DE2366514C3 - Elektrooptisches Anzeigegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches Anzeigegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Auf ein derartiges Anzeigegerät, auf das sich die DE-PS 23 49 208 richtet, liefert gegenüber früher bekannten, elektrooptischen Anzeigegeräten mit besonders einfachen Mitteln eine kontrastreiche Anzeige.

Gemäß der vorliegenden Erfindung soll der durch das gattungsbildende elektrooptische Anzeigegerät erzielbare Kontrast noch dadurch verbessert werden, daß eine farbliche Darstellung erreicht wird, wobei sich insbesondere die Farbe bei eingeschaltetem Anzeigegerät von jener unterscheiden soll, die bei nicht eingeschalte

tem Anzeigegerät sichtbar ist

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegeben.

Dies ermöglicht eine noch kontrastreichere Anzeige als lediglich eine hell-dunkei-Anzeige.

Die Verwendung von Farbfiltern zur Kontraststeuerung ist im Prinzip bereits durch die FR-PS 21 01 608 (vgl. dort dichroitischen Spiegel 38 in Fig. 4) oder die US-PS 35 92 527 (Filter 38 und 24) bei Flüssigkristallanzeigegeräten bekannt

Hinsichtlich einer Anwendung richtet sich die Erfindung auf eine Uhr bzw. deren elektrooptische Anzeige, bei welcher die einzelnen Zeigerpositionen einer Zeit-Analoganzeige als voneinander getrennte, ortsfeste An-Zeigefelder ausgebildet sind, welche durch eine geeignete Erregerschaltung in Zeitfolge erregt werden.

Das erfindungsgemSße, elektrooptische Anzeigegerät kann Trägerplatten aufweisen, an deren Außenseiten Polarisations- und/oder Farbfilter vorgesehen sind. In einer bevorzugten Ausführungsform als Uhr mit elektrischer Zeitgeberschaltung ist die Anordnung so getroffen, daß eine der beiden Elektrodenschichten und die zusätzliche Elektrodenschicht jeweils in eine gleiche Mehrzahl von Einzelelektroden aufgelöst sind, daß die äußeren Enden der zeigerförmigen, strahlenartig angeordneten Einzelelektroden dieser Elektrodenschicht vermittels der Einzelelektroden der zusätzlichen Elektrodenschicht maskiert sind und daß die Einzelelektroden sowie die andere Elektrodenschicht an die Zeitgeberschaltung angeschlosssen sind.

Die Verwendung von Flüssigkristallanzeigevorrichtungen für Uhren mit Zeigerdarstellung ist aus der US-PS 35 40 209 bekannt.

Wenn außerdem bei den gattungsgemäßen, elektrooptischen Zellen die Moleküle der elektrooptischen Substanz unter feldlosen Bedingungen gleichmäßig ausgerichtet sind und dann ein elektrisches Feld zwischen den einander gegenüberliegenden Elektroden aufgebaut wird, um einen molekularen Wirbelstrom in dieser elektrooptischen Substanz zu erzeugen, so kann beispielsweise durch Kombination einer derartigen elektrooptischen Zelle bei Verwendung beispielsweise einer nematischen kristallinen Flüssigkeit als elektrooptische Substanz mit zwei linear polarisierenden Platten und einem Farbfilter eine farbige, bildliche Darstellung durch die Elektroden erzeugt werden.

Die Verwendung von Polarisationsfiltern in Verbindung mit Flüssigkristallanzeigen ist ar sich bereits durch die FR-PS 2101 608 (vgl. Polarisationsfilter 25 in Fig. 13) oder die US-PS 35 92 527 (vgl. Polarisator 50 in Fig. 2) bekannt und gemäß der DE-OS 21 58 563 insbesondere in Verbindung mit schraubenförmigen kristallinen Flüssigkeiten notwendig (vgl. Polarisatoren 12,13 in Fig. 2 und Ansprüche 9 — 11).

