DE2936618A1 - LIQUID CRYSTAL DISPLAY CELL WITH A LAYER OF LIQUID CRYSTAL MATERIAL - Google Patents

LIQUID CRYSTAL DISPLAY CELL WITH A LAYER OF LIQUID CRYSTAL MATERIAL

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DE2936618A1
DE2936618A1 DE19792936618 DE2936618A DE2936618A1 DE 2936618 A1 DE2936618 A1 DE 2936618A1 DE 19792936618 DE19792936618 DE 19792936618 DE 2936618 A DE2936618 A DE 2936618A DE 2936618 A1 DE2936618 A1 DE 2936618A1
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors

Description

General Electric Company, 1 River Road, SchenectadyjGeneral Electric Company, 1 River Road, Schenectadyj

New York 12305 (USA) New York 12305 (USA)

Flüssigkristallanzeigezelle mit einer Schicht aus FlüssigkristallmaterialLiquid crystal display cell with a layer of liquid crystal material

Die Erfindung geht aus von einer Flüssigkristallanzeigezelle mit einer Schicht aus Flüssigkristallmaterial, die eine Vorderseite und eine gegenüberstehende Rückseite aufweist, und mit wenigstens einer auf eine weitere Elektrode an einer Seite der Flüssigkristallschicht optisch ausgerichteten, im wesentlichen durchsichtigen Elektrode.The invention is based on a liquid crystal display cell with a layer of liquid crystal material, which has a front side and an opposite rear side, and with at least one essentially transparent electrode which is optically aligned with a further electrode on one side of the liquid crystal layer.

Die bekannten Flüssigkristallanzeigen werden wegen ihres geringen Leistungsverbrauches gerne verwendet, im allgemeinen dienen Flüssigkristallanzeigen dazu, selektiv Licht zu absorbieren oder durchzulassen, um auf diese Weise segmentierte Zeichen, Symbole oder andere Markierungen zum Zwecke der Informationsdarstellung zu bilden. Die wahlweisenLichtdurchlaß- und Absorptionseigenschaften können durch die Verwendung von Polarisatoren und wahlweise Drehung des Polarisationsvektors innerhalb der Flüssigkristallschicht der Anzeigezelle erreicht werden; sie können auch durch die Herstellung einer Lösung eines dichroitischen Farbstoffes in einem als Wirt dienenden Flüssigkristallmaterial erhalten werden, wobei die Farbstoffmoleküle wahlweise so gesteuert werden, daß sie das durch die dichroitische Flüssigkristallschicht hindurchtretende Licht wahlweise stark absorbieren oder gut durchlassen. Sowohl die Anzeigeform mitThe known liquid crystal displays are popular because of their low power consumption, in general Liquid crystal displays serve to selectively absorb or transmit light in order to focus on them Form segmented characters, symbols or other markings for the purpose of presenting information. The optional light transmission and absorption properties can be achieved through the use of polarizers and optionally achieved rotation of the polarization vector within the liquid crystal layer of the display cell will; they can also be obtained by making a solution of a dichroic dye in an as Host-serving liquid crystal material are obtained, wherein the dye molecules are optionally controlled so that that they selectively strongly absorb the light passing through the dichroic liquid crystal layer or let it through well. Both the display form with

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Polarisation als auch die mit dichroitischem Flüssigkristallmaterial ist bekannt. Übliche Flüssigkristallanzeigen können mit einem dunklen Umfeld und hellen zeichenbildenden Segmenten versehen sein; da die für die Darstellung der Zeichensegmente erforderliche Fläche im allgemeinen einen verhältnismäßig kleinen Teil der gesamten sichtbaren Oberfläche der Anzeige belegt, gibt die Anzeige verhältnismäßig wenig Licht an den Betrachter ab, so daß die Anzeige relativ dunkel ist. Es ist wünschenswert, wenn die Flüssigkristallanzeige ein Umfeld mit gleichmäßiger Helligkeit aufweist, unabhängig davon, ob bei der jeweiligen Anzeige das Umfeld hell oder dunkel ist oder ob das Umfeld in stark kontrastierendem Licht/dunkle oder stark gefärbte Zeichen dargestellt werden. Zwar können Flüssigkristallanzeigen mit einem hellen Umfeld und dunklen Zeichen durch ständige Anregung der das Umfeldgebiet bildenden Flüssigkristallmaterial-Abschnitte und der wahlweisen Anregung bzw. Abschaltung der die Zeichensegmentgebiete bildenden Flüssigkristallmaterial-Abschnitte erzeugt werden, um helle und dunkle Segmente darzustellen. Der Leistungsverbrauch der Flüssigkristallanzeigezelle ist jedoch proportional der Anzeigefläche, die sich in dem erregten Zustand befindet, so daß die gesamte für die ständige Anregung der Umfeldgebiete erforderliche Leistung der Flüssigkristallanzeigezelle erheblich größer als diejenige Leistung ist, die zur Anregung der jeweils ausgewählten zeichenbildenden Segmentgebiete erforderlich ist. Im übrigen ist die Herstellung einer Flüssigkristallanzeige, bei der die Umfeldgebiete ständig angeregt sind, wegen des zur Erzeugung dieser gleichmäßigen Umfeldanregung erforderlichen Elektrodenmusters erheblich komplex.Polarization as well as that with dichroic liquid crystal material is known. Usual liquid crystal displays can be provided with a dark environment and light character-forming segments; since the area required to display the character segments generally occupies a relatively small portion of the total visible surface of the display, the display emits relatively little light to the viewer so that the display is relatively dark. It is desirable for the liquid crystal display to have a surrounding area with uniform brightness, regardless of whether the surrounding area is light or dark in the case of the respective display or whether the surrounding area is displayed in strongly contrasting light / dark or strongly colored characters. It is true that liquid crystal displays with a light environment and dark characters can be produced by constant excitation of the liquid crystal material sections forming the environment area and the optional excitation or deactivation of the liquid crystal material sections forming the character segment areas in order to display light and dark segments. The power consumption of the liquid crystal display cell is, however, proportional to the display area, which is in the excited state, so that the total power of the liquid crystal display cell required for the constant excitation of the surrounding areas is considerably greater than the power required to excite the respectively selected character-forming segment areas. In addition, the production of a liquid crystal display in which the surrounding areas are constantly excited is considerably complex because of the electrode pattern required to generate this uniform surrounding excitation.

