DE2352583A1

DE2352583A1 - Elektroden fuer fluessigkristallbauelemente

Info

Publication number: DE2352583A1
Application number: DE19732352583
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Phys Biermann; Bernd Dipl Phys Brauer; Wolfgang Heidborn; Bernd Dipl Ing Monno; Klaus Prof Dipl Phys Thiessen
Original assignee: Werk fuer Fernsehelektronik GmbH
Current assignee: Werk fuer Fernsehelektronik GmbH
Priority date: 1972-11-06
Filing date: 1973-10-19
Publication date: 1974-05-16
Also published as: DD100605A1; FR2205700B1; US3892471A; FR2205700A1

Description

Elektroden für Flüssigkris£allbau@X©Bi©Eii@

Die Erfindung "betrifft die Gestaltung der Elektroden γόη Flüssigkristallbauelementeng bei denen die durch elektrisch® oder magnetische Felder beeinflußbaren optischen Eigenschaften von Flüssigkristallsubstanzen ₉ wie der dynamische Streueffekt _s die Inderimg der Doppelbrechung tow ο der optischen Aktivität, ■ zur Anzeige ¥on 'Ziffern _s Zeichen oder Symbolen ausgenutzt werden© Die Erfindung .betrifft insbesondere ein derartiges Bauelement größerer Abmessungen,,

llüssigkristallanzeigebauelamente bestehen grundsätzlich aus zwei sich in geringem Abstand ^meinender befindlichen Substratträgerplatten ₀ zwischen denen sich ©in© dünne Schicht eines? Flüssigkristallsubstang befindet_o M© dem Betrachter augewandt© Substratträgerplatte ist durchsichtige voszugsweis® aus Glas oder Kunststoff _s und mit einem ©beiaialls optisch transparentem leitfähigem Materialg beispielsweise Zina&ioxi&g b@schieh.tot. Diese Elektrode ist meist entsprechend dem darzustellendes, Zeichen oder Symbol strukturIaBt₉'wobei go&e feilfläch© üb@r Zuleitungen mit einer äußeren ^steuerschaltung verbunden ist. Die Rüekelektrode ₉ die entweder ebenfalls aus Zinndioxid oder aus einem anderen leitfähig©» Mat©riaX₀ beispielsweise Aluminium oder Silber a, welches in diesem lall gleichzeitig als Reflektor dient@ besteht₈ ist ebenfalls mit der äußeren ßpannungsquelle "verbundeno Je nach &©m₉ \ielche ÜSeilf lachen der ■ strukturierten Torderelektsoäe aag®steuert werden_δ wird durch Änderung der optischen Eigenschaften der llüssigkristall·- substanz eine Ziffer₈ ein Zeichen oder ein S;ymbol dargestellt. Beim Betrieb derartiger Bau©Xem6s,t© ist o®&Qß^ ^z^ be achten j daß mit zunehmender Iläch©nausdehnung der Elektroden die Ungleichmäßigkeiten des Streueffektes stark zunehmen, was eine unterschiedliche Helligkeit einzelner Bereiche innerhalb einer Elektrodenfläche zur Folge hatο

Zur Erreichung einer die Gleichmäßigkeit des optischen Effektes begünstigenden Orientierung der Ilüssigkristallsubstanz ist es bekannt j die Elektroden vor dem Zusammenbau zu reiben,

409820/Q738 " 3 -

"■^" 2362583

wodurch sieh die nematische flüssigkristallschicht äazm in ihrer Vorzugsrichtung parallel zm? Eeiberiehtung orle Dieses Verfahren ist jedoch nur begrenzt wirksam imd_ ©r in jedem Falle einen erheblichen- Aufwände

Die Erfindung besweekt daher ₅ eine Tisuell beurteilt gleiöli=» mäßige Lichtstreuung mit technologisch einfachen Mitteln zu' erreichen.