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung ausführlich erläutert; es zeigen

F i g. 1 bis 5 Schnitte durch fünf Ausführungsbeispiele elektrooptischer Anzeigegeräte,

F i g. 6 eine Draufsicht auf ein als Uhr ausgeführtes Anzeigegerät mit elektrischer Zeitgeberschaltung,

F i g. 7 eine Draufsicht auf einzelne Teile des Anzeigegerätes gemäß F i g. 6,

Fig.8 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 6,

F i g. 9 ein Blockschaltbild der bei dem Anzeigegerät gemäß den Fig.6 bis 8 verwendeten elektrischen Zeitgeberschaltung,

F i g. 10 eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungs-

bcispiel eines als Uhr ausgeführten Anzeigegerätes mit elektrischer Zeitgeberschaltung,

F i g. 11 ein Blockschaltbild der bei dem Anzeigegerät gemäß Fig. 10 verwendeten elektrischen Zeitgeberschaltung.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiei eines auf der Basis der Erfindung aufgebauten elektrooptischen Anzeigegerätes, welches eine elektrooptische Zelle 90, zwei linearpolarisierende Platten 91 und 92 und einen Farofilter 93 aufweist Dieses elektrooptische Anzeigegerät arbeitet folgendermaßen: Wenn unter feldlosen Bedingungen die Moleküle in der elektrooptischen Schicht gleichmäßig ausgerichtet sind und dadurch eine optische Isotropie zeigen, gehen die Lichtstrahlen von einer Lichtquelle 94 durch die linearpolarisierende Platte 91, die eiektroopiische Zelle 90 und den Farbfilter 93, können jedoch nicht durch die linearpolarisierende Platte 92 hindurchgehen, so daß ein Beobachter 95 nur eine schwarze Fläche sieht Sobald nunmehr an die einander gegenüberliegenden Elektroden ein elektrisches Feld '"angelegt wird, ergibt sich eine molekulare Turbulenz in der elektrooptischen Substanz, so daß diese eine optische Anisotropie zeigt Infolgedessen können die Lichtstrahlen von der Lichtquelle 94 nunmehr durch die linearpolarisierende Platte 91, die elektrooptische Zelle 90, das Farbfilter 93 und die linearpolarisierende Platte 92 hindurch, so daß das von den Elektroden gebildete Bild farbig erscheint Bei dem vorbeschriebenen Beispiel ist das Farbfilter 93 zwischen der elektrooptischen Zelle 90 und der linearpolarisierenden Platte 92 angeordnet. Es kann jedoch auch zwischen der elektrooptischen Zelle 90 und der linearpolarisierenden Platte 91 oder auch auf der linken Seite dieser linearpolarisierenden Platte 91 angeordnet werden. In einigen Fällen kann statt eines Farbfilters 93 auch eine farbige Lichtquelle 94 verwendet werden. Falls die Seite des Beobachters 94 im Dunkeln liegt, kann das Farbfilter auf der Seite des Beobachters angeordnet werden. Bei dem vorbeschriebenen Beispiel werden linearpolarisierende Platten verwendet doch können auch andere polarisierende Platten eingesetzt werden, deren Polarisierungsrichtungen von denen der vorgenannten Polarisierungsplatten abweichen.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an Stelle des Farbfilters eine gefärbte Polarisationsplatte 96 vorgesehen, mit welcher die elektrooptische Zelle 90 und die polarisierende Platte 92 des vorbeschriebenen Beispiels zur Ausbildung einer farbigen bildlichen Darstellung kombiniert sind. Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels soll nachstehend erläutert werden. Die farbige linearpolarisierende Platte 96 besteht aus einem Träger 96a, einer farbigen linearpolarisierenden Schicht 966 auf der einen Fläche des Trägers 96a und einer Schutzschicht 96c für die farbige linearpolarisierende Schicht 966. Die hierbei verwendete linearpolarisierende Platte 92 ist in der gleichen Weise aufgebaut wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1. Sie besteht insbesondere aus einem Träger 92a, einer linearpolarisierenden Schicht 926 und einer Schutzschicht 92c auf dieser linearpolarisierenden Schicht 926. In einer elektrooptischen Zelle 90, in welcher die Moleküle in einer elektrooptischen Substanz eine verdrehte Struktur in schraubenförmigem Zustand bilden, wenn kein elektrisches Feld angelegt wird, ist die Pqlarisierungsrichtung der farbigen linearpolarisierenden Schicht 966 die gleiche wie die der linearpolarisierenden Schicht 92b, so daß der Beobachter nur eine schwarze Zellenfläche sieht. Beim Aufbau des elektrischen Feldes in der Zelle wird die Richtung der Dipole der Moleküle in der elektrooptischen Substanz allmählich in die Richtung des elektrischen Feldes verschoben, und bei Verstärkung des elektrischen Feldes zeigt die elektrooptische Zelle 90 eine optische Isotropie, so daß die farbige linearpolarisierende Schicht 966 nur die Lichtstrahlen durchläßt welche eine spezielle Wellenlänge besitzen und die anderen absorbiert, so daß ein einfarbiges Bild entsteht
Das in F i g. 3 dargestellte Ausführongsbeispiel eines

