DE2151520C3 - Elektrooptische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrooptische Vorrichtung, die einen Flüssigkristall-l-ΊΙηι verwendet, ills Anzeigevorrichtung, die beispielsweise zur Anzeige von alphanumerischen /eichen dient.

Ks ist bereits bekannt, daß bestimmte Flüs$igkrm.ille. insbesondere vom nemalischen Typ. ilen Man von elektrooptischen Anzeigevorrichtungen erlauben, has allgemein ausgenutzte Phänomen ist eine Molekülaiis richtung oder orientierung, deren I lis.u he kiir/ erklärt werden soll, um die l-rlinduiig besser verstehen /ii können.

Die Hussigkristalle sind Körper, die in bestimmten rcmneratur/oiien einen /wischen/iisiuiul /wischen der kristallinen Form, wie sie bestimmten Festkörpern eigen ist, und einem ungeordneten Zustand annehmen, wie er für den flüssigen Aggregatzustand charakteristisch ist Man unterscheidet drei Typen von Flüssigkri-■i stallen; den nematischen, den smektischen und den cholesierischen Typ. Obwohl die Erfindung nicht auf den nematischen Typ beschränkt ist, soll der Einfachheit halber nur dieser erste der drei Typen von Flüssiglrristallen genauer behandelt werden.

lu In einem nematischen Kristall haben die Moleküle eine sehr gestreckte Form und ein elektrisches Dipolmoment, das am häufigsten parallel oder senkrecht zur Molekülachse verläuft. Wenn ein derartiges Material zwischen zwei Metallelektroden gebracht wird, an denen keine Spannung angelegt ist, werden die verschiedenen Moleküle der Flüssigkeit zueinander parallel in kleinen Zonen ausgerichtet, die man Bereiche oder Bezirke nennt. Entsprechend der Art oder dem Zustand der Elektroden kann der Bereich sehr groß sein, und die Moleküle zeigen trotzdem dieselbe Ausrichtung (sog. kollektive Paraliel-Orientierung). Wenn man eine elektrische Spannung an den Elektroden einer derartigen Zelle anlegt, wird der zwischen diesen beiden Elektroden angeordnete Flüssigkristall einem elektrischen Feld ausgesetzt Die verschiedenen Kristallmoleküle ändern ihre Orientierung in diesem elektrischen Feld, und die Flüssigkeit wird anisotrop. Die Beobachtung zwischen gekreuzten Polarisatoren zeigt eine Färbung, die durch das elektrische Feld veränderbar ist. Die Dauer des Auftretens des Phänomens der Farbänderung hängt vom verwendeten Flüssigkristall und vom angelegten elektrischen Feld ab, beträgt aber typisch 100 μ5. Die Zeit, die der Flüssigkristall zur Rückgewinnung seiner Anfangsfär-

J5 bung nach Abschalten der elektrischen Erregung benötigt, ist größenordnungsmäßig einige |is. Es kann ein weiteres Phänomen auftreten, das »dynamische Diffusion« genannt wird. Das Vorhandensein der Elektroden unter Spannung (Gleichspannung oder Wechselspannung niedriger Frequenz) und der Kontakt mit der Flüssigkeit rufen im Innern der Flüssigkeit einen Elektronen- und einen Ionenstrom hervor. Das Entstehen der Ionen im Innern des Flüssigkristalls verursacht Wirbel- oder Turbulenzbewegungen in der Flüssigkeit und zerstört die Struktur des Kristallgitters. Diese Turbulenzbewegungen bewirken eine Lichtdiffusion. Der Grad der vom Flüssigkristall gezeigten Diffusion hängt vom angelegten elektrischen Feld ab. Wenn die Elektroden der Vorrichtung keiner elektrischen Span-

V) nung ausgesetzt sind, geht das elektrische Feld im Innern des Kristalls auf Null zurück, und der Elektronen- und der lonenstrom hören auf zu fließen; die verschiedenen Bereiche werden so desorientiert, daß der Flüssigkristall-Film wieder transparent wird.

μ Die Dauer des Auftretens der Diffusion hängt vom verwendeten Kristall und vom angelegten elektrischen Feld ab, beträgt jedoch typischerweise gröDenordinmgsniäUig I mv die Zeit, die der Kristall zum Wieciererrcii-hcn seines transparenten Zustande nach

t»i Aufhören der elektrischen Erregung benötigt, beträgt ^roUeiiordnuMgsmaUig einige IO ms.

