DE2451626C3

DE2451626C3 - Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2451626C3
Application number: DE2451626A
Authority: DE
Inventors: Toshihide Kawashima; Takashi Oozeki; Tatsuya Yamada
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1973-10-31
Filing date: 1974-10-30
Publication date: 1980-10-09
Also published as: JPS5074445A; GB1489893A; FR2250174A1; JPS5343413B2; DE2451626A1; US3975085A; HK2180A; DE2451626B2; FR2250174B1; CA1018271A

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer ersten, auf einem Substrat angeordneten Kammelektrode, bestehend aus zwei Elektrodin mit einer Anzahl von Elektrodenfingern, die in der gleichen Ebene fingerartig ineinandergreifen bzw. verschachtelt sind, mit einer zweiten Kammelektrode, bestehend aus einer dritten und einar vierten Elektrode mit einer Anzahl von Elektrodenfingern, die jeweils in der gleichen Ebene fingerartig ineinandergreifen bzw. verschachtelt sind, wobei die erste und die zweite Kammelektrode einander derart gegenüber angeordnet sind, daß ihre Elektrodenfinger einander unter einem vorbestimmten Winkel schneiden, mit zwischen den beiden Kammelektroden am Substrat angeordneten Flüssigkristallmaterial und mit einer Treiberspannungsquelle zur Anlegung je einer Treiberwechselspannung zwischen die beiden Elektroden der ersten und zwischen die beiden Elektroden der zweiten Kammelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberwechselspanniingen derart zueinander phasenverschoben sind, daß die Flüssigkristallmoleküle beeinflussende elektrische Drehfelder erzeugbar sind.

Es ist eine Flüssigkrisiall-Anzeigevorrichtung mit eimer solchen Schichtkonstruktion bekannt, bei welcher ein Flüssigkristallmaterial zwischen zwei Glasgrundschichten oder -Substrate eingefügt ist, wobei eine Treiberspannung zwischen durchsichtigen, einander gegenüberliegend auf den Glassubstraten angeordneten Elektroden angelegt wird. Bei dieser Vorrichtung muß

''5 der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Elektroden und somit zwischen den beiden gegenüberliegenden Glassiibstraten ausreichend verkleinert sein, um die Treiberspannung senken zu können. Der

Abstand zwischen den Glassubstraten wird dabei üblicherweise auf 6 bis 25 μ festgelegt. Es ist dabei jedoch sehr schwierig, diesen Abstand über die Gesamtfläche der Substrate hinweg gleichmäßig zu halten. Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit, daß die Wiedergabeeigenschaften, etwa der Kontrast, örtlich unterschiedlich sind. Außerdem läßt sich die Anzeigevorrichtung mit dieser Schichtkonstruktion nur mit niedriger Produktionsleistung und mit hohen Kosten herstellen, woraus weitere Nachteile resultieren.

Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit fingerartig ineinandergreifenden bzw. Kammelektroden, welche die Mangel der genannten Vorrichtung zu verbessern vermag, ist in einem Artikel mit dem Titel »Singular Electrooptical Characteristics of Liquid ,5 Crystal Display with Interdigital Electrode« in »SID Symposium Digest of Technical Papers«, S. 36 und 37, herausgegeben im Jahre 1973 von der Society of Information Display in den Vereinigten Staaten von Amerika, beschrieben. Bei dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist eine erste Kammelektrode aus zwei Elektroden mit einer Vielzahl von Elektrodenfingern, die fingerartig ineinandergreifend bzw. verschachtelt in der gleichen Ebene angeordnet sind, auf einem ersten Substrat vorgesehen, das zusammen mit einem zweiten Substrat zwischen sich ein Flüssigkristallmaterial einschließt Auf dem zweiten Substrat ist eine zweite Kammelektrode aus einer dritten und einer vierten Elektrode vorgesehen, die mehrere in der gleichen Ebene liegende, ineinandergreifende Elektrodenfinger aufweisen. Die Finger der oberen Kammelektrode schneiden dabei die Finger der unteren Kammelektrode unter einem Winkel von 90°. Zwischen die erste und di~ zweite sowie zwischen die dritte und die vierte Elektrode werden Treiberwechselspannungen angelegt. Ferner werden an die obere Kammelektrode und an die untere Kammelektrode Treiberspannungen mit der gleichen Phase angelegt. Da die Kammelektrode in ein und derselben Ebene ausgebildet ist, stellt die Gleichförmigkeit zwischen den beiden Glassubstraten im Vergleich zur herkömmlichen Anzeigevorrichtung mit Schichtkonstruktion keine besondere Schwierigkeit dar. Bei der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit solchen Kammelektroden hängen die Gleichmäßigkeit des elektrischen Feldes sowie die Verringerung der angelegten Spannung vom gegenseitigen Abstand zwischen den Elektrodenfingern ab. Es ergeben si -h dabei keine ernstlichen technischen Probleme, wenn die Breite oder der Abstand der Elektrodenfinger in der Größenordnung von etwa 10 bis 25 μ festgelegt wird. Es ist zu beachten, daß die einander gegenüberliegende Anordnung der beiden Kammelektroden dem Zweck der Verbesserung des Stre'iwirkungsgradt des Flüssigkristallmaterials dient.

