DE2402749C3

DE2402749C3 - Flüssigkristallanzeigeschirm mit Mehrfachelektrodenanordnung

Info

Publication number: DE2402749C3
Application number: DE2402749A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Phys. 8000 Muenchen Krueger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1974-01-21
Publication date: 1979-05-10
Also published as: FR2258682B1; FR2258682A1; JPS50104949A; DE2402749A1; GB1501211A; CH573156A5; DE2402749B2; IT1028338B; US4037927A; GB1501212A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkristallanzeigeschirm, bestehend aus zwei transparenten Tragplatten mit einer flüssigkristallinen Schicht dazwischen, die zur zeitlich getrennten Anzeige von mindestens zwei Ziffern ansteuerbar ist, wobei zwischen den Tragplatten eine Schichtenfolge von transparenten elektrisch leitenden Schichten, isolierenden Schichten und durch die Ziffernformen und Zuleitungen begrenzte elektrisch leitende Ziffernschichten angeordnet ist.

Zur Anzeige von Ziffern mittels flüssigen Kristallen sind z. B. aus der DE-OS 21 22 689 Anzeigeschirme bekannt, die in Form von Siebensegmentanzeigen ausgebildet sind. Durch Ansteuerung verschiedener Segmente lassen sich nacheinander die Ziffern 0 bis 9 darstellen.

Bei diesen Anzeigesystemen besteht jedoch die Gefahr, daß unerwünschte Ziffern dargestellt werden, wenn ein oder mehrere Segmente infolge eines technischen Fehlers nicht angesteuert werden.

Aus der DE-OS 20 41 460 ist ein mehrschichtiges

Bilderzeugungssystem bekannt, das mehrere hintereinander liegende Flüssigkristallzellen mit je einer Ziffer an jeder Flüssigkristallzelle aufweist. Zur Anzeige einer Ziffer wird die diese Ziffer enthaltende Flüssigkristallzelle in einen die Ziffer anzeigenden Zustand geschaltet, während die Flüssigkristallzellen mit den übrigen Ziffern transparent bleiben.

Eine Ausführungsform enthält eine einzige Flüssigkristallzelle mit einer aufeinander gestapelten multiplanaren Reihe von Elektroden mit verschiedenen bildweisen Konfigurationen und mit einem transparenten elektrisch leitenden Überzug, der als Gegenelektrode in der Flüssigkxistallzelle wirkt Jede eine Ziffer darstellende Elektrode überdeckt die Ziffernform vollständig, & h. sie ist nicht durchbrochen. Daher wird beim Ansteuern einer Ziffer diese nicht vollständig sichtbar, da ein elektrisches Ansteuerfeid die Bereiche der anzusteuernden Ziffer nicht erreicht, welche durch Elektrodenbereiche anderer Ziffern abgedeckt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Flüssigkristallanzeigeschirm der eingangs genannten Art eine wesentlich bessere Lesbarkeit der anzuzeigenden Ziffern zu bewirken.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß alle auf die erste Ziffernschicht folgenden Ziffernschichten rasterförmig durchbrochen sind.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Durch die vorgeschlagene Lösung wird erreicht, daß Ziffernbereiche einer Ziffer, die durch davorliegende Ziffern abgedeckt sind, dennoch als solche erkennbar sind, so daß auch die hinterste Ziffer als. ganzes erkennbar und damit lesbar wird. Damit ist bei einer solchen Anzeige eine Fehlanzeige ausgeschlossen. Es wird auch nur eine Flüssigkristallschicht benötigt

Des besseren Verständnisses wegen werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an Hand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert

Die F i g. 1 zeigt einen Flüssigkristallanzeigeschirm mit zwei Ziffern;

F i g. 2 dasselbe mit drei Ziffern und

F i g. 3 einen farbigen Flüssigkristallanzeigeschirm mit drei Ziffern.

In der F i g. 1 ist schematisch eine Schichtenfolge zwischen zwei Tragplatten 1 und 2 aus Glas dargestellt. An die beiden Tragplatten schließt sich je eine durchgehend elektrisch leitende Schicht 3' bzw. 4 an, welche aus SnO₂, In₂O₃, SnO₂ · In₂O₃, Al, Ni oder Ta besteht. Über die Anschlüsse 5 und 6 lassen sich bestimmte Potentiale anlegen. An die elektrisch leitenden Schichten 3 und 4 schließen sich Isolationsschichten 7 und 8 an, welche aus SiO₂, Al₂O₃, SiO₂ · Al₂O₃, Si₂B₂O₃ oder Ta₂O₅ bestehen. Auf diesen Isolationsschichten 7 und 8 sind elektrisch leitende Schichten 9 und 10 in den dargestellten Ziffernformen 1 und 2 angeordnet. Diese Ziffernfelder sind über die elektrischen Anschlüsse 11 und 12 mit bestimmten Potentialen ansteuerbar. Zwischen diesen beiden Schichtenfolgen ist eine flüssigkristalline Schicht 13 angeordnet. Die Ziffernschichten 9 und 10 bestehen aus dem gleichen Material wie die durchgehend elektrisch leitenden Schichten 3 und 4. Alle aufgebrachten Schichten weisen Dicken zwischen 0,1 μηι und 1 μπι auf. Als flüssigkristalline Schicht (ca. ΙΟμηι) wird z. B. ein speicherndes cholesterisches Flüssigkristallgemisch gewählt. Diese weist eine transparente oder eine lichtstreuende Textur auf. Jede der transparenten und streuenden Texturen werden durch elektrische Felder ineinander überge-