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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Flüssigkristallanzeige mit sehr geringem Leistungsverbrauch zu schaffen, bei der das Umfeld mit gleichmäßiger Helligkeit und die zeichenbildenden Segmente dunkel oder stark gefärbt dargestellt sind.The object of the invention is therefore to create a liquid crystal display with very low power consumption, in which the surroundings are displayed with uniform brightness and the character-forming segments are shown dark or strongly colored are.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigezelle durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.The liquid crystal display cell according to the invention is used to achieve this object characterized by the features of claim 1.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. Further developments of the invention are the subject of subclaims.

Die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigezelle mit hellen, dunklen oder stark gefärbten Zeichen, Symbolen oder anderen Markierungen, die sich in einem hellen Umfeld befinden, enthält eine Schicht aus einem Flüssigkristallmaterial mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche, wobei eine erste Elektrode mit einer Oberfläche der Flüssigkristallschicht im wesentlichen in Kontakt steht und von einem durchsichtigen Substrat gehalten ist, während eine lichtreflektierende Maske gegenüber der anderen Oberfläche der Flüssigkristallschicht steht und öffnungen aufweist, in denen im wesentlichen durchsichtige und elektrisch leitende Elektrodensegmente angeordnet sind. Ein Substrat aus transparentem Material trägt die Maske und die Elektrodensegmente. Hinter der ersten Elektrode kann ein Reflektor angeordnet sein, um eine reflektierende Flüssigkristallanzeigezelle zu bilden. Die Maske ergibt eine konstante Reflexion des gesamten auf ihre sichtbare Oberfläche fallenden Lichtes, um so ein helles Umfeld zu schaffen, während die (in die Maskenöffnungen eingesetzten) Elektrodensegmente es gestatten, daß die jeweils darunterliegende Flüssigkristallschicht wahlweise so angeregt wird, daß sie inThe liquid crystal display cell according to the invention with light, dark or strongly colored signs, symbols or other markings that are in a light environment contains a layer of a liquid crystal material having a first and a second surface, wherein a first electrode is substantially in contact with a surface of the liquid crystal layer and is held by a transparent substrate, while a light-reflecting mask is opposite the other surface of the liquid crystal layer and has openings in which essentially transparent and electrically conductive electrode segments are arranged. A substrate made of transparent material carries the mask and the electrode segments. A reflector can be arranged behind the first electrode, to form a reflective liquid crystal display cell. The mask gives a constant reflection of the of all the light falling on its visible surface in order to create a bright environment while the Electrode segments (inserted into the mask openings) allow the respective underlying liquid crystal layer is optionally excited so that it is in

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dem lichtdurchlässigen oder lichtabsorbierenden Zustand ist. Segmentförmige Beschichtungsabschnitte aus Maskenmaterial können auf der jeweils anderen elektrisch leitenden Elektrode verwendet werden, um in dem lichtdurchlässigen Zustand einer Anzeige stark kontrastierende Segmente zu erhalten.is the translucent or light absorbing state. Segment-shaped coating sections made of mask material can be used on each other's electrically conductive electrode to translate into the light Condition of a display to obtain strongly contrasting segments.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Flüssigkristallanzeigezelle bildet ein Flüssigkristallmaterial einen Wirt für einen darin gelösten dichroitischen Farbstoff, wobei der Farbstoff wahlweise Licht absorbiert, um dunkle zeichenbildende Segmente darzustellen oder Licht durchläßt (zur Bildung einer durchleuchteten Flüssigkristallanzeigezelle oder zur Reflexion durch einen an der Rückseite angeordneten Reflektor bei einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigezelle), um helle Segmente zu bilden, die mit dem hellen Umfeld verschmelzen. Der dichroitische Farbstoff kann so gewählt sein, daß er bestimmte Wellenlängenbereiche des Lichtes wahlweise absorbiert und die in dem absorbierenden Zustand befindlichen Segmente stark gefärbt erscheinen.In a preferred embodiment of the liquid crystal display cell a liquid crystal material forms a host for a dichroic dye dissolved therein, the dye optionally absorbing light to display dark character-forming segments, or Lets light through (to form a backlit liquid crystal display cell or to reflect through a rear reflector in a reflective liquid crystal display cell) to bright To form segments that merge with the bright surroundings. The dichroic dye can be chosen so that it selectively absorbs certain wavelength ranges of the light and those in the absorbing state segments appear strongly colored.

In der Zeichnung ist eine bekannte Flüssigkristallanzeigezelle sowie ein Ausführungsbeispiel einer Flüssigkristallanzeigezelle gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing is a known liquid crystal display cell and an embodiment of a liquid crystal display cell shown according to the invention. Show it:

Fig. 1 eine bekannte reflektierende Flüssigkristallanzeigezelle in einer perspektivischen Explosionsdarstellung, Fig. 1 shows a known reflective liquid crystal display cell in a perspective exploded view,

Fig. 2 eine reflektierende Flüssigkristallanzeigezelle gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Explosionsdarstellung undFigure 2 shows a reflective liquid crystal display cell according to the invention in a perspective exploded view and

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Fig. 2a die Frontbaugruppe der Flüssigkristallanzeigezelle nach Fig. 1, in der der Aufbau der Maske und der Elektrodensegmente veranschaulicht sind, geschnitten entlang der Linie 2a-2a der Fig. 2, in einer Seitenansicht.2a shows the front assembly of the liquid crystal display cell according to FIG. 1, in which the structure of the Mask and the electrode segments are illustrated, sectioned along the line 2a-2a of Fig. 2, in a side view.