Die Änderung der optischen Eigenschaften eines Films oder einer Schicht aus Flüssigkristallen bei Anlegung eines elektrischen Felds wird in Anzeigevor- . richtungen ausgenutzt, um irgendwelche Zeichen, insbesondere alphanumerische Zeichen, anzeigen zu können, bine Anzeigevorrichtung mit nemalischen Flüssigkristalle!! hat daher, ganz altgemein gesprochen,

zwei Elektrodeiisysteme, zwischen denen ein dünner Flüssigkristall-Film angeordnet ist. Dieses System ist einerseits an eine elektronische Einrichtung zur Erregung von bestimmten Zonen der Vorrichtung und andererseits an eine Hilfsbeleuchtungsquelle angeschlossen, die die Vorrichtung beleuchtet.

Die bekannten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen enthalten zwei Elektrodensysteme, die folgendermaßen aufgebaut sind; Auf einem transparenten Substrat, z. B. einer Glasplatte, bringt man parallele halbtransparente metallische Bänder auf. Diese Bänder haben eine sehr geringe Breite, von z. B. einem mm-Bruchteil. Sie sind ungefähr einige ΙΟ*² μΐτ> (Mikron) voneinander getrennt. Das Netz der Leiterbänder des einen der Elektrodensysteme wird senkrecht zu dem Netz der Leiterbänder des anderen Elektrodensystems und diesem gegenüber angeordnet Der Flüssigkristall-Film wird zwischen diese beiden Elektrodensysteme gelegt. Die beiden Gruppen von Leiterbändern überdecken oder überlappen sich in bestimmten Zonen. Das Anlegen von elektrischen Spannungen an bestimmten Bändern jedes Elektrodensystems IaBt in den Überlappungszonen ein elektrisches Feld entstehen, das das Phänomen der weiter oben beschriebenen Lichtdiffusion verursacht. Eine sorgfältige Wahl der Leiterbänder, an denen geeignete Spannungen angelegt werden, erlaubt mit einer derartigen Vorrichtung so lange die Anzeige von Zeichen, wie die elektrische Erregung andauert. Das Abschalten der elektrischen Erregung läßt das angezeigte Zeichen verschwinden, und die Vorrichtung ist für die Anzeige eines neuen Zeichens bereit.

Bei den bekannten Vorrichtungen befinden sich die elektronischen Erregungsschaltungen aus räumlichen Gründen notwendigerweise außerhalb dieser Vorrichtung. Zum Beispiel verwendet man zur Speisung einer Zelle, deren Elektroden metallische Bänder wie oben beschrieben bilden, Ansteuerschaltungen für Zeile und Spalte, wie sie in der üblichen Bildabtasttechnik benutzt werden. Obwohl diese Vorrichtungen weitgehend zufriedenstellend arbeiten, haben sie zwei Hauptnachteile:

Das Vorhandensein einer Vielzahl von Leiterbändern in jedem Elektrodensystem erfordert die Verwendung einer Vielzahl von Ausgangs- und Eingangsanschlüssen zum Erregen dieser Elektroden; dies«? Vorrichtungen enthalten daher eine große Anzahl von Anschlüssen, was zu beträchtlichen praktischen Schwierigkeiten führt;

da sich die elektronische Speiseeinrichtung also notwendigerweise außerhalb der Vorrichtung befindet, ist der Gesamtraumbedarf eines derartigen Systems im allgemeinen ziemlich groß.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, bei der ein großer Teil der Erregerschaltung für die Elektroden eingebaut ist, wobei die Anzahl der Eingang- und Ausganganschlüsse der Anzeigevorrichtung beträchtlich verringert wird, und bei der schlieUlidi die Verwendung einer Wechsel-Erregung möglich ist, die in vielen Fällen eine beträchtliche Erhöhung der I ebetisdatier des verwendeten Flüssigkristall gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Benutzung der Technik und der Technologie von integrierten Schaltungen gelöst.

Genauer gesagt, eine dektrooplische Anzeigevorrichtung nut einem I lüssipkristall-Film zwischen zwei Elektrodenaiiurdnungen ist gemäß der Erfindung dadurch gekenn/eiilinet. daß ein Träger einerseits mosaikförmig angeordnete metallische Elektroden der einen Elektrodenanordnung und andererseits mehrere Schichten integrierter Steuerschaltungen trägt, deren jede mit jeweils einer eigenen der Elektroden über

■> elektrische Anschlüsse integriert verbunden ist, und daß die integrierten Steuerschaltungen und die zugehörigen Elektroden auf etwa gleiche Höhe gebracht sind.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das zweite Elektrodensystem auf einer transparenten isolierenden Platte aufgebracht, die an einer Seite von einer homogenen, leitenden, halblransparenten Schicht bedeckt ist.

