DE2358415A1 - Fluessigkristallbauelement nach dem reflexionsprinzip - Google Patents

Description

Patentanmeldung

Erfinder: Marifred Biermann .1.19-9. Berlin / .

Florian-Geyer-Str.

- . ■' Bernd Monrio _ 1071 Berlin

Wichertstraße 49

116 Berlin, den 5.11.1972 . " Kh/Hd

Flüssigkristallbauelement nach, dem Reflexionsprinzip

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Die Erfindung "betrifft ein Fluss igkr is t allbaue lerne nt, "bei dem der dynamische .'Streueffekt nematischer Ii¹IuS-sigkristallsubstanzen zur Anzeige von Ziffern, Zeichen oder Symbolen ausgenutzt wird und das nach dem Reflexionsbetrieb arbeitet, das heißt, in Auflicht betrieben wird.

Derartige Bauelemente bestehen grundsätzlich aus zwei Substratträgerplatten, von denen mindestens eine optisch ' transparent ist und meistens aus G-las besteht, und die andere mit einer hochreflektierenden Schicht, beispielsweise Aluminium oder Silber, versehen ist. Die vordere Substratträgerplatte ist mit einem ebenfalls lichtdurchlässigen Elektrodenmaterial, z. B. SnO 2, beschichtet und entsprechend dem darzustellenden Symbol strukturiert. Als Bückelektrode kann die Reflexionsschicht dienen oder ebenfalls eine SnO 2 - Schicht, wobei in diesem,Fall eine zusätzliche Reflexionsschicht vorhanden ist. Zwischen den Elektroden ist eine Flüssigkristallschicht angeordnet, die bei Anlegen eines elektrischen Feldes das Licht streut, wodurch die Anzeige von Ziffern, Zeichen usw. möglich ist. Die Reflexionsschicht bewirkt hierbei,- daß das durch die transparente Vorelektrode eintretende Licht nach der Reflexion nochmal gestreut wird, wodurch sich helle, kontrastreiche Anzeigen realisieren lassen.

Um die Helligkeit der Darstellung weiter zu erhöhen ist es bekannt, die rückseitige Glasplatte als einen halbrunden Linsenkörper auszubilden, und auf einer Rückseite die Reflexionsschicht in Form eines Hohlspiegels anzuordnen. Hierdurch werden die reflektierten Lichtstrahlen gebündelt und dem Beobachter erscheint ein besserer Helligkeitseindruck. ■'.-:··ν :>.-.:

Mn lachteil besteht darin, daß diesel Hohlspiegel zumindest in der Mitte des Flüssigkristallbauelementes einen relativ großen Abstand von den streuenden Bereichen hat, so daß bei schräger Betrachtung Doppelbilder

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durch die Parallaxe entstehen können. Insgesamt haben alle bisher "bekannten Flüssigkristallbauelemente, ob. mit einer ebenen .oder als Hohlspiegel ausgebildeten Reflexions schicht, den ~llachte.il, daß bei ungünstigen Beleuchtungsbedingungen, wenn beispielsweise eine ·- Lichtquelle über die Reflexionsschicht in das Auge des Betrachters reflektiert wird, die Erkennbarkeit der streuenden Bereiche vermindert wird, weil ja sowohl gestreutes als auch nicht gestreutes Licht reflektiert wird und nun die nicht streuenden Bereiche auch hell erscheinen.

Die Erfindung bezweckt .daher, die Erkennbarkeit von durch Flüssigkristallbauelementen angezeigten Ziffern, Zeichen oder Symbolen auch, bei ungünstigen LichtVerhältnissen zu verbessern. . - · Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reflexionsschichten von Flüssigkristallanzeigeelementen so. auszubilden, daß zwischen den Bereichen, die das einfallende Licht streuen und den nicht streuenden Bereichen ein großer Helligkeitsunterschied besteht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe, dadurch gelöst, daß die Innenseite der hinteren Substratträgerplatte, die beispielsweise aus Plast bestehen kann, einer Dünn— Schichtanordnung so verformt ist, daß nach Überzug mit einem reflektierenden Belag eine dichte Folge solcher optischer.Elemente entsteht, die in der Lage sind, einfallendes Licht, zur Lichtquelle zu reflektieren, in einem Punkt zu vereinigen oder auf bestimmte Gebiete zu fokussieren.

Diese.optischen Elemente können Tripelspiegel sein, die so klein sind, daß sie die Bildschärfe für-einen Beobachter nicht verschlechtern* In diesem Fall wird das Licht einer Lichtquelle an nichtstreuenden Bereichen immer zur Lichtquelle reflektiert und zum Auge. .. · eines Betrachters gelangt nur das Licht, das vorher

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von seinem Gesicht in das Flussigkristallbauelement reflektiert wurde. An den streuenden Bereichen der Flüssigkristallsubstanz wird diese Wirkung aufgehoben, so daß die streuenden Bereiche für den Beobachter etwa so hell erscheinen, als sei eine ebene Reflexions schicht vorhanden.

Die optischen Elemente können auch zylindrische oder sphärische Hohlspiegel sein, in deren Brennpunkten bzw. -linien lichtabsorbierende Flächen, die linien- oder punktförmig ausgebildet sein können, angeordnet sind. Diese lichtabsorbierenden Flächen befinden sich auf der vorderen, dem Beobachter zugewandten Substratplatte, die im Abstand der Brennweite der Hohlspiegel von der hinteren Substratplatte angeordnet sind.