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In Fig. 1 ist eine bekannte reflektierende Flüssigkristallanzeigezelle 10 veranschaulicht, die eine Schicht 12 aus einem Flüssigkristallmaterial mit einer Vorderfläche 12a und einer gegenüberliegenden Rückfläche 12b aufweist. Ein vorderes Substrat 16 aus im wesentlichen transparentem Material, beispielsweise Glas oder dergleichen,trägt eine vordere Elektrodenschicht 14. Die vordere Elektrodenschicht 14, die aus im wesentlichen durchsichtigem,elektrisch leitendem Material, wie Indiumoxid, Zinnoxid oder dergleichen hergestellt ist, enthält einen Umfeldbereich 14a und verschiedene Abschnitte 14b, die so angeordnet und gestaltet sind, daß sie Segmente von Symbolen , Zeichen oder anderen Markierungen bilden, die dargestellt werden sollen, wobei eine Nut , ein Kanal oder andere Einrichtungen vorgesehen sind, um jedes Elektrodensegment 14b von allen übrigen Elektrodensegmenten und von der Umfeldelektrode 14a elektrisch isolieren zu können. Eine Rückeelektrode 18 steht in Flächenkontakt mit der Rückfläche 12b der Flüssigkristallschicht 12 und ist ebenfalls aus im wesentlichen durchsichtigem,elektrisch leitendem Material hergestellt, das auf der ebenen Innenfläche eines rückwärtigen Substrates 20 aus im wesentlichen durchsichtigem Material aufgebracht ist. Die rückwärtige Elektrode 18 kann eine durchgehende, elektrisch leitende Beschichtung sein, oder sie kann in einen Umfeldelektrodenbereich 18a und eine Vielzahl von Elektrodensegmenten 18b aufgeteilt sein, die jeweils von der Umfeldelektrode 18a getrennt und auf jeweils zugehörige Elektrodensegmente 14b der Vorderelektrode 14 ausgerichtet sind. Es ist ersichtlich, daß entweder in der Vorderelektrode oder der Hinterelektrode oder in bei-Referring to Fig. 1, there is a known reflective liquid crystal display cell Figure 10 illustrates a layer 12 of liquid crystal material having a front surface 12a and an opposing one Has rear surface 12b. A front substrate 16 of substantially transparent material, for example Glass or the like, carries a front electrode layer 14. The front electrode layer 14, the made of substantially transparent, electrically conductive material such as indium oxide, tin oxide or the like is made, includes a surrounding area 14a and various sections 14b which are arranged and configured to contain segments of symbols , Characters or other markings that are to be represented, with a groove, a channel or other means are provided to separate each electrode segment 14b from all remaining electrode segments and to be able to electrically isolate it from the surrounding electrode 14a. A back electrode 18 is in Surface contact with the rear surface 12b of the liquid crystal layer 12 and is also made substantially made of transparent, electrically conductive material that sits on the flat inner surface of a Rear substrate 20 is applied from substantially transparent material. The rear Electrode 18 can be a continuous, electrically conductive coating, or it can be in a surrounding electrode area 18a and a plurality of electrode segments 18b, each of which is divided by the surrounding electrode 18a separated and aligned with respectively associated electrode segments 14b of the front electrode 14 are. It can be seen that either in the front electrode or the rear electrode or in both

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den Elektroden 14 bzw. 18 die Elektrodensegmente 141p, 18b ausgebildet sind, die für die spezielle Gestalt der verwendeten Anzeige erforderlich sind. Hinter dem rückwärtigen Substrat 20 ist ein Reflektor 22 angeordnet, der eine stark reflektierende Oberfläche 22 aufweist, die in flächigen Kontakt mit der nach außen zeigenden Oberfläche des rückwärtigen Substrates 20 steht. Abhängig von dem gewünschten elektro-optischen Effekt, der verwendet werden soll, kann die Flüssigkristallanzeige 10 einen oder mehrere Polarisatoren, die extern oder intern bezüglich der oben beschriebenen Anzeigezelle angebracht sind, enthalten oder es können andere Mittel verwendet sein, beispielsweise dichriodische Farbstoffe, die in einem als Wirt dienenden Flüssigkristallmaterial der Schicht 12 in bekannter Weise gelöst sind.the electrodes 14 and 18, the electrode segments 141p, 18b are formed, which for the special Shape of the display used are required. Behind the rear substrate 20 is a reflector 22 arranged, which has a highly reflective surface 22 which is in flat contact with the outwardly facing surface of the rear substrate 20 is. Depending on what you want electro-optical effect to be used, the liquid crystal display 10 may be one or more Polarizers mounted externally or internally with respect to the display cell described above are included or other means may be used, such as dichroic dyes that are incorporated in one serving as the host liquid crystal material of the layer 12 are dissolved in a known manner.