führt

Die Ziffer 1 wird angezeigt, wenn die Elektroden 12 und 6 an Masse liegen, während an die Elektrode 11 eine Spannung angelegt wird, durch welche eLie Textur in eine weitere Textur umgewandelt wird. Wird zusätzlich an die Elektrode 5 die gleiche Spannung wie an die Elektrode 11 angelegt, so ist die gesamte Anzeigefläche erregt

Bei Erdung der Elektroden 5 und 11 und einer Spannung ».n der Elektrode 12 wird die Ziffer 2 angezeigt

Liegen die Elektroden 5 bzw. 6 an Masse, während jeweils die Übrigen Elektroden 11,12 und 6 bzw. 11,12 und 5 mit der Spannungsquelle verbunden sind, so ist die gesamte Anzeigefläche mit Ausnahme der Ziffer 1 bzw. 2 sichtbar.

Das Löschen einer speichernden Anzeige erfolgt durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 3 und 6.

Die für diese Anzeigen notwendigen Spannungen liegen in der Größenordnung von einigen Volt Die Anzeigen erfolgen jeweils bei Beleuchtung des Anzeige-Schirmes in Transmission, oder beim zusätzlichen Einbau einer Spiegelschicht in Reflexion.

Zur Darstellung der Ziffern 1, 2 und 3 wird gemäß F i g. 2 insbesondere auf der Tragplatte 1 eine elektrisch leitende Ziffernschicht 3 in Form der darzustellenden Ziffer 1 angeordnet Die Ziffer 1 ist mit der Elektrode 14 verbunden. Daran schließt sich eine Isolationsschicht 15 und daran eine elektrisch leitende Ziffernschicht 16 an. Diese Ziffernschicht 16 ist jedoch nicht durchgehend elektrisch leitend ausgebildet, sondern in Form von waagrechten, einigen Mikrometern dicken elektrisch miteinander verbundenen Leiterbahnen 17, welche durch die Form der darzustellenden Ziffern 2 begrenzt sind und an welche über die Elektrode 18 ein bestimmtes Potential angelegt werden kann. Es folgt darauf wieder eine Isolationsschicht 19 und danach eine Ziffernschicht 20, welche aus senkrechten elektrischen Leiterbahnen 21 besteht, welche über die Elektroden 22 angesteuert werden können. Nach der darauffolgenden nematischen flüssigkristallinen Schicht 13a ist eine elektrisch durchgehende leitende Schicht 23 mit der Elektrode 24 angeordnet an welche sich die Tragplatte 2 anschließt.

Zur Darstellung der Ziffern 1, 2 bzw. 3 wird die Elektrode 24 geerdet und die Elektrode 14,18 bzw. 22 an die Spannungsquelle angelegt. Bei der Anzeige der Ziffer 1 bzw. 2 gieift das elektrische Feld zwischen der Ziffernschicht 1 bzw. 2 und der durchgehend elektrisch leitenden Schicht 23 durch die Ziffernschichten der Ziffern 2 und 3 bzw. 3 hindurch, da die Ziffernschichten der Ziffern 2 und 3 rasterförmig unterbrochen sind.

In der Fig.3 ist schematisch eine Schichtenfolge dargestellt mit der es möglich wird, die Ziffern 1,2 bzw. 3 in beliebigen Farben darzustellen. Dazu enthält die hier dargestellte Anordnung eine Schadt-Helfrig-Zelle. Die flüssigen Kristalle weisen eine positive Dielektrizi-

tätskonstanteanisotropie zwischen gekreuzten Polarisatoren 40 und 41 auf. Die homogene Orientierung zwischen der Schicht 37 und der Ziffernschicht 20 ist um 90° verdrillt Eine linearpolarisierte Lichtwelle folgt dieser Verschraubung. Die Lage der Polarisationsebene ist nach dem Durchgang des Lichtes durch die feldfreie flüssigkristalline Schicht um 90° gedreht und die gesamte Anordnung ist lichtdurchlässig. Bei voller Betriebsspannung ergibt sich eine homöotrope Textur und die gesamte Anordnung wird lichtundurchlässig.