Diese Hohlspiegel sind ebenfalls so klein, daß sie für den Beobachter nicht störend wirken. Die nicht streuenden Gebiete erscheinen für einen nahezu senkrecht auf das Bauelement schauenden Beobachter immer dunkel, da das von den Hohlspiegeln reflektierte Licht von den lichtabsorbierenden Flächen auf der vorderen Substratplatte aufgefangen wird.

Die lichtabsorbierenden Flächen müssen, um die Helligkeit der streuenden Bereiche nicht merklich zu beeinträchtigen, zwar klein sein, andererseits gestatten größere Abmessungen aber auch größere Abweichungen der Betrachtungsrichtung von der Senkrechten.

Die Tripel- oder Hohlspiegel und/oder die lichtabsorbierenden Flächen können aus elektrisch leitfähigen Materialien bestehen und dienen in diesen Fällen als Ansteuerelektroden für die Flüssigkristallsubstanz.

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Me hintere Glasplatte 2 ist in der Form einer Vielzahl aneinandergrenzender Hohlspiegel gestaltet und mit einem leitfälligen, hoohreflektierenden Belag 4, beispielsweise Aluminium, versehen, der gleichzeitig als Rückelektrode dient und ebenfalls mit der Änsteuerschaltung verbunden werden kann«

Dieser Belag 4 kann jedoch auch aus SnO 2 bestehen und die reflektierende Schicht ist in diesem Fall auf der Rückseite der Glasplatte 2, die eine Dünnglasplatte sein kann, aufgebracht» Bei Verwendung von Dünnglas als hintere Substratträgerplatte 2 kann diese Glasplatte zur Erhöhung dei¹ Stabilität auf einer nicht dargestellten dickeren Glasplatte aufgekittet sein» Auf dir vorderen Substratträgerplatte 1 befinden-sich auf der Innenseite liöhtabsorbierende Streifen 5 in der gleichen Anzahl wie Hohlspiegel vorhanden sind, die in der optischen Achse der Hohlspiegel im Abstand der Brennweite fj angeordnet sind« Dieser Abstand von Höhlspiegeln und Streif en 5 wird dur'öh einen Abstandshalter 6>_t beispielsweise eine Kunststoff©lie$ gewährleistet* In dem go entstehenden Saum iwiiöhin den Substrattragerpl&tten - \\ 2 befindet sich die KLüsiSigkriSjtallgubiätahis ?, An den nicht streugndgn Bereiohen, d.h. an den Bereichen, an denen kein elektrisches 3?eiö anliegt, werden die duroh die vordere Subs trat trägerplatte 1 und die Elektrodensehioht 3 auf den liöfrtreflelr-bierenae». Belag 4 auftreffenden Möhtstrahlen von den Mshlspiegiln so reflektiert, daß sie auf die lichtabsörbieo?endtn Streifen 5 treffen* Dadurch erscheinen für einen Beträühter diese Bereiche fast Völlig dunkeli

An den streuenden Bereiöhtn_s eUfcu an den Bereioiien, ■ an denen eine Spannung anliegt, ist dieser Effekt aufgehoben* Das /Licht wird von der f lüsaigkriistallSubstänE ? im Bereich der angesteuerten Elektrödenteile gestreut und tritt nach Reflexion am Belag 4 n&öh draußen» wodurch eine Ziffer oder ein Symbol angeieigt wird»

Durch den Unterschied von fast völliger Dunkelheit der nicht streuenden Bereiche zur Helligkeit der streuenden Bereiche,, entsteht für den.Betrachter ein wesentlich stärkerer Kontrast, so daß die Anzeige brillanter ist und auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen, deutlicher wird. · ' In -Pig. 2 is,t eine Ausführungsform eines solchen Bauelementes ohne einen besonderen Abstandshalter dargestellt. In diesem Fall ist die vordere Substratträgerplatte 1 direkt mit der aus Hohlspiegeln bestehenden rückseitigen Substratträgerplatte 2 verbunden. Hiermit lassen sich- auf technologisch einfache Weise- genaue Abstände erreichen.

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Claims (6)

1. Patentansprüche:

   Γΐ.yFlUssigkristallbauelement nach dem Eeflexionsprinzip bestehend aus einer Flüssigkristallsubstanz, die sich zwisohen zwei Substratträgerplatten befindet, von denen die vordere optisch transparent und die hintere mit einem unebenen reflektierenden Belag versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß <Lie Innenseite der hinteren Substratträgerplatte (2) so verformt ist, daß nach überzug mit einem reflektierenden Belag (4) eine dichte Folge solcher optischer Elemente.entsteht, die in der Lage sind, einfallendes Licht zur Lichtquelle zu reflektieren oder in einem Ort zu vereinigen.
2. 2. Flüssigkristallbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese optischen Elemente Tripelspiegel sind.
3. 3. Flüssigkristallbauelement nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese optischen Elemente Hohlspiegel sind, in deren Brennpunkten sich auf der Vorderelektrode (3) angeordnete lichtabsorbierende Flächen (5) befinden.
4. 4. Flüssigkristallbauelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der reflektierende Belag (4) und/oder die lichtabsorbierenden Flächen (5) elektrisch leitend sind.
5. 5. Flüssigkristallbauelement nach Anspruoh 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der mit dem reflek-

   • tierenden Belag (O versehenen hinteren Substratträgerplatte (2) eine mit einem durchsichtigen Leitbelag versehene Dünnglassoheibe angeordnet ist.
6. 6. Flüssigkristairbauelement nach Anspruoh 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Substratträgerplatte (1) direkt auf den Berührungslinien benachbarter zylindrischer Hohlspiegel angeordnet ist.

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