Bei der vorstehend beschriebenen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit Kammelektroden ist jedoch bezüglich der Wiedergabeeigenschaften kein großer Unterschied gegenüber der herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit Schichtkonstruktion zu beobachten, und es kann dabei lediglich ein Kontrast von etwa 30 :1 sowie ein Ansprechverhalten mit einer Ankling- oder Anstiegszeit von einigen zehn Millisekunden bis zu mehreren hundert Millisekunden und eine Auskling- oder Abfallzeit von einigen hundert Millisekunden bis zu mehreren Sekunden realisiert fts werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe beiteht darin, eine Flüssp-Vristall-Anzeigevorrichtung der eingang* definierten Art zu schaffen, bei welcher sowohl der Kontrast als auch das Ansprechverhalten erheblich verbessert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der eingangs definierten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Treiberwechselspannungen derart zueinander phasenverschoben sind, daß die Flüssigkristallmoleküle beeinflussende elektrische Drehfelder erzeugbar sind.

Bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung werden in Folge der Anlegung von phasenverschobener: Treiberwechselspannungen sich drehende bzw. rotierende elektrische Felder erzeugt. Infolgedessen werden die Flüssigkristall-Moleküle heftig in Drehung versetzt bzw. gestört was zu einer erheblichen Verbesserung des Kontrastes sowie der Ankling- oder Ausklingzeit führt

Darüber hinaus kann eine gewünschte Graustufungs- oder Halbtonanzeige erzielt werden, indem der Phasenunterschied der Treiberwechselspannungen entspre chend ausgewählt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bia 10.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 37 996 ibt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung beka..nt, die nach Art einer X-Y Matrix-Anzeigevorrichtung aufgebaut Lu Diese bekannte Anzeigevorrichtung enthält ein X-Elektrodenglied, welches eine Anzahl von auf einer Oberfläche einer ersten Platte aufgebrachter band förmiger -Y-Elektroden aufweist, und enthält auch ein V-Elektrodenglied, welches eine Anzahl von auf einer Oberfläche einer zweiten Platte aufgebrachter bandförmiger V-Elektroden aufweist, wobei mindestens eines der A'-V-Elektrodenglieder lichtdurchlässig ist. Der Flüssigkristall füllt den Raum zv/ischen den λ'- und y-Elektrodengliedern aus und weist bei Wechselstrombetrieb eine Schwellenspannung auf, oberhalb welcher der Flüssigkristall eine Veränderung in üer Transparenz erfährt Ferner ist ein Signalgenerator zur Erzeugung von X-Adressensignalen und mit letzteren synchronisierten Bildsignalen vorgesehen, weiter eine mit dem S'gnalgenerator und jeder der X-Elektroden gekoppelte Einrichtung, die jeder der X-Elektroden. die von jedem der von dem Signalgenerator erzeugten X-Adressensignale adressiert sind, einen .Y-Adressenimpuls zuführt, der eine Steuerwechselspanrung mit einer bestimmten Frequenz, einer bestimmten Phase, einem bestimmten Zeitintervall, einer Amplitude und einer Durchschnittshöhe aufweist. Ferner ist eine zweite, mit dem Signalgenerator zur Erzeugung der V-Signale gekoppelte Einrichtung vorhanden, die an jede V-Elektrode jeweils ein V-Signal liefert, welches eine Wechselspannung mit der genannten Frequenz, einer zweiten bestimmten Amplitude, einer zweiten Duichschnittshöhe und einer während eines mit einer Veränderung bei dem entsprechenden Bildsignal veränderbaren Zeitintervalls und einer zweiten Phase aufweist, wobei die Amplitude des V-Signals nicht höher als die Schwellenspannung ist, jedoch größer ist als ein Drittel letzterer 'ind im wesentlichen gleich der Hälfte der ersten bestimmten Amplitude des A"-Adressenimpulses ist.

Mit Hilfe dieser bekannten Anordnung soll eine Veränderung in der Transparenz des Flüssigkristalls an dem betreffenden angesteuerten Punkt erreicht werden.

Bei dieser beka ir>ten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird die Anregungsspannung an einem Anzeigeelement bzw. an dem Schnittpunkt einer A"-Elektrode

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mit einer V-F.lcklrodc (furch Addition von zwei den irr nannten Elektroden aufgedrückten Spannungen er reich! und /war einerseits durch einen an die Λ l.lek-Irode angelegten X- Adressen impuls und durch ein an die V-Elektrode angelegtes V-Signal. Der 1 lüssigkristuU /wischen den X- und V-Elektroden besitzt eine Schwellenspannung, oberhalb welcher der I lüssigknstall eine Veränderung der Transparenz erführt. Der Λ -Adressenimpuls bildet dabei eine Steuerwcehselspanniing, d. h. einen Teil einer Wechselspannung, die mt einem zugeordneten bildsignal synchronisiert ist.

