DE2436658C2

DE2436658C2 - Fluessigkristall-anzeigeschirm

Info

Publication number: DE2436658C2
Application number: DE19742436658
Authority: DE
Inventors: Helmut Katz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-07-30
Filing date: 1974-07-30
Publication date: 1976-10-14
Also published as: US3998526A; CH588136A5; DE2436658B1; GB1474642A; FR2280945A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkristall-(FK-)An-Zeigeschirm mit einer FK-Schicht mindestens zwischen Jtwei zueinander parallelen, transparenten Wandungsteilen, die auf ihren einander zugewandten Flächen einen transparenten, elektrisch leitenden Belag, insbesondere Elektrodenmuster, tragen und bei denen das tine Wandungsteil (Folie) wesentlich dünner als das andere Wandungsteil ist und mit seiner der FK-Schicht abgewandten Seite an eine Reflektionsschicht grenzt.

Bei reflexiven FK-Anzeigeelementen kann die optische Wirkung des dargestellten Bildes einfach durch Rückspiegelung des einfallenden Lichtes am vom Betrach'er aus gesehen hinteren Wandungsteil verbessert Werden. Hierfür geeignete Reflektoren, bislang gewöhnlich aufgedampfte Lagen aus Metall, dürfen einerseits mit dem FK wegen der Gefahr zersetzender chemischer Reaktionen nicht in Kontakt kommen; sie sollen aber andererseits so nahe wie möglich an die streuende FK-Schicht herangebracht werden, um Parallaxefehler und Abschattungseffekte, die das Bild bei seitli cher Betrachtung undeutlicher erscheinen lassen, auf ein Minimum zu verringern.

Zur Erfüllung der beiden Forderungen ist 3s aus der DT-AS 11 26 420 bekanntgeworden, als elektrodentragende transparente Schicht zwischen dem FK und einem verspiegelten Wandungsteil einen maximal 51 μιτι dicken Isolierfilm unter anderem aus S1O2 vorzusehen. Statt eines Isolierfilms kann auch eine selbsttragende, an ihrer Rückseite verspiegelte und vorzugsweise 100 bis 300 μπι starke Dünnglasplctte verwendet werden (DT-OS 23 38 558). Beide Schirmausführungen verfügen wohl über eine auch bei großen Betrachtungswinkeln klare Bilddarstellung, sind jedoch noch immer mit einer Reihe von im wesentlichen fertigungstechnischen Mängeln behaftet. So kö.men Isolierfilme nach der zitierten Auslegeschrift insbesondere in den erforderlichen Mindestdicken nur mit aufwendigen Verfahren auf Substrate aufgebracht werden. Der in der erwähnten Offenlegungsschrift beschriebene dünne Glasträger bedarf hingegen zu seiner mechanischen Verfestigung einer dickeren Trägerplatte, auf die er — bereits versehen mit den segmentierten Elektroden sowie der Spiegelschicht — mitteis einer thermoplastischen verformbaren Kunststoff-Zwischenlage unter erhöhten Temperaturen und Drücken aufgepreßt werden muß.

Um die geschilderten Eigenschaften abzustellen, insbesondere zur Schaffung eines auch bei schräger Betrachtung gut erkennbare, kontrastreiche Bilder liefernden, zuverlässigen und mechanisch robusten FK-^nzeigeelementes, das zudem auch relativ einfach hergestellt werden kann, ist bei einem Anzeigeschirm der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß sich die Reflexionsschicht als ein teilweise bis vollständig reflektierendes Medium in einer von der Folie und einem dritten Wandungsteil (Abschlußteil) gebildeten Kammer befindet in welche das Medium in flüssigem oder gasförmigem Zustand eingebracht ist

Bei dem hier vorgeschlagenen Anzeigeschirm wird der optische Kontrast zwischen dem Bild und dem Bildhintergrund nicht wie bisher durch Verspiegelung von Trägerflächen, sondern durch Rückstreuung in bzw. Reflexion an einem eine Kammer ausfüllenden Medium gesteigert. Dieses Medium liegt — zumindest beim Einfüllen — in flüssigem oder gasförmigem Zustand vor. Bei einem solcherart realisierten Hintergrund braucht die mit einem Elektrodenbelag versehene Folie — abgesehen von der Verfestigung ihrer Ränder mit anderen Wandungsteilen — keinem weiteren Arbeitsgang unterworfen zu werden. Folie sowie reflektierendes Medium sind darüber hinaus auch über große Temperaturbereiche hinweg mechanisch entlastet, vor äußeren Einwirkungen geschützt und Bestandteile eines insgesamt bruchfesten, stabilen Anzeigeelements.