ίο erfindungsgemäßen elektrooptischen Anzeigegerätes besitzt eine farbige linearpolarisierende Verbundplatte 97, eine elektrooptische Zelle 90 und eine linearpolarisierende Platte 92. Die farbige linearpolarisierende Verbundplatte 97 besteht aus einem Träger 97a und zwei farbigen linearpolarisierenden Schichten 976 und 97c, weiche beiderseits des Trägers auf diesem angeordnet sind und deren Färbung und Polarisationsrichtung voneinander abweichen. Außerdem sind diese farbigen linearpolarisierenden Folien 976 und 97c durch Schutzschichten 97c/ bzw. 97e abgedeckt Wenn die Moleküle in der elektrooptischen Substanz schraubenförmig verdreht sind, wenn in der elektrooptischen Zelle 90 kein elektrisches Feld erzeugt wird, sieht der Beobachter eine spezielle Farbe auf der linearpolarisierenden Platte 92, während bei Erzeugung des elektrischen Feldes in der Zelle 90 ein einfarbiges Bild sichtbar wird, welches sich von dem unter feldlosen Bedingungen sichtbaren Bild unterscheidet.

Fig.4 zeigt ein elektrooptisches Anzeigegerät, bei welchem auf der einen Fläche der Polarisierungsplatte 91 des Gerätes aus F i g. 1 eine lichtreflektierende Schicht 98 vorgesehen ist. Dadurch entsteht ein reflektierendes elektrooptisches Anzeigegerät
Ein reflektierendes elektrooptisches Anzeigegerät läßt sich auch auf die in F i g. 5 dargestellte Weise herstellen, indem eine lichtreflektierende Schicht 98 auf der einen Seite der farbigen Polarisierungsplatte 96 in dem Gerät aus F i g. 2 angeordnet wird.
In den F i g. 6 bis 11 sind Beispiele eines elektrooptisehen Anzeigegerätes in Form einer elektronischen Uhr dargestellt.

Wie F i g. 6 und 8 zeigen, besitzt dieses elektrooptische Anzeigegerät eine transparente vordere Trägerplatte 13 mit oarunter in radialer Richtung und in gleichen Winkeln und Abständen voneinander angeordneten Einzelelektroden a31, a32, ... einer leitenden Schicht Diese Einzelelektroden a31, a32,... sind entsprechend dem großen Zeiger und dem kleinen Zeiger einer Uhr ausgebildet. Auf den äußeren Enden χ 1, χ 2, ... (vorgesehen zur Anzeige des großen Zeigers der Uhr) der Einzelelektroden a 31, a 32,... ist eine Isolierschicht 33 (vgl. F i g. 7) vorgesehen, auf welcher Maskierungselektroden 43a, 436,... einer zusätzlichen leitenden Schicht entsprechend der vorbeschriebenen leitenden Schicht 4 konzentrisch und radial in gleichen Winkeln und Abständen angeordnet sind. A.ußerdem ist eine leitende Elektrodenschicht c30 auf der gesamten Oberfläche einer rückwärtigen Trägerplatte 53 angeordnet. Diese beiden Trägerplatten 13, 53 werden unter Zwischenfügung einer elektrooptischen Schicht 63 derart übereinander angeordnet, daß die Unterseite der vorderen Trägerplatte 13 der Oberseite der rückwärtigen Trägerplatte 53 genau gegenüberliegt Die elektrischen Potentialdifferenzen zwischen den Einzelelektroden a31, a32, ... und der reflektierenden Elektrode c30 bzw. zwischen den Msskierungselektroden 43a, 436,... und der reflektierenden Elektrode c30 sind praktisch gleich Null.