Die bekannte Flüssigkristallzelle 10 erfordert, daß bei ihrem Betrieb eine Wechselspannung zwischen den vorderen und den rückwärtigen Umfeldelektrodenabschnitt 14a bzw. 18a eingekoppelt wird, um in diesem durch die sich überdeckenden Gebiete der vorderen und der rückwärtigen Umfeldelektrodenschicht festgelegten Bereich der Flüssigkristallschicht 12 ein elektrisches Feld zu erzeugen. Die Einwirkung des elektrischen Feldes bringt die Flüssigkristallmoleküle in den homöotropen Zustand, wobei die Längsachsen der Flüssigkristallmoleküle (und der gegebenenfalls verwendeten dichriodischen Farbstoffmoleküle) im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Vorder- bzw. der Rückelektrode 14, 18 ausgerichtet sind, so daß in der Flüssigkristallschicht eine verhältnismäßig geringe Streuung, Drehung der Polarisation oder Absorption (abhängigThe known liquid crystal cell 10 requires that an alternating voltage between the front and the rear environment electrode section 14a and 18a is coupled to in this defined by the overlapping areas of the front and rear surrounding electrode layers Area of the liquid crystal layer 12 to generate an electric field. The effect of the electric field brings the liquid crystal molecules into the homeotropic state, with the long axes of the liquid crystal molecules (and any dichroic dye molecules used) essentially are aligned perpendicular to the plane of the front and the rear electrode 14, 18, so that in the liquid crystal layer a relatively low scatter, rotation of polarization or absorption (depending on

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von dem jeweils verwendeten elektro-optischen Effekt) des durch das vordere Substrat 16 und die vordere Elektrode 14 hindurchfallende Lichtes auftritt. Das einfallende Licht wird auf diese Weise durch die Flüssigkristallschicht 12 und entsprechend durch die rückwärtigen Umfeldelektroden 18a und das rückwärtige Substrat 20 übertragen, um an der reflektierenden Oberfläche 20a reflektiert zu werden und durch die Flüssigkristallanzeigezelle 10 hindurch zurückzukehren, um ein helles Umfeld auf der sichtbaren Oberfläche der Flüssigkristallanzeigezelle 10 zu ergeben. Es ist ersichtlich, daß, obwohl hier eine reflektierende Flüssigkristallanzeigezelle beschrieben ist, ebensogut eine durchlässige Flüssigkristallanzeigezelle verwendet werden kann, bei der der Reflektor 22 entfällt, so daß das von der Rückseite der Anzeigezelle kommende Licht durch die Flüssigkristallanzeigezelle hindurchfällt und an der sichtbaren vorderen Oberfläche austritt. of the electro-optical effect used in each case) by the front substrate 16 and the front Electrode 14 incident light. The incident light is in this way through the Liquid crystal layer 12 and correspondingly through the rear surrounding electrodes 18a and the rear Substrate 20 transferred to be reflected on the reflective surface 20a and through the Liquid crystal display cell 10 to return through to a bright environment on the visible surface of the liquid crystal display cell 10. It can be seen that although here a reflective Liquid crystal display cell is described, a transmissive liquid crystal display cell is used as well can be, in which the reflector 22 is omitted, so that the coming from the back of the display cell Light passes through the liquid crystal display cell and exits on the visible front surface.

Um die wahlweise Licht absorbierenden oder durchlassenden Zeichen bildendenSegmente zu erhalten, sind die Elektrodensegmentabschnitte 14b oder 18b jeweils individuell erregbar, so daß die zwischen diesen befindlichen Bereiche der Flüssigkristallschicht 12 entweder in dem homöotropen Zustand sind, wenn die Elektroden 14b, 18b erregt sind, (lichtdurchlässig und helle Zeichen bildend) oder in dem homogenen Zustand sind (hierbei sind die Molekülachsen parallel zu den Ebenen der Elektroden und absorbieren Licht, so daß dunkle Segmente gebildet sind), wenn die Elektrodensegmente 14b, 18b abgeschaltet sind und zwischen ihnen kein elektrische Feld an-In order to obtain the optionally light absorbing or transmitting character forming segments, are the electrode segment sections 14b or 18b each individually excitable, so that those located between them Areas of the liquid crystal layer 12 are either in the homeotropic state when the electrodes 14b, 18b are excited (translucent and forming bright characters) or are in the homogeneous state (here the molecular axes are parallel to the planes of the electrodes and absorb light so that dark segments are formed are) when the electrode segments 14b, 18b are switched off and there is no electrical field between them.

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steht. Demzufolge erfordern das helle Umfeldsegment und die zeichenbildenden Segmente die Zufuhr von Steuerspannungen zu den Elektroden, um an der Flüssigkristallschicht 12 ein elektrisches Feld anzulegen, womit proportional zu der Gesamtfläche der Segmente und der Umfeldbereiche Leistung verbraucht wird; die Steuerleistung ist somit der Anzeigefläche proportional. Die letztlich erreichbare Helligkeit der erregten Umfeldelektroden und der Segmentbereiche ist durch die kleine, jedoch immer vorhandene Absorbtion der Substrate 16, 20, der Elektroden 14a, 18a und der Flüssigkristallschicht 12 begrenzt, selbst dann, wenn letztere in dem lichtdurchlässigen Zustand ist.stands. As a result, the bright surrounding segment and the character-forming segments require the supply of Control voltages to the electrodes to create an electric field on the liquid crystal layer 12 to create, which is proportional to the total area of the segments and the surrounding areas consumed power will; the control power is therefore proportional to the display area. The ultimately achievable Brightness of the excited environment electrodes and the segment areas is due to the small, but always existing absorption of the substrates 16, 20, the electrodes 14a, 18a and the liquid crystal layer 12 limited even when the latter is in the translucent state.

In den Fig. 2 und 2a ist nunmehr ein Ausführungsbeispiel einer Flüssigkristallanzeigezelle 10 gemäß der Erfindung veranschaulicht, bei der für gleiche Elemente wie bei der Flüssigkristallanzeige nach Fig. 1 dieselben Bezugszeichen verwendet sind. Zwischen dem vorderen Substrat 16 und der Vorderfläche 12a der Flüssigkristallschicht 12 ist eine Maske 3 0 aus einem stark reflektierenden und lichtundurchlässigen Material angeordnet. Die Maske 30 erstreckt sich bei der veranschaulichten reflektierenden Flüssigkristallanzeige im wesentlichen über den gesamten sichtbaren Bereich der Anzeige. Wenn ein helles Umfeld ermöglicht werden soll, besteht die Maske 30 aus einer stark reflektierenden Substanz, beispielsweise weißer Farbe, Keramik oder dergl. Die das gesamte Umfeldgebiet bedeckende Maske 30 ent-An exemplary embodiment of a liquid crystal display cell 10 is now shown in FIGS. 2 and 2a of the invention illustrated in the for same elements as in the liquid crystal display according to 1 the same reference numerals are used. Between the front substrate 16 and the front surface 12a of the liquid crystal layer 12 is a mask 30 made of a highly reflective and opaque material. The mask 30 extends substantially over the illustrated reflective liquid crystal display entire visible area of the display. If a bright environment is to be made possible, there is Mask 30 made of a highly reflective substance, such as white paint, ceramic or the like. The mask 30 covering the entire surrounding area