Aus der deutschen Offcnlcgung,schrift 21 50 621 ist eine Steuerschaltung bekannt, die insbesondere für eine Ilüssigkrislall-Zelle geeignet ist, wobei jedoch die IlüssigkriMall-Zcllc keine kammartig ausgebildeten Kleklroden besitzt, die ein Matrix-Feld von Bildpunkten an ihren Kreuzungsstellen definieren. F.s handelt sich hierbei um eine FKissigkristall-Zelle, die scgmentförtnige {Elektroden besitzt, um durch Ansteuerung bestimmter Segmente Ziffern anzuzeigen. Diese einzelnen Elemente bzw. {Elektroden der flüssigkristall-ZeIIe werden durch Wechselspannungen angesteuert.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der !Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. {Es zeigt

I ι g. I eine Ilüssigkristall-Anzeigevorrichtung ge mäl.l einer Ausführungsform der !Erfindung, die eine An/eige/clle und eine Trciberspannungsqiielle aufweist.

I i g. 2 eine Schnitt-Seitenansicht der Zelle gemäll I ig. 1.

Fig. 3A eine schematische Darstellung zur IEi läuterung der Arbeitsweise der Anzeigeteile.

I i g. 3B Wellenformen von an die Anzeigezelle angelegten Treiberspannungen.

I i g. 4 bis 7 Kennlinien zum Vergleich zwischen der erfindungsgcniäBcn Anzeigevorrichtung und einer herki mi ml ich cn Anzeigevorrichtung.

I i g. 8 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Anzeigezelle genial.! einer abgewandelten Ausfiihrungsform der !Erfindung.

IΊ g. 9 eine schematische Darstellung einer !Elektrodenanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform

I i g. IO eine Schnitt-Seitenansicht einer Anzeige/eile milder (Elektrodenanordnung gemäß Y i g. 9.

F'ig. Il eine graphische Darstellung von Wellcnformen der an die {Elektrodenanordnung gemäß {·" i g. 9 angelegten Treiberspannungen.

Fig. 12A und 12B ein Beispiel für eine bei einer Ziffernanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung angewandte Elektrodenanordnung.

Fig. 13 ein Schaltbild einer Steuerschaltung für die Ziffernanzeigevorrichtung gemäß den Fig. I2A und 12B und Fig. 14 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Matrixanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung.

F i g. I veranschaulicht schematisch eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine Anzeigezelle 10 und eine Treiberspannungsquelle 30 vorgesehen sind. Die Anzeigezelle 10 weist zwei Glas-Substrate 11 und 21 auf. zwischen welche ein riüssigkristallmaterial eingefügt ist. Auf dem ersten Substrat 11 ist eine erste Kammelektrode 12 in Form von zwei Elektroden 13 und 14 mit Elektrodenfingern 15 und 16 ausgebildet, die — wie dargestellt — fingerartig ineinandergreifend bzw. verschachtelt angeordnet sind. Auf dem zweiten Substrat 21 ist eine zweite Kammelektrode 22 in Form Min zwei Elektroden 21 und 24 mit lEleklmdenfingcrn 2i bzw. 2h ausgebildet, die eben fill K ί ingerar tig ine ι mi tide ι greifen bzw. verschachtelt sind. Die Finger der ersten Kammclckirode 12 und die linger der /«eilen ^ Kammelektrode 22 Mild iiilcr einem viirheslinimlcn W inkel. /. Il von 90 . zueinander angeordnet.

Die beiden kammclcklrnden 12 und 22 sind dun ^; l'hoioaizung eines dünnen (>\idfilms oder i-nu χ aufgedampften I ilnis, etwa aus Indi'imoxid. (iol I usu .

ι» gebildet.

Die beiden !Elektroden M und 14 der tsIcii Kammelektrode 12 sind an Speiseklciiimen 17 b/w. IH angeschlossen, während die beiden Elektroden 23 und 24 der zweiten Kammclektrode 22 mit Speiscklemmen 27 bzw. 28 verbunden sind.

I ι g. 2 ist eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht der Anzeigezelle 10. In dieser Figur sind die den feilen von !•"ig. I entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, so dall eine weitere !Erläuterung

JO entfallen kann. Das zwischen die üias-Substraic ii und 12 eingefügte Fltissigkristallmaterial 40 ist durch einen Kunststoffeinsatz 41 abgedichtet.

An die Klemmen 17, 27, 18 und 28 der erfindungsge mäßen I liissigkristallAnzeigevorrichlung werden von der Treiberspannungsquelle 30 her I 1 eibcrwechsel spannungen A. Ii. C'bzw. /Jangelegt, die eine zueinander verschobene Phase besitzen. Die Trciberspannungs quelle 30 weist einen Sinuswellenoszillator 31, l'hascnschiebei.ielze 32 zui Phasenverschiebung einer vom

.10 Oszillator 31 gelieferten Sinuswcllc von mehreren kHz zur Lieferung der phasenverschobenen Treiberspan nungen A bis D sowie Verstärket 33, 34, 35 und 36 zur Verstärkung der Treiberspannungen A bis D aiii zweckmäßige Werte auf.

Beim vorteilhaftesten Phasenverhältnis der an die Anzeige/eile gemäß F i g. 1 angelegten Trciberwechselspannungcn sind diese Spannungen A. B. C und L gemäß Fig. 3B der Reihe nach jeweils um 90" phasenverschoben Dabei sind also die an die erste Kammelektrodc 12 angelegten Spannungen A und C ebenso wie die an die zweite Kammelcktrode 22 angelegten Spannungen öund D jeweils um 180" außei DUnr-n iiminnni-lnr

Wenn die Treiberwechselspannungen A bis D mil dem Phasenverhältnis gemäß Fig. 3B an die beider Kammclcktroden 12 und 22 angelegt werden, wire¹ ersichtlicherweise in jedem Raum um die einander schneidenden Elektrofinger der beiden Kammclektroden herum ein sich drehendes elektrisches Feld erzeugt wie es in Fi g. 3A jeweils durch einen Pfeil angedeutei ist. Durch das rotierende elektrische Feld werden die Flüssigkristallmoleküle heftig in Drehung versetzi bzw gestört, so daß sie eine Lichtstreuung bewirken.

Als Flüssigkristallmaterial kann ein beliebiger nemati scher Flüssigkristall oder ein nematisch-cholesterischei Mischflüssigkristall verwendet werden. Wenn die Glasoberfläche so behandelt wird, daß die Flüssigkri Stallmoleküle beim Fehlen eines elektrischen Felde; senkrecht oder waagerecht zur Glasoberfläche orten tiert sind, kann ein hoher Kontrast erzielt werden.

Unter Verwendung eines Flüssigkristalls aus einerr MBBA (4'-MethoxylbenzyIiden-4-n-butylanilin)-EBBi* (4'-Äthoxy-benzyliden-4-n-butylanilin)-Mischflüssigkristall wurde eine Flüssigkristall-Anzeigezelle durcf Behandlung einer Glasoberfläche mit Lecithin herge stellt, so daß die F'üssigkristallmoleküle beim Fehler eines elektrischen Felds praktisch senkrecht zui Glasoberfiäche orientiert waren. Sedann wurde eir

Versuch /ur llcsiimmung des Verhältnisses /wischen der angelegten Spannung und der I .ichldiin hl;issiukuiI (transmitliviu) durchgeführt, dessen Ergebnis in I- ι g. 4 dargestellt ist. In I ι g. 4 gibt die (>i dinate die Werte an. du.· bei einer l.icnidurchlässigkeit von ΚΗΓΊι bei nicht ■inliegendem elektrischen l-'eld erhalten werden, wallrend auf der Abs/issc die effektiven Spannimgsweric des angelegten Wechselslmmsignals aufgelragcn sind. Kurvt i /cig! die Kennlinie der An/eigcstelle für den !■'all. dall die fortlaufend um MO phasenverschobenen Wechselspannungen Λ. Ii. (und I) .Speiseklemmen 17, 27, 18 b/w. 28 angelegt werden. Da die Durchlässigkeit bei einer angelegten Spannung von JO V etwa 0.12% betragt, kann — wie aus Kurve I hervorgehl — ein Kontrast von 100/0.12 = 800. d.h. von etwa 800:1. en eicht werden, indem die 30 V-Spannung im Ein-Aus-Betrieb gesteuert wird. Kurve Il zeigt die Kennlinie einer herkömmlichen An/cige/clle. bei welcher Wechselstromsignalc mit der gleichen !'hase an die Klemmen 57 iii'iu 27 üi'iu WeiiiSeiMiwiiiMgnaie inii der gleichen Phase an die Klemmen 18 und 28 angelegt werden. Wie aus Kurve Il hervorgeht, liegt der Kontrast bei etwa 30 : 1, da die Durchlässigkeit bei einer angelegten Spannung von 30 V etwa 3% beträgt. Aus den Kurven I und Il ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße An/eigezelle bezüglich der anderen Spannungswerte im Vergleich zur bekannten Anzeigez.elle beträchtlich verbessert ist.

Auch bezüglich des Ansprechverhaltens ist die erfindungsgemäße Anzeigez.elle gegenüber der bekannten Anzcigezelle verbessert. F i g. 5 zeigt die Kennlinien für d«s Verhältnis zwischen der angelegten Spannung und der Ankling- oder Steigzeit, d. h. einer für die Erhöhung des Streuprozentsatz.es von 10% auf 90% erforderlichen Zeitspanne. In F i g. 5 stellt die Kurve I die Kennlinie der erfindungsgemäßen Anzeigezelle und die Kurve Il diejenige der bekannten Anzeigezelle dar. Ersichtlichcrweisc ist die Anklingz.eit der erfindungsgemäßen Zelle im Vergleich zu derjenigen der bekannten Zelle erheblich verkürzt.

F i g. 6 veranschaulicht die Kennlinien des Verhältnisses zwischen der angelegten Spannung und der Alisklinp- odpr Ahfalbpit H h tinr für Hip Vprrinopnino des Streuprozentsatzes von 90% auf 10% erforderlichen Zeitspanne. Die auf der Abszisse aufgetragene Spannung ist dabei die angelegte Spannung vor dem Abschalten der Stromquelle. Kurve I gibt dabei die Kennlinie der erfindungsgemäßen Zelle und Kurve Il diejenige der bekannten Zelle wieder.

In Fig. 7 entsprechen die Kurven I und Il den gleichen Kurven von Fig.4. Die Kurve III gibt die Kennlinie der Anzeigezelle für den Fall an, daß die Klemme 28 ( F i g. 1) an Masse liegt und die Spannungen A, Bund Cgemäß Fi g. 3B an die anderen Klemmen 17,

27 bzw. 18 angelegt werden. Die Kurve IV veranschaulicht die Kennlinie in dem Fall, daß die Klemmen 18 und

28 an Masse liegen und die um 90° zueinander phasenverschobenen Spannungen A und B an die Klemmen 17 bzw. 27 angelegt sind. Wie aus Fig.7 ersichtlich ist. besitzt die erfindungsgemäße Anzeigezel-Ie selbst dann, wenn die zueinander phasenverschobenen Wechselstromsignale nicht an die Klemmen 17, 27, 18 und 28 angelegt werden, im Vergleich zur bekannten Anzeigezelle einen ausgezeichneten Kontrast.

F i g. 7 zeigt, daß auch bei gleicher angelegter Spannung eine gewünschte Anzeige mit mittlerem Kontrast durch zweckmäßige Auswahl des Verfahrens der Spannungsanlegung gewährleistet werden kann.

Dies bedeutet auch, daß die Anzeige mit mittlerem Kontrast auch dadurch realisiert werden kanu, daß der l'hasenunlerschied der an die Elektroden angelegten Spannungen entsprechend variiert wird Wenn z. B. die an /wei benachbarte der Klemmen 17, 27, 18 und 28 anzulegenden Wcchselspannungcn in einen Bereich von 0 bis 90 variiert werden, kann eine Anzeige mit jedem beliebigen mittleren Kontrast im Bereich /wischen dem größten und dem geringsten Kontrast, bei denen der l'haseminterschied 90" b/w. 0 beträgt, er/ielt werden. Ersichtlicherwcisc wird die genannte Wirkung dadurch erzielt, daß die Phase der an mindestens eine der Klemmen 17, 27, 18 und 28 angelegten Wechselspannung gegenüber der an die andere(n) Klemmc(n) angelegten Wechselspannung verschieden gewählt wird.

Bei der bekannten EUissigkristall-An/.eigevorrichtung wird eine Anzeige mit mittlerem Konirast durch Änderung der Größe der angelegten Spannung bewirkt, in dem Teil der Kurve der angelegten Spannung und der Durchlässigkeit, welche eine abrupte y-Charaktcristik zeigt, macht sich jedoch eine geringe Änderung der Größe der angelegten Spannung als größere Änderung der Durchlässigkeit bemerkbar, so daß es schwierig ist. eine Anzeige mit mittlerem Konirast zu realisieren. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine solche Anzeige mit mittlerem Kontrast durch den Phasenunterschied der Treiberspannungen und nicht durch die Größe der angelegten Spannungen erreicht werden kann.

Die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anz.eigezelle ist nicht auf eine Konstruktion gemäß F i g. 2 beschränkt. Gemäß F i g. 8 kann eine solche Anzeigezelle beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß eine erste Kammerelektrode 53 auf dem einen von zwei Glas-Substraten 51 und 52, bei der dargestellten Ausführungsform auf dem Substrat 51, ausgebildet wird, zwischen die ein Flüssigkristallmaterial 50 eingefügt wird, und sodann eine zweite Kammelektrode 55 auf einer Isolierschicht 54. etwa aus Siliziummonoxid, Siliziumdioxid, Yttriumoxid od. dgl, die über der ersten Kammelektrode 53 auf dem Substrat 51 angeordnet ist,

· " * I . · ι fj ■ J- w . L** η e ·Ιι 'Λ /A'

Finger der beiden Kammelektroden 53 und 55 einander auf die gleiche Weise wie in F i g. 1.

Obgleich bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zwei Kammelektroden vorgesehen sind, ist die Erfindung nicht auf eine solche Flüssigkristall-Anzeigezelle beschränkt. Gemäß F i g. 9 können beispielsweise die Finger von drei Kammelektroden 61, 62 und 63 so angeordnet sein, daß sie einander unter einem Winkel von 120" oder 60° schneiden. Hierbei werden die fortlaufend um 120° zueinander phasenverschobenen Wechselspannungen gemäß F i g. 11, d. h. Dreiphasen-Wechselspannungen A. Bund Can die betreffenden Klemmen 64, 66 und 68 der Kammelektroden 61, 62 bzw. 63 angelegt, während gegenüber den Wechselspannungen A, Bund Cum 180° phasenverschobene Wechselspannungen D, E und F an die anderen Klemmen 64, 66 bzw. 68 der Kammelektroden 61, 62 bzw. 63 angelegt werden. Unter diesen Spannungsbedingungen kann die wirksamste Anzeige gewährleistet werden. Bei dieser Ausführungsform ist ersichtlich, daß zur Gewährleistung einer Anzeige mit mittlerem Kontrast der Phasenunterschied zwischen den Wechselspannungen zwangsläufig geändert werden kann.

Die Konstruktion gemäß Fig. 10 wird als für die Realisierung der Elektrodenanordnung gemäß F i e. 9

als vorteilhaft angesehen, liei der Konstruktion gemäß I' i g. IO ist eine erste Kammelcktrode 61 auf dem einen von zwei Glas-Substraten 71 und 72. im dargestellten lall auf dem Substrat 71. ausgebildet, /wischen welche ein I liissigkristallniaterial 70 eingefügt ist. Hine /weile -, Kammelcktrode 63 ist über einer Isolierschicht 73 auf der Kammelcktrode 61 ausgebildet, wahrend eine drille Kammelektrode 62 auf dem anderen Glas-Substrat 72 vorgesehen is .

Die Erfindung läßt sich als eine Digitalanzeigeeinheit mit sieben Anzeigeelementen anwenden. Hierbei wird gemäß F i g. Ι2Λ ein erster Sri(/ von Kammelektroden It bis 87 entsprechend den sieben Klektrodenclcmcnten auf einem Substrat 80 ausgebildet. Die eine Elektrode jeder Kammelektrode ist dabei mit einer Sammclklem- r, me /iC'vcrbunden, während die anderen Elektroden der Kammelektroden 81 bis 87 jeweils mit einer Klemme A 1 bis Λ 7 verbunden sind. Gemäß Fig. I2B kann ein zweiter Satz von sieben Kammelektroden 91 bis 97 entsprechend den sieben Elcktrodenelementen auf i» einem anderen Substrat 90 ausgebildet werden, wobei die eine Elektrode jeder dieser Kammelektroden an eine Sammclklemme ßCangeschlossen ist. während die anderen Elektroden der Kammelektroden 91 bis 97 mit Klemmen B 1 bis B 7 verbunden sind. Diese Kammelcktroden 81 bis 87 und 91 bis 97 sind dabei so auf dem betreffenden Substrat 80 bzw. 90 angeordnet, daß dann, wenn das eine Substrat mit dazwischen befindlichem Flüssigkristallmaterial auf dem anderen Substrat angeordnet ist. die einander entsprechenden bzw. _}n zugeordneten Kammelektroden des ersten und des zweiten Satzes einander zugewandt sind, während ihre Finger einander unter einem vorbestimmten Winkel schneiden.

Fig. 13 veranschaulicht ein Beispiel für eine Steuer- _J5 schaltung für die vorgenannte Digitalanzeigevorrichtung mit sieben Elementen. Die beispielsweise von einem Zifferndekoder gelieferten Auswahlsignale a I bis a 7 werden an die ersten Eingangsklemmen von Torschaltungen 101 bis 107 angelegt, während das Wechselstromsignal A gemäß Fig. 3B an die zweite Eingangsklemme jeder Torschaltung 101 bis 107 angelegt wird. Die Anst^uer- oder Auswahlsignale a I bis a 7 werden auch an die ersten tingangsklemmen von Torschaltungen 111 bis 117 angelegt, während das Wechselstromsignal B (Fig. 3B) an die zweite Eingangsklemme jeder Torschaltung 111 bis 117 angelegt wird. Die Ausgangssignale der Torschaltungen 101 bis 107 liegen an Klemmen A \ bis A 7 an, während die Ausgangssignale der Torschaltungen 111 bis 117 an _Μ Klemmen Bi bis 57 angekoppelt sind. Ein gemeinsames bzw. Sammelauswahlsignal Cm wird an eine erste Eingangsklemme einer Torschaltung 108 angelegt, an deren zweite Eingangsklemme das Wechselstromsignal Cgemäß Fig.3B angelegt wird. Das Sammelauswahlsignal Cm wird außerdem an eine erste Eingangsklemme einer Torschaltung 118 angelegt, deren zweiter Eingangsklemme des Wechselstromsignal D gemäß Fig.3B aufgeprägt wird. Die Ausgänge der Torschaltungen 108 und 118 sind dabei jeweils an die Klemmen _ω ACbzv/. ßCangeschlossen. Wenn das Auswahlsignal an die erste Eingangsklemme der Torschaltung angelegt wird, wird diese aktiviert, so daß sie das an ihrer zweiten Eingangsklemme anliegende Wechselstromsignal an ihrer Ausgangsklemme erscheinen läßt. Das Sammelauswahlsignal Cm liegt an, wenn mindestens eines der Auswahisignaie a 1 bis al anliegt. Das Sammeiauswahisignal Cm kann somit das Ausgangssignal eines ODER-Gliedes sein, welchem die Auswahlsignale n I bis <·; ?' aufgedrückt werden.

Wenn beisp.Jsweise die Auswahlsignale ;i 1. :i 3, ;/ 4. afc· und α 7 vorhanden sind, wird das Wechselslronisignal Λ ( I i g. 5!-J) an die Klemmen A I, Λ 3. A 4. Λ 6 und Λ7 gemäß Fig. I2A. das WcchseKtromsignal ( (Fig. JH) an die Sammelklemme AC. das Wcchselstromsignal B( Fig. 3B) an die Klemmen B 1. B 3, 114. Bb und Bl gemäß F i g. 12B und das Wechselstromsignal D (F ig. 3B) an die Sammelklemme BC angelegt. Infolgedessen wird eine Ziffer »2« angezeigt. Auch bei dieser Digitalan/eigevorrichiung kann eine Digitalanzeige mit dem gewünschten Konirast dadurch erreicht werden, daß die Spannungszufuhr zu jeder Klemme oder der Phasenunterschied der Wcchselstromsignale entsprechend gewählt wird. Bei einer Digiialanzeigcvorrichiung zur Wiedergabe von mehreren Ziffernrollen) kann eine »dynamische Treiberanzeige« (dynamic drive display) dadurch erreicht werden, daß unter Aiisnin/ting der schnellen Anklingeigenschaften der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichlung eine Ziffernanzeige sequentiell /n einer weiteren geschaltet wird.

Im folgenden ist an Hand der Fig. 14 die Anwendung der Erfindung auf eine X-Y-Matrixanzeige erläutert. Gemäß Fig. 14 sind eine Elektrode CY sowie Elektroden Kl, Y2...Yn in der gleichen Ebene angeordnet, während eine Elektrode CX sowie Elektroden Xi, X2...Xn so angeordnet sind, daß sie die Elektroden CY. Vl, Y2...Yn unter einem rechten Winkel schneiden. In diesem Fall kann der gewünschte Abschnitt bzw. können die gewünschten Abschnitte eines Flüssigkristalle dadurch zum Leuchten angeregt werden, daß normalerweise Spannungssignale C, D (Fig. 3B) an die Elektroden CX und CY angelegt werden und den anderen Elektroden der X- und Y-Anordnungen selektiv Spannungen aufgeprägt werden. Wenn beispielsweise Spannungssignale A, ßgemäß F i g. 3B an die Elektroden Λ 3 und Y3 angelegt werden, kann ein dem durch den gestrichelten Kreis in Fig. 14 angedeuteten Bildelement /*33 entsprechender Abschnitt des Flüssigkristalls angeregt werden, so daß an dieser Stelle eine Anzeige geliefert wird. Auf diese Weise kann durch selektive Ansteuerung jedes Bildelements ein Bild wiedergegeben werden. Es braucht dabei nicht näher erläutert werden, daß auch eine Anzeige mit mittlerem Kontrast hervorgebracht werden kann, indem Größe. Phasenunterschied usw. der an die Elektroden angelegten Spannungen entsprechend gewählt werden. Bei einer solchen Matrixanzeige wirft jedoch ein Einstreuungsrauschen oder Nebenstreuen gewisse Schwierigkeiten auf. Wenn beispielsweise das Bildelement P33 dargestellt wird, wird eine »Halbauswahl« auf Grund der Anlegung der Spannungen an die Elektroden X3 und K 3 bewirkt, wodurch in manchen Fällen der Kontrast eines wiedergegebenen Bilds beeinträchtigt wird. Da jedoch erfindungsgemäß ein sich drehendes elektrisches Feld an das Bildelement P33 und — wie bei der bekannten Vorrichtung — ein elektrisches Feld an die Matrixabschnitte, mit Ausnahme des Abschnitts P 33, längs der Elektroden X3 und K3 angelegt wird, ist die Ankling- oder Anstiegszeit zwischen dem Abschnitt P33 und den anderen Abschnitten wesentlich unterschiedlich. Bei entsprechender Wahl der Abtastgeschwindigkeit kann mithin die Streuung bzw. Anregung lediglich am Abschnitt P 33 bewirkt werden. Auf diese Weise kann ein Einstreuungseffekt ausgeschaltet werden. Falls die Abtastgeschwin-