Auf die Tragplatte 1 ist bis zur Flüssigkristallschicht 136 die gleiche Schichtenfolge angeordnet, wie in der Fi g. 2 dargestellt Auf die andere Tragplatte 2 schließt sich ein Farbstreifensystem 25 an, welches aus einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden rot-grün-blauen Farbstreifentripeln besteht Der Übersichtlichkeit halber sind nur drei Farbstreifentripel mit den Farben rot (26), grün (27) und blau (28) eingezeichnet Auf diese Farbstreifenschicht 25 folgt eine kammartig ausgebildete Elektrodenschicht 29, deren streifenförmige Elektroden 30 über den Farbstreifen 28 liegen und über die Elektrode 31 angesteuert werden können. Nach dieser Elektrodenschicht 29 folgt eine Isolationsschicht 32 und darauf wieder eine weitere kammartig ausgebildete Elektrodenschicht 33, deren Elektrodenstreifen 34 genau über den grünen Farbstreifen 27 zu liegen kommen. Die Elektrodenstreifen 34 sind über eine Elektrode 35 ansteuerbar. Nach einer weiteren Isolationsschicht 36 folgt die kammartig ausgebildete Elektrodenschicht 37 mit den Elektrodenstreifen 38, welche mit den roten Farbstreifen 26 zur Deckung kommen. Die Elektrodenstreifen 38 sind über die Elektrode 39 ansteuerbar. An die Elektrodenschicht 37 schließt sich die flüssigkristalline Schicht 13b an. Zum Beispiel zur roten Anzeige der Ziffer 2 werden die Elektroden 18 und 39 geerdet, die Elektroden 35 und 31 jedoch an eine Spannungsquelle angelegt. In diesem Fall wird die Polarisationsrichtung des linear polarisierten Lichtes nur im Gebiet der Flüssigkristallschicht hinter den Elektrodenstreifen 38 um 90° gedreht Nur rote Lichtanteile passieren deshalb im Gebiet der Zahl 2 den gekreuzt aufgebauten zweiten Polarisator. Die grünen und blauen Lichtanteile werden am zweiten Polarisator ausgelöscht da in den Gebieten der Flüssigkristallschicht hinter den Elektrodenstreifen 30 und 34 keine 90°-Drehung bei Polarisationsrichtung des linear polarisierten Lichtes erfolgt.

Da in einer Schadt-Helfrig-Zelle die Lichtdurchlässigkeit in Abhängigkeit von der angelegten Betriebsspannung gesteuert werden kann, lassen sich durch Anlegen unterschiedlicher Betriebsspannungen an die Elektroden 31,35 und 39 Mischfarben — ähnlich dem Verfahren in Farbfernsehempfängern — erzeugen.

Diese Anzeigeschirme können z. B. bei Anzeigen in Waagen oder bei der Eisenbahnsignaltechnik eingesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkristallanzeigeschirm, bestehend aus zwei transparenten Tragplatten mit einer flüssigkristallinen Schicht dazwischen, die zur zeitlich getrennten Anzeige von mindestens zwei Ziffern ansteuerbar ist, wobei zwischen den Tragplatten eine Schichtenfolge von transparenten elektrisch leitenden Schichten, isolierenden Schichten und durch die Ziffernformen und Zuleitungen begrenzten elektrisch leitenden Ziffernschichten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß alle auf die erste Ziffernschicht (3) folgenden Ziffernschichten (16,20) rasterförmig durchbrochen sind.

2. Flüssigkristallanzeigeschirm mit mehr als zwei ansteuerbaren Ziffern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ersten Tragplatte (1) eine Schichtenfolge Ziffernschicht (3), Isolierschicht (15), Ziffernschicht (16), Isolierschicht (19), Ziffernschicht (20) und auf der zweiten Tragplatte (2) eine durchgehende Leiterschicht angeordnet sind, und daß sich die flüssigkristalline Schicht (\3a) zwischen der letzten Ziffernschicht (20) und der durchgehenden Leiterschicht (23) befindet.

3. Flüssigkristallanzeigeschirm nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur farbigen Anzeige der Ziffern auf der zweiten Tragplatte (2) zwischen dieser und der flüssigkristallinen Schicht (13b) eine Farbstreifenschicht (25) mit einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden roten, grünen und blauen Farbstreifentripeln (26, 27, 28) und dahinter drei gegeneinander durch je eine Isolierschicht (32, 36) getrennte kammartige Elektrodenstreifenschichten (29, 33, 37) derart angeordnet sind, daß jede Elektrodenstreifenschicht (29,33, 37) mit allen Farbstreifen (26, 27, 28) je einer Farbe der Farbstreifenschicht (25) zur Deckung gebracht ist.

4. Flüssigkristallanzeigeschirm nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Tragplatten gekreuzte oder parallele Polarisatoren (40, 41) angeordnet sind.