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hält eine Anzahl von öffnungen 30a, die durch die Maske 30 führen und eine jeweils zugehörige Anzahl von Segmentgebieten begrenzen, die zwischen dem hellen und dem dunklen Zustand (durchlässig und absorbierend) umschaltbar sind. In jeder Segmentöffnung 30a der Maske 30 ist eine Schicht 32 aus einem durchsichtigen, elektrisch leitenden Material hergestellt, wie es auch zur Herstellung der Rückelektrode 18 verwendet ist. Auf der Rückseite oder auf der Vorderseite der Maske 30 können Anschlußeinrichtungen 34 vorgesehen sein (die Anschlußleitung 34a befindet sich zwischen der Maske 3 0 und dem tragenden vorderen Substrat 16) um den Anschluß jedes einzelnen Elektrodensegmentes 32 an die Steuerschaltung (aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt) zu ermöglichen. Wenn es zweckmäßig ist, können die Anschlußeinrichtungen der Elektrodensegmente 30a, wie die Anschlußleitung 34b, über den Umriß der Elektrodensegmentoffnungen 30a in der Maske 30 hinausragen, um so ebenfalls die Umschaltung des dem Elektrodensegment 3 0a benachbarten Flüssigkristallmaterials 12 zwischen dem lichtdurchlässigen und dem absorbierenden Zustand zu ermöglichen und um so unerwünschte Kanteneffekte an den scharfen Ecken der erregten Segmentgebiete zu verhindern. Es ist verständlich, daß eine Kombination von Elektrodenanschlußleitungen 34b, 34a auf den Oberflächen der Maske 30 jeweils neben der Flüssigkristallschicht 12 bzw. dem Substrat und/oder mit vergrößerten Bereichen zur Vermeidung von Kanteneffekten je nach Zweckmäßigkeit verwendet werden kann. Es ist auch ersichtlich, daß die Maske 30 auf der Vorderfläche 16a des Substrates 16 angeordnet sein kann, wobei die vergrößerten Elektrodensegmente 34b aufholds a number of openings 30a which lead through the mask 30 and an associated number in each case of segment areas between the light and the dark state (permeable and absorbing) are switchable. In each segment opening 30a of the mask 30 is a layer 32 made of a transparent, Electrically conductive material produced, as it is also used to produce the back electrode 18 is. On the rear side or on the front side of the mask 30, connection devices 34 be provided (the lead 34a is located between the mask 30 and the supporting front substrate 16) to connect each individual electrode segment 32 to the control circuit (for reasons of Simplification not shown) to enable. If it is appropriate, the connection devices of the electrode segments 30a, like the connecting line 34b, over the outline of the electrode segment openings 30a in FIG of the mask 30 protrude, likewise the switching of the liquid crystal material adjacent to the electrode segment 30a 12 to allow between the transparent and the absorbing state and so undesirable To prevent edge effects at the sharp corners of the excited segment areas. It's understandable, that a combination of electrode leads 34b, 34a on the surfaces of the mask 30, respectively next to the liquid crystal layer 12 or the substrate and / or with enlarged areas to avoid Edge effects can be used as appropriate. It can also be seen that the mask 30 is on the front surface 16a of the substrate 16 can be arranged, wherein the enlarged electrode segments 34b on

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der Rückfläche 16b des vorderen Substrates 16 in Ausrichtung auf die öffnungen in der auf der Vorderfläche angeordneten Maske 30 angebracht sind; die Anordnung der Maske 30 auf der Außenfläche 16a des Substrates vergrößert jedoch die Parallaxe, so daß eine Anordnung der Maske 30 an der inneren Substratoberfläche 16b bevorzugt ist. Außerdem dürfte es offensichtlich sein, daß nicht das gesamte Volumen der Elektrodensegmentöffnung 30a mit Elektrodenmaterial gefüllt zu werden braucht; die Forderung geht lediglich dahin, daß sich die elektrisch leitende, im wesentlichen durchsichtige Elektrode im wesentlichen vollständig über die gesamte Fläche der zugehörigen in der Maske 30 ausgebildeten Segmentöffnung erstreckt. Dementsprechend kann eine ebene im wesentlichen aus den Elektrodensegmentbereichen 18b und den zugehörigen elektrischen Anschlußleitungen bestehende Elektrodenbeschichtung, wie sie auch für die rückwärtige Elektrode 18 verwendet wird, unmittelbar auf der rückwärtigen Substratoberfläche 16b aufgebracht werden, wobei die öffnungen der Maske 30 und die Elektrodensegmentbereiche aufeinander ausgerichtet sind.of the rear surface 16b of the front substrate 16 in alignment with the openings in the on the front surface arranged mask 30 are attached; the arrangement of the mask 30 on the outer surface 16a of the substrate increases the parallax, however, so that an arrangement of the mask 30 on the inner substrate surface 16b is preferred is. In addition, it should be obvious that not the entire volume of the electrode segment opening 30a needs to be filled with electrode material; the only requirement is that the electrically conductive, essentially transparent electrode essentially completely over the entire area of the associated in the mask 30 formed segment opening extends. Accordingly, a plane can essentially consist of the Electrode coating consisting of electrode segment areas 18b and the associated electrical connection lines, as is also used for the rear electrode 18, directly on the rear substrate surface 16b are applied, the openings of the mask 30 and the electrode segment regions are aligned.