Die Betriebsweise dieses elektrooptischen Anzeigegerätes wird nachstehend an Hand der F i g. 9 im einzelnen erläutert Ein Ausgangsimpuls von einem Taktimpulserzeuger 110 wird einem Sekundenzählerkreis 111 eingespeist, dessen Ausgangssignal einem Minutenzählerkreis 112 eingespeist wird, dessen Ausgangssignal einem Stundenzählerkreis 113 eingespeist wird, so daß ein Minutensignal A und ein Stundensignal B erzeugt werden. Das Minutensignal A und das Stundensignal B werden jeweils einem Minutendecoder 114 und einem Stun- ίο dendecoder 115 eingespeist Die Ausgangssignale dieser Decoder 114 und 115 werden einer OR-Schaltung 116 eingespeist Ausgangssignale vom Decoder 114 werden

einem Steuerkreis 117 eingespeist dessen Ausgangssignale den Elektroden a31, a32,... einer elektrooptisehen Zelle 118a gemäß F ι g. b bis 8 zugeführt werden. Das Ausgangssignal der OR-Schaltung 116 wird einem Steuerkreis 119 eingespeist, dessen Ausgangssignal den Maskierungselektroden 43a, 436,... in der elektrooptischen Zelle 118a zugeleitet wird. Wenn keine Signale erfolgen, wird der Ausgangskreis des Steuerkreises 117 kurzgeschlossen. Bei Eingangssignalen wird der Ausgang des Steuerkreises 117 geöffnet, und die Spannungen werden einer Elektrode a/und einer reflektierenden Elektrode c30 in der elektrooptischen Zelle 118a eingespeist wie vorstehend bereits beschreiben wurde. Solange keine Signale vorliegen, ist vier Ausgang des Steuerkreises 119 kurzgeschlossen, während beim Eintreffen von Eingangssignalen der Ausgang des Steuerkreises 119 geöffnet wird und die Spannungen an eine Maskierungselektrode 43/ und eine reflektierende Elektrode c 30 in der elektrooptischen Zelle 118a eingespeist werden. Dementsprechend zeigt sich in der elektrooptischen Substanz 63 eine elektrooptische Erscheinung entsprechend den jeweils eingeschalteten Elektroden, so daß Stunden und Minuten in der gleichen Weise, wie bei einer üblichen mechanischen Uhr ohne weiteres abzulesen sind. In Fig.9 bzw. 6 bedeuten die Bezugszeichen 122 und 123 eine Spannungsquelle bzw. einen Umformer und die Bezugszeichen e 31 und e 32 zugeordnete Anzeigefelder für »Vormittags« und »Nachmittags« oder aber ein Datum und einen Wochentag. Ein Umschalten dieser letztgenannten Symbole entsprechend einem Ausgangssigna! des Sekundenzählerkreises 114 läßt sich unschwer durchführen.

