Titanat- Keramikmaterial, die parallel zur Flüssigkristallschicht (2) angeordnet ist und die eine variable, durch die Größe des angelegten Feldes steuerbare Kapazität darstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm aufgebaut ist aus einer Schicht (1) aus ferroelektrischem Keramikmaterial und aus einer Schicht (2) aus Flüssigkristallen, daß zwischen diesen beiden Schichten (1, 2) pro Rasterelement (5) eine Mittelelektrode (6) angeordnet ist und daß auf einer Außenseite dieser Doppelschicht (1, 2) die A"-Leiterbahnen (A'), auf der zweiten Außenseite die Y-Leiterbahnen (Y) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Flüssigkristallschicht (2) und der Keramikschicht (1) eine Isolationsschicht (11) liegt, die an jedem Rasterpunkt (5) ein kreisförmiges Loch (12) aufweist, das einen Durchmesser von etwa der Breite der auf der Außenseite der Keramikschicht (1) angeordneten Spallenelektroden (3) besitzt und in das zylindrische Ausbuchtungen (15) der Flüssigkristallschicht (2) reichen, daß Mitielelektroden (6), die den Durchmesser der auf der Außenseite der Flüssigkristallschicht (2) angeordneten Zeilenelektmden (4) besitzen, die zylindrischen Ausbuchtungen (15) der Flüssigkristallschicht (2) umhüllen und zwischen der Isolierschicht (11) und der Flüssigkristallschicht (2) konzentrisch zu den Ausbuchtungen (15) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch elektronische Schalter (IS) mit großem Sperrwiderstand, über die Steuerimpulse in Form von Gleichspannungsimpulsen an die Spaltenelektroden (3) und Zeilenelektroden (4) angelegt werden, die bei jeder Bildwiederholung ihr Vorzeichen ändern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltenelektroden (3) und die Zeilenelektroden (4) eines Rasterelementes (5) über Entkopplungsdioden (D) an eine Gleichspannungsquelle U angeschlossen sind, die bewirkt, daß die Keramikelemente sich im Sättigungszustand befinden, und daß elektronische Schalter (SP) vorgesehen sind, über die den Spaltenelektroden (3) und den Zeilenelektroden (4) eines Rastcrelementes Steuerimpulse in Form von Gleichspannungsimpulsen zugeführt werden, die immer dasselbe Vorzeichen besitzen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schicht (1) aus fcnoeleklrischem Keramikmaterial und der Schicht (2) aus Flüssigkristallen eine Isolierschicht ordnet sind, daß sich an jedem Kreuzungspunkt der X- und der Y-Leiterbahnen (X, Y) auf der Y-Leiterbahnenseite der Keramikschicht (1) ein Elektrodenfleck (22) befindet, der von den Y-Leiterbahnen (Y) isoliert und elektrisch mit je einem Elektrodenfleck (23) auf der an die Isolierschicht (11) angrenzenden Seite der Flüssigkristallschicht (2) verbunden ist und daß auf der Außenseite der Flüssigkristallschicht (2) eine für alle Rasterelemente (15) gemeinsame Vorderelektrode (26) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Spaltenelektrode (13) mit einer zentrischen, kreisrunden Aussparung (35), eine kreisrunde Abfrageelektrode (28), die die zylinderförmige Ausbuchtung (37) der Flüssigkristall schicht (2), die in Löcher (36) der Isolierschicht (11) reichen, umhüllt und zwischen der Isolierschicht (11) und der Flüssigkristallschicht (2) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den A'-Leiterbahnen (A') und den Y-Leiterbahnen (Y) der Rasterpunkte, die erregt werden sollen, eine Gleichspannung anliegt, die die Keramikelemente in die eine Remanenzlage R 2 steuert, daß an allen Zeilenelektroden (14) und der einheitlichen Vorderelektrode (26) ein Gleichspannungsimpuls (Q) anliegt, der alle Keramikelemente, die sich in Λ 2 befinden, in die zweite Remanenzlage R1 steuert.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) aus ferroelektrischem Keramikmaterial aus einzelnen Teilstücken zusammengesetzt ist und daß die Fugen zwischen den Teilstücken mit Isoliermaterial ausgefüllt sind.

10. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: