DE2902126A1

DE2902126A1 - Passive elektrooptische anzeigezelle

Info

Publication number: DE2902126A1
Application number: DE19792902126
Authority: DE
Inventors: Fereydoun Gharadjedaghi; Claude Laesser; Yves Ruedin; Eric Saurer; Rene Viennet
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauches SA
Priority date: 1978-06-22
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1980-01-10
Also published as: GB2023866A; CH624492A5; GB2023866B; JPS5529897A

Description

PATENTANWÄLTE

körner & Qf?ey

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE 68 D-8 MÜNCHEN SS! · WiDENMAYERSTRASSE 49 BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER

EBAUCHES S.A.

^ ■- -..*.. MÜNCHEN: DIPL.-ING. HANS-HEINRICH WEV

DIPL.-ING. EKKEHARD KÖRNER

Berlin, den 18. Januar 1979

Passive elektrooptische Anzeigezelle

(Priorität: Schweiz, Nr. 6.797/78-4 vom 22. Juni 1978)

8 Seiten Besahreibung mit 3 Patentansprüchen 1 Blatt Zeichnung

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BERLIN: TELEFON (O3O) 8313088 MÜNCHEN: TELEFON (089) 225585 KABEL: PROPINDUS · TELEX 0184-057 KABEL: PROPINDUS ■ TELEX O524244

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine passive elektrooptische Anzeigezelle mit zwei Platten, von denen mindestens die eine durchsichtig ist und zwischen denen eine Mischung aus nematischem Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie unter Zusatz von zweifarbigen Molekülen eingeschlossen ist, wobei die Innenseiten der Platten Steuerelektroden und Ausrichtungsschichten aufweisen.

Derartige Vorrichtungen sind besonders von Heilmeier (Applied Physics Letters, Bd. 13, 1968, Seiten 91 und 92), Taylor (US-PS 3 883 287) und Nagasaki (US-PS 3 9OO 248) beschrieben worden. In derartigen Vorrichtungen, die ein Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie verwenden, wird die Farbe der Fläche, die außerhalb der Anzeigebereiche liegt, durch die Absorptionsbänder der zweifarbigen Moleküle der Mischung und aller anderen möglicherweise mit der Zelle verbundenen optischen Bestandteile bestimmt» wie beispielsweise Polarisatoren, Filter, Reflektoren usw., während die Farbe der Anzeigebereiche (Abschnitte) nur durch die Absorptionsbänder dieser anderen optischen Bestandteile bestimmt wird. Aus diesem Grunde kann die Fläche außerhalb der Anzeigebereiche nur dunkler als die Abschnitte sein, was im allgemeinen wenig geschätzt wird.

Für bestimmte dieser Zellen (Heilmeier, Nagasaki) könnte eine Anzeige in dunkel auf hellem Untergrund verwirklicht werden durch Verwendung eines Flüssigkristalls mit negativer dielektrischer Anisotropie, verbunden mit homöotropen Ausrichtungsschichten auf den beiden Platten der Zelle. Diese Art von Flüssigkristall hat aber verschiedene Nachteile, insbesondere den, erhöhte Steuerspannungen zu erfordern.

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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile auszuräumen, wobei die Anzeige in dunkel auf hellem Untergrund stattfindet mittels eines Flüssigkristalle mit positiver dielektrischer Anisotropie mit allen Vorteilen, die dieses bietet, wobei die Bestimmung der Topologie der Steuerelektroden der Zelle vereinfacht ist. Außerdem erlaubt die vorliegende Erfindung die Verwirklichung von Anzeigebereichen von Dauerinformationen auf gleicher Ebene wie die Abschnitte ohne zusätzlichen Vorgang und ohne daß der Verbrauch der Zelle erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeraäß mit den im Hauptanspruch angegebenen Mitteln gelöst..

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Einzelheiten, Vorteile und Anwendungen der Erfindung werden nachstehend anhand zweier Ausführungsformem des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Schnitte zweiter Ausführungsformen von passiven elektrooptischen Anzeigezellen.

Es sei bemerkt, daß in diesen beiden Figuren die Dicke der Elemente der Zellen übertrieben worden ist, um die Deutlichkeit der Zeichnung zu erhöhen.

Die. in Fig. 1 dargestellte Anzeigezelle besteht aus zwei durchsichtigen Glasplatten 1 und 2, die durch einen Rahmen 3 getrennt sind und eine Mischung 4 aus einem nematischen

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Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie unter Zufiigung zweifarbiger Moleküle einschließen.

Die vordere Platte 1 trägt auf ihrer Innenseite durchsichtige Steuerelektroden 5, beispielsweise aus SnO₂,während die hintere Platte 2 auf ihrer Innenseite eine Steuerelektrode 6,ebenfalls aus SnO₂,trägt. Die Platte 1 ist außerdem innen mit einer ebenen nicht homogenen Ausrichtungsschicht 7 der Moleküle der Mischung 4 bedeckt. Diese Schicht

7 ihrerseits ist von einer homöotropen Ausrichtungeschicht

8 bedeckt, die nahe den Anzeigebereichen (Abschnitten) 9 unterbrochen ist. Die hintere Platte 2 der Zelle ist innen mit einer ebenen nicht homogenen Ausrichtungsschicht 10 bedeckt; die ihrerseits von einer homöotropen Ausrichtungsschicht bedeckt ist, welche nahe den Anzeigebereichen 9 unterbrochen ist.

Auf der Fläche der Zelle außerhalb der Anzeigebereich· 9 haben die Moleküle der Mischung eine homöotrope Struktur, d.h. senkrecht zur Ebene der Zelle, und zwar über die gesamte Dicke der Schicht der Mischung 4. Das einfallende Licht wird auf diese Weise nicht absorbiert, und diese Fläche der Zelle ist daher durchsichtig, wobei sie das Aussehen des Untergrundes,insbesondere seine Farbe hat.

In den nicht der Wirkung eines elektrischen Feldes unterworfenen Anzeigebereichen (Abschnitten) _f wie dem Bereich 9 links in Fig. 1, haben die Moleküle der Mischung 4 unter Einwirkung der Ausrichtungsschichten 7 und 10 eine ebene nicht homogene Struktur, die absorbierend ist, während die umgebende Fläche durchsichtig ist.

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Die Anlegung eines elektrischen Feldes E an diejenigen der Anzeigebereiche, die man nicht erscheinen lassen will, wie den Bereich 9 rechts in Fig. 1, hat die Wirkung, die Moleküle der Mischung 4 in einer homöotropen Struktur auszurichten, d.h. senkrecht zur Ebene der Zelle. Die derart aktivierten Bereiche absorbieren nicht mehr das Licht und ¹¹ löschen aus" , wobei sie durchsichtig werden und mit der umgebenden Fläche verschmelzen, die dies ebenfalls ist. Damit findet die Anzeige durch umgekehrte Steuerung statt. Diese Zelle arbeitet durch Transmission.

Die in Fig. 2 dargestellte Anzeigezelle unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 durch den Umstand, daß die ebene nicht homogene Ausriehtungsschicht 7 weggelassen ist und dia hoiaöotrope Ausrichtungsschicht 8 die Platte 1 vollständig bedeckt, sowie durch den Umstand, daß eine Streuscheibe 12 zwischen der hinteren Platte 2 bzw. der Elektrode 6 und der Schicht 10 eingesetzt wird. Die Zelle arbeitet so durch Reflexion. In den Anzeigebereichen 9, die nicht der Wirkung eines elektrischen Feldes unterworfen sind, wird die ebene Struktur durch eine Mischstruktur ersetzt, wobei die der Platte 1 benachbarten Moleküle eine homöotrope und die der Platte 2 benachbarten eine ebene Ausrichtung haben. Diese Struktur ist auch absorbierend.

Die verwendeten Ausrichtungsschichten werden auf verschiedene Weisen verwirklicht:

Die homöotrope Ausrichtung kann erhalten werden mit Hilfe von Schichten aus Aluminiumoxid, Magnesiumfluorid (siehe DE-OS 23 30 909) oder auch Magnesiumoxid, die auf jede bekannte Weise abgelagert werden können, beispielsweise durch

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kathodische Pulverisierung, durch Ablagerung in Dampfphase oder durch Verdampfung unter Vakuum, entsprechend einem im wesentlichen normalen Einfallswinkel auf das Substrat. Man kann auch ein Surfactant,wie beispielsweise Lecithin/ verwenden.

Die ebene nicht homogene Ausrichtung kann mit Hilfe von beispielsweise Silxziumoxidschichten oder SnO.-Schichten erhalten werden, die entsprechend den gleichen Verfahren wie vorbeschrieben abgelagert werden.

Wenn man anstelle von ebenen nicht homogenen Ausrichtungsschichten ebene homogene Ausrichtungsschichten ablagert, bleibt der Betrieb der Zelle der gleiche ohne Verbesserung des Kontrastes oder des Aussehens. Dies beruht auf dem Umstand, daß die verschiedenen Bestandteile des Lichtes ungleich absorbiert werden.

Es ist hervorzuheben, daß "eben" nicht bedeutet, daß die Achsen der Moleküle genau parallel zur Ebene der Zelle verlaufen, und ebenso "homöotrop" nicht bedeutet, daß diese Achsen genau senkrecht zu dieser Ebene verlaufen. Die Parallelität und die Senkrechtlage sind nur Grenzfälle.

Es ist zu bemerken, daß die vorliegende Vorrichtung die üblichen Zwänge vermeidet, denen die Bestimmung der Topologie der Elektroden unterworfen ist. Tatsächlich bildet sich dort, wo die Projektion des Musters einer Elektrode der vorderen Platte auf der hinteren Platte das Muster einer Elektrode dieser kreuzt, ein elektrisches Feld, daß dazu neigt, die Moleküle der Mischung nach einer homöotropen Struktur auszu-

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richten, die genau der Struktur der Mischung auf der Fläche der Zelle entspricht, die außerhalb dar Anzeigebereiche liegt. Es besteht also keine Gefahr, daß die Kreuzungspunkte ungewollt sichtbar werden. Die Verwirklichung des Musters der Elektrodennetze, die von den beiden Platten getragen werden, ist außerordentlich vereinfacht. So könnte die eine der Platten völlig mit einer Leitschicht bedeckt sein. Diese Verbesserung kann als eine wesentliche Vereinfachung angesehen werden.

Schließlich ist festzustellen, daß man in der vorliegenden Vorrichtung ständige Anzeigebereiche vorsehen kann, d.h. Bereiche gleicher Konstruktion wie die Anzeigebereiche, aber ohne Steuerelektroden, die infolgedessen ständig kontrastierend bleiben. Derartige Bereiche können beispielsweise einen Rahmen für die Gesamtheit der Anzeigebereiche bilden.

Ebenso kann die vorliegende Vorrichtung leicht mit der klassischen Vorrichtung kombiniert werden, in der die Anzeigesegmente aktiviert werden müssen. Man könnte sich daher eine Anzeigezelle vorstellen, die in dem gleichen Behälter zwei Anzeigeflächen enthält, die eine, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwirklicht wird, und die andere, wie sie beispielsweise von Nagasaki beschrieben ist.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Passive elektrooptisch^ Anzeigezelle mit zwei Platten, von denen mindestens die eine durchsichtig ist und die zwischen sich eine Mischung aus nematischem Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie unter Zufügung von zweifarbigen Molekülen einschließen, wobei die Innenseiten der Platten Steuerelektroden und Ausrichtungsschichten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Platten auf der außerhalb der Anzeigebereiche befindlichen Fläche mit homöotropen Ausrichtungsschichten bedeckt sind, die in der Schicht der Mischung eine homöotrope„ also durchsichtige Struktur induzieren, und dadurch, daß in den Anzexgebereichen mindestens die eine der Platten mit einer ebenen Ausrichtungsschicht bedeckt ist, die nahe dieser platte bei Fehlen eines elektrischen Feldes eine im wesentlichen ebene Ausrichtung der Moleküle der Mischung induziert, wobei diese Bereiche aus diesem Grunde das einfallende Licht absorbieren,, während die Moleküle bei Anwesenheit eines elektrischen Feldes der Mischung eine homöotrope, also durchsichtige Struktur aufweisen und so mit der Fläche außerhalb der Anzeigebereiche verschmelzen«

β Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite platte in den Anzeigebereichen ebenfalls mit einer ins wesentlichen ebenen Ausrichtungsschicht bedeckt ist_e wobei die Schicht der Mischung aus diesem Grunde bei Fehlen eines elektrischen Feldes in diesen Bereichen eine<sbane_s also absorbierende Struktur aufweist.

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3. Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn· zeichnet, daß die zweite Platte völlig mit einer homöotropen Ausrichtungsschicht bedeckt ist, wobei die Schicht der Mischung aus diesem Grunde in den Anzeigeber-eichen und bei Fehlen eines elektrischen Feldes eine Mischstruktur aufweist, und die an die erste Platte angrenzenden Moleküle eine im wesentlichen ebene und die an die zweite Platte angrenzenden Moleküle eine homöotrope Ausrichtung aufweisen dergestalt, daß diese Bereiche absorbierend sind.

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