In den Fig. 10 und 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrooptischen Anzeigegeräts in Form einer elektrischen Uhr dargestellt bei welcher die gleichen Teile wie bei den F i g. 6 bis 9 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Nachstehende Beschreibung soll lediglich die Teile erläutern, welche von der ietztbeschnebenen Ausführung abweichen. Die Bilder der Stunde und Minuten breiten sich in der elektrooptischen Zelle 1185 fortlaufend konzentrisch vom Abschnitt Null aus, und die vordere Elektrode ist in Teile a 41, a 42,... unterteilt während zur Anzeige des großen Zeigers die Maskierungselektrode in Teile 44a, 44b, ... unterteilt ist Ausgangssignale eines Minutendecoders 114 und eines Stundendecoders 115 werden in einem Minutenspeicher 120 und einem Stundenspeicher 121 gespeichert, welche jeweils ihre Ausgangssignale erzeugen. Dadurch werden an die vorderen Elektroden a 41, a 42,... und die Maskierungselektroden 44a, 44b, ... in der vorbeschriebenen Reihenfolge Spannungen angelegt, so daß der große Zeiger und der kleine Zeiger nacheinander die Zeit beginnend am Teil um 12 Uhr anzeigen. Wenn diese Anzeige eine Umdrehung vollführt d. h. nach Ablauf von 60 min oder 12 h, streicht ein Rückstellsignal D und E die in den Speichern 120 und 121 noch vorhandenen Angaben, und die Zeitangabe beginnt erneut bei 12 h.

In der beschriebenen Weise lassen sich ohne Schwierigkeit auch elektrooptische Anzeigegeräte für Temperatur, Feuchtigkeit, Gewicht, Geschwindigkeit, Lichtmenge, Druck u.dgl. in Kombination mit geeigneten Übertragern aufbauen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrooptisches Anzeigegerät, bestehend aus einer elektrooptischen Schicht und zwei beidseits der elektrooptischen Schicht angeordneten, elektrisch leitenden Elektrodenschichten, wobei eine Anzeige von Bereichen der elektrooptischen Schicht gebildet ist, welche zwischen solchen Bereichen der beiden Elektrodenschichten liegen, die sich in einer Projektion auf die elektrooptische Schicht überdekken und eine über der Ansprechpotentialdifferenz der elektrooptischen Schicht liegende Potentialdifferenz aufweisen, wobei außerhalb der Anzeigebereiche der elektrooptischen Schicht liegenden Bereichen einer Elektrodenschicht eine zusätzliche, elektrisch leitende Elektrodenschicht zugeordnet ist, welche unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht auf einer der beiden Seiten der anderen Elektrodenschicht angeordnet ist und gegenüber der auf der gegenüberliegenden Seite der elektrooptischen Schicht liegenden Elektrodenschicht eine unter der Ansprechpotentialdifferenz der elektrooptischen Schicht liegende Potentialdifferenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer der Außenseiten des Anzeigegeräts zumindest ein Farbfilter (93,96,97) angeordnet ist

2. Anzeigegerät nach Anspruch 1, in der Ausführungsform als Uhr mit elektrischer Zeitgeberschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Elektrodenschichten (a) und die zusätzliche Elektrodenschicht (43) jeweils in eine gleiche Mehrzahl von Einzelelektroden (ai bzw. 43i) aufgelöst sind, daß die äußeren Enden (xi)der zeigerförmigen, strahlenartig angeordneten Einzelelektroden (ai) dieser Elektrodenschicht (a) vermittels der Einzelelektroden (43i) der zusätzlichen Elektrodenschicht (43) maskiert sind und daß die Einzelelektroden (ai, 43i) sowie die andere Elektrodenschicht (c 30) an die die Zeitgeberschaltung (110 bis 117,119) angeschlossen sind.

3. Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die eine Elektrodenschicht und die unter Zwischenschaltung der Isolierschicht mit der zusätzlichen Elektrodenschicht versehene andere Elektrodenschicht auf den Innenseiten von zwei, die elektrooptische Schicht zwischen sich aufnehmenden Trägerplatten angeordnet sind und wobei zumindest eine der beiden Trägerplatten sowie die dieser zugeordnete Elektrodenschicht transparent ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenseiten der Trägerplatten Polarisationsfilter (91, 92,96, 97) angeordnet sind.