ciigkv.,1 nicht zweckmäßig gewählt werden kann, kiinn jeglicher RinfluU von KinstrcMiinpsraiischcn auf dir Hiklqiiiilität durch gemeinsame Anwendung des bekann-It-η [J()fjpelfreqiKMi/-lJberlagertingsverfiihrens. des l/i-Vorspannverfahrens usw. ausgeschaltet werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer ersten, auf einem Substrat angeordneten Kammelektrode, bestehend aus zwei Elektroden mit einer Anzahl von Elektrodenfingern, die in der gleichen Ebene fingerartig ineinandergreifen bzw. verschachtelt sind, mit einer zweiten Kammelektrode, bestehend aus einer dritten und einer vierten Elektrode mit einer Anzahl von Elektrodenfingern, die jeweils in der gleichen Ebene fingerartig ineinandergreifen bzw. verschachtelt sind, wobei die erste und die zweite Kammelektrode einander derart gegenüber angeordnet sind, daß ihre Elektrodenfinger einander unter einem vorbestimmten Winkel schneiden, mit zwischen den beiden Kammelektroden am Substrat angeordnetem Flüssigkristallmaterial und mit einer Treiberspannungsquelle zur Anlegung je einer Treiberwechselspannung zwischen die beiden Elektroden der ersten und zwischen die beider. Elektroden der zweiten Kammelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberwechselspannungen derart zueinander phasenverschoben sind, daß die Flüssigkristallmoleküle beeinflussende elektrische Drehfelder erzeugbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenunte/schied 90° beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jede der vier Elektroden (13,14,23, 24) eine gesonderte Treiberwechselspannung (A, B, C, D) bezogen auf ein gemeinsames Bezugspotential, angelegt ist und daß die an die beiden Elektroden (13,14) der ersen Kai melektrode (12) sowie die an die beiden Elek'roden (23, 24) der zweiten Kammelektrode (22) angele^ on Treiberwechselipannungen jeweils um 180° gegeneinander phasenverschoben sind (F i g. 1 — 3B).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Kammelektrode (63) mit einer fünften und einer sechsten Elektrode mit jeweils einer Anzahl von Fingern vorgesehen ist, daß die Elektrodenfinger der fünften und der sechsten Elektrode fingerartig ineinandergreifend bzw. verschachtelt in der gleichen Ebene angeordnet sind und die Finger der ersten und der zweiten Kammelektrode (61, 62) unter vorbestimmten Winkel schneiden, und daß an jede der sechs Elektroden (64—69) eine gesonderte Treiberwechselspannung (A, B, C. D. E, F) bezogen auf ein gemeinsames Bezugspotential, angelegt ist und die an die beiden Elektroden jeder Kammelektrode angelegten Treiberwechselspaniiungen jeweils um 180° gegeneinander phasenverschoben sind (Fi g. 9— 11).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Phasenunterschied 120" beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenfinger der drei Kammelektroden (61,62, 63) einander unter einem Winkel von 120° schneiden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die TreiberspannungS'.jiiellc so gcschallct ist, daß sie an die beiden Elektroden der ersten (61). der /weiten (62) und der dritten Kammelektrodc (63) jeweils eine Spannung anlegt, clic eine Phasenverschiebung von 180" zueinander besitzen.

8. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammelekirode (22) auf einem Substrat (21) angeordnet ist, das zwischen sich und dem ersten Substrat (1 l)das Flüssigkristallmaie-

rial einschließt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammelekirode (22) unter Zwischenfügung einer Isolierschicht auf dem Substrat (21) angeordnet ist, auf dem auch die erste

ίο Kammelektrode ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sieben erste Kammelektroden (Fig. 12A, 12B) vorgesehen sind, die einen ersten Satz von Kammelektroden bilden, welche in der gleichen Ebene in einem solchen Muster angeordnet sind, daß sie in selektiver Kombination eine Ziffer darzustellen vermögen, wobei die zweiten Elektroden der Kammelektroden des ersten Satzes zusammengeschaltet sind, daß sieben zweite Kammao elektroden vorgesehen sind, die einen zweiten Satz von Kammelektroden bilden, welche in der gleichen Ebene so angeordnet sind, daß sie den Kammelektroden des ersten Satzes jeweils einzeln zugewandt sind, wobei die vierten Elektroden der Kammelektrode des zweiten Satzes zusammengeschaltet sind, und daß die Treiberspannungsquelle so geschaltet ist, daß sie die Treiberwechselspannungen in Abhängigkeit von Ansteuer- oder Auswahlsignalen selektiv an mindestens die erste und die dritte Elektrode der betreffenden Kammelektroden des ersten und des zweiten Satzes anlegt.