Es ist an sich aus der US-Patentschrift 36 45 604 bereits bekannt, bei einem FK-Display mehrere durch Glasplatten voneinander getrennte Kammern himereinanderzusetzen. Bei dieser vorbekannten Anordnung bilden die Kammern jedoch stets aktive FK-Zellen und dienen zur Erzeugung einer Grauskala.

In einer bevorzugten Ausführung besteht bei einem erfindungsgemäßen FK-Anzeigeschirm das reflektierende Medium aus einer fluoreszierenden Flüssigkeit In diesem Falle erfolgt nur eine Teilreflektion des auf das Medium auftreffenden Lichtes (Rückstreuung). Durch Wahl eines Fluoreszenz-Mediums mit geeignet frequenzabhängigem Absorptionsspektrum kann man das darzustellende Bild auch vor einem farbigen Hintergrund erscheinen lassen; eine Anzahl verwendbarer

fluoreszierender Stoffe ist beispielsweise dem »Lexikon für Physik« von H. Franke. 1969, S. 507 zu entnehmen. Unabhängig vom konkreten Absorptionsprofil verstärkt das rückstreuende Medium jedoch stets die Streuintensität der unter Spannung stehenden FK-Be- ^; zirke und damit die Helligkeit des Bildes. Die Rückstreuintensität könnte im Einzelfall noch durch eine Verspiegelung des Abschlußteils erhöbt werden.

Statt mit flüssigem Stoff kann die Kammer hinter der FK-ZeIIe auch mit einem flüssig eingebrachten Metall, vorzugsweise Quecksilber, oder einer flüssig eingebrachten Metall-Legierung gefüllt sein. Ist die Rücksei te der Folie plan gearbeitet, so wirkt die angrenzende Metalloberfläche als vollreflektierender Spiegel. Das reflektierende Medium braucht bei Raumtemperaturen keineswegs gasförmig oder flüssig, wie dies bei Quecksilber der Fall ist, zu bleiben. So können auch andere Metalle oder Legierungen mit geeignet niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise Cadmium, Zinn oder auch die als Woodsches Metall bekannte Legierung (Schmelzpunkt bei 70°C) Verwendung finden.

Als Kammerfüllung eignen sich jchließlich auch höherviskose Flüssigkeiten, beispielsweise ö( mit einer feindispersiven Aufschwemmung von Metallpulver oder anderen stark streuenden Partikeln.

In einem erfindungsgemäßen FK-Anzeigeschirm sollten sämtliche Wandungsteile zweckmäßigerweise aus Glas bestehen und an ihren Rändern über Glaslot miteinander verfestigt sein. Eine solche Versiegelung ist hermetisch dicht, beständig und läßt im Anzeigeelement keinerlei Hitzeverspannungen entstehen.

Die Erfindung soll nun an Hand eines in der Figur der Zeichnung nur schematisch und nicht maßüabsgetreu dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die Figur zeigt einen einzelligen, für den Reflexionsbetrieb gedachten FK-Anzeigeschirm im Querschnitt. Der Schirm wird in der Darstellung von links beleuchtet (Tageslicht) und auch betrachtet. Er besteht im einzelnen aus einem vorderen Wandungsteil 1, einem mittleren Wandungsteil (Folie) 2 und einem hinteren Wandungsteil (Abschlußteil) 3. Alle drei Wandungsteile bestehen im vorliegenden Fall aus Glas und sind als Platten ausgebildet. Für die Folie könnte auch Glimmer als Werkstoff gewählt werden, stets sollte aber die Foliendicke nicht größer als etwa 500 μίτι sein. Die Glasplatte I trägt an ihrer der Glasfolie 2 zugewandten Seite einen elektrisch leitenden Belag 4, die Glasfolie 2 an ihrer Vorderseite die in üblicher Weise segmentierten Elektroden 6. Um die Glasfolie 2 von der vorderen Glasplatte I und der Abschlußplatte 3 in einem gewünschten Abstand zu halten, sind die Umfangsbereiche der beiden äußeren Platten 1, 3 von einer Anzahl U-förmig gebogener Metallbügel 7 umgriffen, so daß zwischen die einzelnen Glasplatten jeweils ein Schenkel der Metallbügel 7 zu liegen i-ommt. Die Umfangsflächen der Glasplatten samt den sie umfassenden Metallbügeln 7 sind mit Glaslot 8 miteinander fixiert. Dadurch werden zwischen den einzelnen Glasplatten zwei hermetisch abgeschlossene Kammern 9, 11 gebildet, von denen die vordere den Flüssigkristall, die hintere Kammer im vorliegenden Ausführungsbeispiel Quecksilber enthält (beide Flüssigkeiten sind in der Zeichnung nicht dargestellt).

Der geschilderte Schirm kann so zusammengesetzt werden, daß zunächst in einem ersten Schritt die beiden Glasplatten 1 und 2 miteinander verbunden werden. Erst in einem zweiten Verfahrensschritt wird dieser Einheit dann der Abschlußteil 3 angesetzt. Schließlich können dann der Flüssigkristall und das reflektierende Medium eingegeben werden. Bei einer derartigen Montageabfolge verfügt man nach dem ersten Schritt über eine Elementarzelle, die für eine Reihe von verschiedenen Betriebsarten (Durchlicht-, Tandem-, Reflexionsbetrieb) geeignet ist und somit die Fertigung eines ganzen Typenprogramms zu rationalisieren hilft.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann der Anzeigeschirm statt einer auch mehrere hintereinandergesetzte FK-Zellen enthalten oder auch mit einer künstlichen Lichtquelle an Stelle von Tageslicht beleuchtet sein. Schließlich besteht noch die Möglichkeit, in die hintere Kammer statt der benannten Materialien oder zusätzlich zu diesen auch andere Stoffe wie beispielsweise ein phosphoreszierendes Medium zu geben. Das Nachleuchten von geeigneten Phosphoren kann genutzt werden, um auch in dunklen Räumen Kontraste zu erzeugen (mit Tageslicht hergestellte helle Bilder vor dunklerem Hintergrund erschienen nachts als dunkle Bilder vor hellerem Grund).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkristall-Anzeigeschirm mit einer Flüssigkristall-Schicht mindestens zwischen zwei zueinander parallelen, transparenten Wandungsteilen, die auf ihren einander zugewandten Flächen einen transparenten, elektrisch leitenden Bek.g, insbesondere Elektrodenmuster, tragen und bei denen das eine Wandungsteil (Folie) wesentlich dünner als das andere Wandungsteil ist und mit seiner der Flüssigkristall-Schicht abgewandten Seite an eine Reflexionsschicht grenzt, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Reflexionsschicht als ein teilweise bis vollständig reflektierendes Medium in einer von der Folie (2) und einem dritten Wandungsteil (Abschlußteil 3) gebildeten Kammer (Π) befindet, in welche das Medium in flüssigem oder gasförmigem Zustand eingebracht ist

2. Flüssigkristall-Anzei^eschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium eine fluoreszierende Flüssigkeit ist.

3. Flüssigkristall-Anzeigeschirm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußteil (3) mit einer spiegelnd reflektierenden Metallschicht versehen ist

4. Flüssigkristall-Anzeigeschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Medium ein Metall oder eine Metall-Legierung ist.

5. Flüssigkristall-Anzeigeschirm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Medium Quecksilber oder Woodsches Metall ist

6. Flüssigkristall-Anzeigeschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Medium eine höherviskose Flüssigkeit, vorzugsweise öl mit einer fein dispersiven Aufschwemmung von Metallpulver, ist

7. Flüssigkristall-Anzeigeschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls über Distpnzstücke (7) voneinander beabstandeten Wandungsteile (1, 2, 3) aus Glas bestehen und an ihren Rändern mit einem Abschluß aus Glaslot (8) hermetisch dicht miteinander verfestigt sind.

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