Dea? Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde₉ die Elektroden bei EXüssigkristallbau® lementen so zu gestalten₈ daß eine gleichmäßige Lichtstreuung auch bei größeren Eletetrodenfläohen gewährleistet wird«

Irfindungsgemäß wird die Aufgab® .dadureh gelöst _s daß ö±3 ■Flächen der Elektrqdenschichtea in viele kleine, aus aornals-m Betrachtungsabstand nicht erkennbare, Teilbereiche aufgeteilt sind· Da an den Elektrodeniandesn höh© feldstärkea eubstehen · und durch die Peldiahomogenität bex^irktg eine besoadsrs _£ntsasive hydrodynamische Zirkulation in der PlüssigkrietalXsubstanz stattfindet, wird in diesen Seilbereichen ein kräftiges ₉ über die gesamte Fläche gleichmäßiger Streueffekt

Die Teilbereiche können eine beliebige Form habea₈ sie Isönnea beispielsweise rechteckig, quadratisch_? rund oder wabenförmig sein· Wesentlich ist lediglich, daß sie einen solchen Abstand voneinander oder Durchmesser haben,-vorzugsweise 10 bis 100 /um, daß aus normalem Betrachtungsabstand keine Einze!flächen erkennbar sind, sondern dem Auge der Eindruck einer einheitlichen fläche vermittelt wird·

Sind die elektrisch leitenden Begrenzungen der einzelnen Teilbereiche der Blektrodenflache hinreichend klein, so ist kein durchsichtig leitendes Elektrodenmaterial wie SnO₂ erforderlich, sondern es kann jedes leitfähige Material, vorzugsweise Metall oder Kohlenstoff, ohne wesentliche Beeinträchtigung der Lichtdurchlässigkeit verwendet werden.

409820/0738

Weiterhin kann ein vorzugsweise laterales elektrisches leid dadurch erzeugt werden₅ daß beide Elektroden, die entsprechend dem darzustellenden Symbol ausgebildet sind_s in einer Ebene so angeordnet sind₈ daß die Elektrodenteile kammertig mit geringem Abstand von etwa 10 bis 200 #um ineinander greifen. Hierbei bildet sich das laterale Feld in dar isamittelbaren Sähe nur einer die Flüssigkristallsubstanz umhüllenden Fläche aus_s während ein größeres, vom Feld weitgehend unbeeinflußtes Volumen des Flüssigkristalls als Substanzreservoir dient«

Weiter wurde gefunden-, daß die Kennlinie der Licht durchlässigkeit in Abhängigkeit von der angelegten Spannung bei Flüssigkristallbauelementen_s di© den dynamischen Streueffekt ausnutzen, hinsichtlich Steigung und Linearität durch geeignete Aufteilung der Blektrodenbereiche so beeinflußt werden kann_s daß eine verbesserte Wiedergabe von Helligkeitsabstufungen möglich ist, da bei konstanter Dicke der flüssigkristallschicht die Kennlinie mit steigender teöße der nichtleitenden Seilbereiche der Elektroden, flacher wird_&

Die Yorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen vor allem' darin» daß mit relativ einfachen technologischen Mitteln ein gleichmäßiger optischer Effekt, insbesondere bei Bauelementen größerer Abmessungen₉ erreicht wirdo

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden· Die zugehörigen Zeichnungen zeigern

Fig· 1; die perspektivische Ansicht einer vereinfachten Flüssigkristallzelle ι

Fig« 2: erfindungsgemäß in (Deilber eiche aufgeteilte Elektroden elemente ι

Fig· 3* die wabenförmige Gestaltung der Rückelektrode j Fig. 4·» die kammartige Anordnung beider Elektroden,