Die rückwärtige Elektrode 18 kann, falls dies zweckr mäßig ist, wie die Segmente geformte Schichtabschnitte aus Maskenmaterial tragen, das sich entweder auf der mit der Flüssigkristallschicht 12 in Berührung stehenden Oberfläche 18a der rückwärtigen Elektrode oder auf deren rückwärtiger Oberfläche befindet, wobei die aus reflektierendem Maskenmaterial gebildeten Beschichtungsabschnitte 40 auf die zugehörigen Abschnitte der Elektrodensegmente 18b ausgerichtet sind. Die Beschichtungsabschnitte 40 können auch unmittelbar von der reflektierenden Oberfläche des Reflektors 20 gehalten sein.The rear electrode 18 can, if appropriate moderate is how the segments carry shaped sheet sections of mask material that are either on the with the liquid crystal layer 12 in contacting surface 18a of the rear electrode or on whose rear surface is located, the coating sections formed from reflective mask material 40 are aligned with the associated sections of the electrode segments 18b. The coating sections 40 can also be held directly by the reflective surface of the reflector 20.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Beim Betrieb fällt Licht in Richtung eines Pfeiles A in die Flüssigkristallanzeigezelle 10 und wird in den Umfeldgebieten durch die stark reflektierende Maske 30 reflektiert, was auf diese Weise ein helles Umfeld ergibt . Das Umfeld hat dieselbe Farbe wie die Maske 30, so daß das Maskenmaterial alle sichtbaren Wellenlängen des einfallenden Lichtes reflektieren kann , um dieselbe Farbe (vorzugsweise weiß) wie dieses zu erhalten; die Maske 30 kann auch aus einem anderen Material bestehen, das einen speziellen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes reflektiert, so daß das Umfeldgebiet der Flüssigkristallanzeige nicht nur sehr hell ist, sondern auch eine Farbe gemäß dem reflektierten Wellenlängenbereich annimmt. Der reflektierende oder absorbierende Zustand der durch die öffnungen 30a der Maske 30 begrenzten Segmente ist durch das in die zugehörigen Elektrodensegmente 32 eingespeiste Signal gesteuert. Wenn zwischen ein spezielles Elektrodensegment 32 und einen zugehörigen darauf ausgerichteten rückwärtigen Elektrodensegmentbereich 18b kein Signal eingespeist ist, befindet sich der dazwischen liegende Bereich der Flüssigkristallschicht 12 in einem ersten Zustand, in dem das durch die zugehörige öffnung- der Maske 30 einfallende Licht erheblich absorbiert wird. Es ist einzusehen, daß die Absorption durch optische Effekte unterstützt wird, beispielsweise durch Polarisation und dergl. (wobei in bekannter Weise Polarisatoren verwendet werden, die folglich aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt sind) oder die Absorption kann auch durch den Einschluß einespichriodischen Farbstoffes in der Flüssigkristallschicht 12 unterstützt werden. Beim Fehlen eines Signales an dem speziellen Elektrodensegmentpaar erscheint das Segmentgebiet dunkel (wenn eletro-optische Effekte verwendet werden) oder es nimmt eine Farbe an,(wenn für die Flüssigkristallschicht 12 ein dichroitisches Flüssigkristallmaterial verwendet wird), die zu der für die MaskeIn operation, light falls in the direction of an arrow A into the liquid crystal display cell 10 and is shown in FIG the surrounding areas reflected by the highly reflective mask 30, which in this way is a bright Environment. The environment has the same color as the mask 30, so that the mask material all visible wavelengths of incident light can reflect to the same color (preferably white) as to get this; the mask 30 can also consist of a different material which has a specific wavelength range of the visible light is reflected, so that the area surrounding the liquid crystal display not only is very bright, but also assumes a color according to the reflected wavelength range. The reflective one or absorbing state of the segments delimited by the openings 30a of the mask 30 controlled by the signal fed into the associated electrode segments 32. If between a dedicated electrode segment 32 and an associated rearward electrode segment area aligned thereon 18b, no signal is fed in, the area of the liquid crystal layer in between is located 12 in a first state in which the light incident through the associated opening of the mask 30 is absorbed considerably. It will be appreciated that the absorption is assisted by optical effects, for example by polarization and the like (with polarizers being used in a known manner which consequently not shown for the sake of simplicity) or the absorption may also be due to the inclusion a picriodic dye in the liquid crystal layer 12 can be supported. In the absence of a signal on the special pair of electrode segments, the segment area appears dark (if electro-optical effects are used be) or it takes on a color, (if for the Liquid crystal layer 12 is a dichroic liquid crystal material that is used for the mask

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des Umfeldes verwendete Farbe kontrastieren kann. Wenn zwischen ein spezielles Elektrodensegment 32 und den zugehörigen Elektrodensegmentbereich 18b ein geeignetes Signal (Frequenz/ Kurvenform oder Apmlitude) eingekoppelt ist, wird der zwischen diesen Abschnitten begrenzte Bereich der Flüssigkristallschicht 12 in den lichtdurchlässigen Zustand überführt und ermöglicht es dem durch die jeweils zugehörige Öffnung 30a der Maske 30 einfallenden Licht, durch die Flüssigkristallschicht 12 und die rückwärtige Elektrode 18 hindurchzugelangen, um an der Reflektoroberfläche 22a1 reflektiert zu werden. Das reflektierte Licht breitet sich durch die lichtdurchlässige Flüssigkristallschicht aus und tritt nach einem zweiten Durchgang durch die zugehörige Öffnung 30a der Maske 30 aus der Vorderseite der Anzeigezelle aus, um das helle Segmentgebiet zu ergeben. Vorzugsweise geht das helle Segmentgebiet in dem hellen Umfeld auf und es sind somit nur die dunklen (lichtabsorbierenden) Segmente als zeichenbildende Segmente sichtbar.the color used can contrast. If a suitable signal (frequency / curve shape or apmlitude) is coupled between a special electrode segment 32 and the associated electrode segment region 18b, the region of the liquid crystal layer 12 delimited between these sections is converted into the transparent state and enables this through the associated opening 30a of the Mask 30 allows incident light to pass through the liquid crystal layer 12 and the rear electrode 18 to be reflected on the reflector surface 22a 1. The reflected light propagates through the transparent liquid crystal layer and, after a second passage through the associated opening 30a of the mask 30, exits the front side of the display cell in order to produce the bright segment area. The light segment area preferably opens up in the light environment and only the dark (light-absorbing) segments are thus visible as character-forming segments.

Die Verwendung von Beschichtungsabschnitten 4 0 aus Maskenmaterial hinter der rückwärtigen Oberfläche der Flüssigkristallschicht 12 gestattet es, daß die Reflexionseigenschaften der Segmentgebiete in dem angeregten und lichtdurchlässigen Zustand an die Reflexionseigenschaften der Umfeldgebiete angenähert sind, da hierfür Material mit ähnlichem oder gleichem Reflexionsgrad verwendet ist. Dies wird durch die Verwendung von dichroitischen» Flüssigkristallmaterial für die Flüssigkristallschicht 12 weiter gesteigert, um eine verhältnismäßig geringe Absorbtion des durch die Flüssigkristallschicht 12 laufenden Lichtes und einen verhält-The use of coating sections 40 of mask material behind the rear surface the liquid crystal layer 12 allows the reflective properties of the segment areas in the excited and translucent state are approximated to the reflection properties of the surrounding areas, since material with a similar or the same degree of reflection is used for this. This is done through the use of dichroic »liquid crystal material for the liquid crystal layer 12 further increased to a relatively low absorption of the liquid crystal layer 12 running lights and a restrained

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nismäßig hohen Wirkungsgrad der Lichtreflexion in der Flüssigkristallzelle zu ermöglichen. Es dürfte ersichtlich sein, daß der rückwärtige Reflektor 22 sowie die Beschichtungsabschnitte 40 entfernt werden können, um eine lichtdurchlässige Flüssigkristallanzeigezelle zu erhalten, so daß durch das rückwärtige Substrat 20 einfallendes Licht in dem lichtdurchlässigen Zustand der Flüssigkristallschicht 12 nur in den Öfnnungen der Maske erscheint. Bei einer lichtdurchlässigen Anordnung ist die Helligkeit des Umfeldgebietes immer durch die passive Maske festgelegt und somit entspricht die Helligkeit (oder dessen Fehlen) des Umfeldgebietes den für eine Reflexion an der sichtbaren vorderen Oberfläche der Anzeigezelle verfügbaren Umgebungslicht, selbst wenn die Segmentgebiete im angeregten Zustand erheblich heller sein können, wenn hinter der Flüssigkristallanzeige eine getrennte Lichtquelle verwendet wird.moderately high efficiency of light reflection in to enable the liquid crystal cell. It should be seen that the rear reflector 22 as well as the coating portions 40 can be removed to form a transparent liquid crystal display cell to obtain, so that incident light through the rear substrate 20 in the translucent State of the liquid crystal layer 12 appears only in the openings of the mask. With a translucent Arrangement, the brightness of the surrounding area is always determined by the passive mask and thus the brightness (or lack thereof) of the surrounding area corresponds to that for a reflection on the visible one ambient light available on the front surface of the display cell, even when the segment areas are in the excited State can be considerably brighter if there is a separate light source behind the liquid crystal display is used.

Zusätzlich zu der durch die verwendete Maske 30 verfügbaren, gesteigerten Helligkeit und dem Kontrast mit oder ohne farblich angepaßter reflektierender Beschichtungsabschnitte 40 besteht ein weiterer Vorteil bei der Verwendung der Maske 3 0 in der Anordnung von Abstandshaltern 50 oder anderen Bauteilen, die in der Flüssigkristallschicht angeordnet oder die entsprechenden Bereiche der Flüssigkristallschicht, die zu den Umfeldgebieten der Anzeigezelle gehören, überbrücken können und nicht sichtbar sind, da sie hinter der Maske versteckt sind. Abstandshalter 50, die bei großflächigen Flüssigkristallanzeigen eine zusätzliche Halterung und Stabilität ergeben, können unmittelbar als Fortsätze oder ähnliche Gebilde auf der Oberfläche der Maske 30 hergestellt sein, so daß sie in Kontakt mit der Vorderfläche 12a der Flüssigkristallschicht 12 sind.In addition to the increased brightness and contrast available through the mask 30 used or without color-matched reflective coating sections 40, there is another advantage to using the mask 30 in the arrangement of FIG Spacers 50 or other components which are arranged in the liquid crystal layer or the corresponding Areas of the liquid crystal layer that belong to the surrounding areas of the display cell are bridged can and are not visible because they are hidden behind the mask. Spacers 50, the large area Liquid crystal displays, which provide additional support and stability, can be used directly as extensions or similar formations may be made on the surface of the mask 30 so that it is in contact with the front surface 12a of the liquid crystal layer 12 are.

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Claims (3)

Patentanwäl· Dipl -Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Rüger 7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3. Postlach 348 10. September 1979 LVm J.VJ ,07,,, as«» PA 173 baeh 359619 Telex 07 256610 smru Telegramme Patentschutz Esslrngenneckar PatentansprüchePatent Attorney · Dipl -Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Rüger 7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3. Postlach 348 September 10, 1979 LVm J.VJ, 07 ,,, as «» PA 173 baeh 359619 Telex 07 256610 smru Telegrams patent protection Esslrngenneckar patent claims 1.yFlüssigkristallanzeigezelle mit einer Schicht aus — Flüssigkristallmaterial, die eine Vorderseite und eine gegenüberstehende Rückseite aufweist, und mit wenigstens einer auf eine weitere Elektrode an einer Seite der Flüssigkristallschicht optisch ausgerichteten, im wesentlichen durchsichtigen Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einem stark reflektierenden Material gebildete Maske1.y liquid crystal display cell with one layer of - Liquid crystal material having a front side and an opposing rear side, and with at least one optically aligned with a further electrode on one side of the liquid crystal layer, substantially transparent electrode, characterized in that one of a highly reflective material formed mask (30) mit wenigstens einer durch sie hindurchreichenden öffnung (30a), deren Größe und Umriß ein Zeichensegment begrenzt und die auf eine jeweilige im wesentlichen durchsichtige Elektrode (32) ausgerichtet ist, neben der jeweils anderen Seite (12a, 12b) der Flüssigkristallschicht (12) angeordnet ist.(30) with at least one opening (30a) extending through it, the size and outline of which is a character segment limited and aligned with a respective substantially transparent electrode (32) is arranged next to the other side (12a, 12b) of the liquid crystal layer (12) is. 2. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (30) aus einem optisch nicht durchlässigen Material hergestellt ist.2. Liquid crystal display cell according to claim 1, characterized in that the mask (30) consists of a optically impervious material is made. 3. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material keramisches Material ist.3. Liquid crystal display cell according to claim 2, characterized in that the material is ceramic Material is. - 2 0300U/0671 - 2 0300U / 0671 4. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben der jeweils gegenüberliegenden Seite (12a, 12b) der Flüssigkristallschicht (12) ein auf eine jeweils gegenüberliegende Öffnung (3Oa) der Maske (30) ausgerichteter, zeichensegmentförmiger Beschichtungsabschnitt (40) aus Maskenmaterial angeordnet ist.4. Liquid crystal display cell according to claim 2, characterized in that in addition to the opposite Side (12a, 12b) of the liquid crystal layer (12) on an opposite one in each case Opening (30a) of the mask (30) aligned, character segment-shaped coating section (40) is arranged from mask material. 5. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein die Maske (30) tragendes, im wesentlichen durchsichtiges Substrat (16) aufweist.5. Liquid crystal display cell according to claim 1, characterized in that it has a mask (30) has supporting, substantially transparent substrate (16). 6. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (30) auf der Vorderseite (16a) des eine Vorderseite (16a) und eine gegenüberliegende Rückseite (16b) aufweisenden Substrates (16) angeordnet ist und die Rückseite (16b) auf eine der Seiten (12a, 12b) der Flüssigkristallschicht (12) zeigt.6. Liquid crystal display cell according to claim 5, characterized in that the mask (30) on the Front side (16a) of the one front side (16a) and an opposite rear side (16b) Substrates (16) is arranged and the rear side (16b) on one of the sides (12a, 12b) of the liquid crystal layer (12) shows. 7. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Elektrode (32) zwischen der Rückseite (16b) des Substrates (16) und der benachbarten Seite (12a, 12b) der Flüssigkristallschicht (12) angeordnet ist.7. Liquid crystal display cell according to claim 6, characterized in that at least one electrode (32) between the rear side (16b) of the substrate (16) and the adjacent side (12a, 12b) of the liquid crystal layer (12) is arranged. 8. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (30) zwischen der Flüssigkristallschicht (12) und dem Substrat (16) liegt.8. Liquid crystal display cell according to claim 5, characterized in that the mask (30) between the liquid crystal layer (12) and the substrate (16). 9. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Elektrode (32) auf der Seite des Substrates (16) vorgesehen ist,9. Liquid crystal display cell according to claim 8, characterized in that at least one electrode (32) is provided on the side of the substrate (16), 0300U/06710300U / 0671 die der Maske (30) am nächsten benachbart ist.that is closest to the mask (30). 10. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Elektrode (32) in einer der jeweils zugehörigen öffnungen (30a) der Maske (30) angeordnet ist.10. Liquid crystal display cell according to claim 8, characterized in that the respective electrode (32) is arranged in one of the respective associated openings (30a) of the mask (30). 11. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu der jeweiligen Elektrode (32) ein elektrisch leitender Anschluß führt, der auf einer der Seiten der Maske (30) hergestellt ist.11. Liquid crystal display cell according to claim 8, characterized in that the respective electrode (32) an electrically conductive connection leads, which is produced on one of the sides of the mask (30) is. 12. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein weiteres, im wesentlichen durchsichtiges Substrat zur Halterung der jeweils anderen Elektrode aufweist.12. Liquid crystal display cell according to claim 5, characterized in that it is a further, substantially has transparent substrate for holding the other electrode. 13. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem anderen Substrat (20) und der zugehörigen Elektrode ein Reflektor (22) angeordnet ist.13. Liquid crystal display cell according to claim 12, characterized characterized in that between the other substrate (20) and the associated electrode Reflector (22) is arranged. 14. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristallmaterial (12) der Wirt für darin gelösten dichroitischen Farbstoff ist.14. Liquid crystal display cell according to claim 1, characterized in that the liquid crystal material (12) is the host for dichroic dye dissolved therein. 15. Flüssigkristallanzeigezelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Betriebszustand der dichroitische Farbstoff den zeichenbildenden Segmenten (32) eine erste Farbe erteilt und daß die Maske (30) für das Umfeld der Flüssigkristallanzeigezelle (10) eine zweite von der ersten Farbe unterschiedliche Farbe ergibt.15. Liquid crystal display cell according to claim 14, characterized in that in a first operating state the dichroic dye gives the character-forming segments (32) a first color and that the mask (30) for the environment of the liquid crystal display cell (10) has a second color of the first color different color results. 0300U/06710300U / 0671
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