409820/0735

Das Flüssigkristallbauelement besteht aus einer vorderen Substratträgerplatte 1 und einer hinteren Substratträgerplatte 2, vorzugsweise aus Glas· Auf der vorderen Glasplatte 1 befindet sich eine SnOp-Elektrode, die entsprechend dem darzustellenden Zeichen oder Symbol segmentiert ist. Im Ausführungsbeispiel . besteht diese Elektrode zur Darstellung der Ziffern 0 bis 9 aus sieben Elementen 3, die jeweils über Zuführungen an eine hier nicht dargestellte äußere Ansteuerschaltung geschaltet werden können. Auf der hinteren Glasplatte 2 befindet sich die Rückelektrode 4, die in diesem Fall aus einem hochreflektierenden metallischen Belag besteht und ebenfalls mit der äußeren Ansteuerschaltung verbunden ist. Zwischen den beiden beschichteten Glasplatten 1 j 2 befindet sich eine nicht dargestellte Flüssigkristallschicht, die je nach Ansteuerung der Elektroden 5I 4- ihre Lichtdurchlässigkeit ändert und so die Darstellung bestimmter Zeichen bzw. Ziffern ermöglicht.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie die Flächen der Elemente 5 der strukturierten Sn0₂-Elektrode in mehrere kleine Teilbereiche 5 aufgeteilt sind. Dabei ist die Dicke der Stege 6, die diese Teilbereiche 5> begrenzen, klein im Verhältnis zur Breite bzw. zum Durchmesser der Teilbereiche 5, so daß diese Stege 6 auch aus Metall oder Kohlenstoff bestehen können, ohne daß die Lichtdurchlässigkeit wesentlich beeinträchtigt wird.

Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rückelektrode 4. Im Ausführungsbeispiel besteht sie aus einer in sich geschlossenen, wabenförmigen Schicht Zinndioxid. Dieses SnOp .ist auf einer Substratträgerplatte 2, die aus Dünnglas bestehen kann, aufgebracht, wobei sich auf der Rückseite der Dünnglasplatte 2 ein hier nicht dargestellter reflektierender Metallbelag befindet. Die Dünnglasplatte 2 kann zur Stabilitätserhöhung auf einer weiteren Glasplatte aufgeklebt sein.

In Fig. 4· schließlich sind beide Elektroden in einer Ebene angeordnet und greifen kammartig ineinander. Die Gesamtkonfiguration ist wieder entsprechend dem darzustellenden Symbol,-hier als 7-Strich-Anordnung zur Zifferndarstellung gestaltet.

409820/0735

Einer gemeinsamen Basiselektrode a stehen die einzeln ansteuerbaren Elektrodenteile b gegenüber, wobei sich zwischen den kammartig ineinander geschachtelten Elektroden aj b die Flüssigkristallsubstanz befindet· Das laterale Feld bildet sich in der unmittelbaren Nähe nur einer die Flüssigkristallsubstanz umhüll-enden Fläche aus und ein vom Feld weitgehend unbeeinflußtes Volumen des Flüssigkristalls verbleibt als Substanzreservoir.

- 7 40 9 8 20/0735

Claims

Patentanspruches

Elektroden für Flüssigkristal^bauelemente zur Darstellung von Ziffern, Zeichen oder Symbolen, insbesondere größerer . Abmessungen, bei denen sich die Elektroden, von denen mindestens eine optisch transparent und die andere entweder ebenfalls lichtdurchlässig oder reflektierend ausgebildet ist, auf Substratträgerplatten, zwischen denen die Flüssigkristallschicht angeordnet ist, befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Vorder- und/oder Rückelektrode (3l 4) in viele kleine, aus normalem Betrachtungsabstand nicht erkennbare Teilbereiche (5) aufgeteilt sind.
2. Elektroden für Flüssigkristallelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbereiche (5) eine rechteckige, quadratische, runde, wabenförmige oder beliebig anders ausgebildete Form- und eine Breite bzw. einen Durchmesser von vorzugsweise 10 bis 100 /um haben.
3. Elektroden' für Flüssigkristallelemente nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorzugsweise lateralen Richtung des elektrischen Feldes beide Elektroden (a; b), die entsprechend dem darzustellenden Symbol ausgebildet sind, in einer Ebene so angeordnet sind, daß die Elektrodenteile kammartig mit einem Abstand von ca. 10 bis 200 /um ineinandergreifen.

4· Elektroden für Flüssigkristallelemente nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrodenmaterial Metall oder Kohlenstoff verwendet wird, und in diesem Fall die Dicke der Stege (6) klein ist im Verhältnis zur Breite bzw. zum Durchmesser der Elektrodenteilbereiche (5)·

Elektroden nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignete Aufteilung der Elektroden (35 4) in Teilbereiche (5) die Streueffekt-Spannungs-Kennlinie des Flüssigkristallbauelementes beeinflußt werden kann.

409820/0735