Vorzugsweise sind die Flüssigkristalle vom nematisch en Typ.

Erfindungsgemäß werden die Elektroden des einen der Systeme nicht mehr in Form von ebenen Leiterbändern verwendet, sondern im Gegenteil in Forin eines Mosaiks von kleinen metallischen Rechtekken, die im -folgenden »Kontakte« genannt werden sollen. Diese Kontakte sind direkt auf atm Träger der integrierten Schaltungen durch an sich in der Mikroelektronik bekannte Verfahren aufgebracht Jeder Kontakt ist mit einer der integrierten Schaltungen durch Anschlüsse verbunden, die ebenfalls nach an sich bekannten Verfahren der Mikroelektonik-Technologie aufgebracht sind. Jeder Kontakt ist so an eine elektronische Schaltung angeschlossen, die relativ kompliziert sein kann, wie es der Stand der Technik der integrierten Schaltungen gestattet. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann man die Schaltungen so bauen, daß sie ein Schieberegister bilden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist das zweite Elektrodensystem sehr einfach ausgeführt;

JS nämlich als transparente Platte, z. B. aus Glas, auf der man eine sehr dünne elektrisch leitende, halbtransparente Schicht aufträgt. Diese Platte wird parallel zum gesamten Mosaik der Kontakte und in sehr kleinem Abstand von diesen angeordnet. Die Zonen, in denen ein elektrisches Feld angelegt wird oder nicht, sind daher diejenigen, die zwischen jedem Kontakt, erregt oder nicht, und der gegenüber befindlichen halbtransparenten Leiterschicht liegen. Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung in Höhe der Seitenwand,

Fig.3 vergrößert eine Zone in der Nähe des Mittelpunkts eines Kontakts und

Fig.-; eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Anschlußsystems, das die Erregung von drei Zellen gestattet.

Gemäß Fi g. 1 trägt ein Träger 2 auf seinem oberen Teil eine Schicht 4 mit mehreren integrierten Steuerschaltungen, die nicht genauer abgebildet sind: eine Isolierschicht 6 hat an ihrem oberen Abschnitt eine

M) Anzahl Metallplättchen bzw. Elektroden 8; fliese Plättchen sind mit den genannten integrierter'. Schartungen durch elektrische Anschlüsse 10 verbunden; eine zweite Isolierschicht 7 trägt eine metallische Wand 12; ein dünner Film 14 aus ^clüssigkristallen ist zwischen die

ι.. Elektroden 8 und eine transparente Isolierplatte Ib gelegt, die an einer Seite mit einer elektrisch leitenden, halbtransparenten Schicht 18 bedeck ι ist; die Isolittrplai tu 16 ruht auf der Wand 12 über der Schicht 18

Genauer gesagt, der Träger 2. der im allgemeinen aus Silizium besteht, trägt auf seinem oberen Abschnitt eine Schicht 4, in der Schaltungen integrierl sind, die gemäß einem bevorzugten Ausfiihrungsbcispicl der Erfindung aus MOS-Transistoren (Metalloxyd-Malbleiter-Transistorcn) hergestellt sind. Diese integrierten Schaltungen haben einen wohlbekannten Aufbau, so daß es hier nicht nötig ist. ihre Ausführung und ihrr Eigenschaften /u präzisieren. Auf diesen Schaltungen isl die Isolierschicht 6 aufgebracht. /. B. eine Schicht aus Siliziumoxvd (SiO?). in der /iilcl/t die Kanäle für die Atisi hltisso zwiv.hcn ilen verschiedenen integrierten Si hallungcii tier Schicht 4 und den (zukünftigen) Elektroden 8 vorgesehen werden Die metallischen LU'ktrodi n 8 werden vorzugsweise durch Niederschlagen von Metall auf der Isolierschicht 6 hergestellt: die si ι erhaltene miMiillnche Schicht wird anschließend geatzt, um das Mosaik von

ϊ· IpL t rtuipn

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abgegebene Licht fällt auf die Kontakte nur. wenn die Flüssigkristalle an dieser Stelle transparent sind.

Wenn die Lichtstrahlen schräg auffallen (ungefähr unter 45" zur Normalen) und die Beobachtung senkrecht zur Ebene der Anzeigevorrichtung stattfindet, empfängt der Bcobaihier überhaupt kein Licht. Im gegenteiligen I all diffundieren die Flüssigkristalle das auffallende Licht, so dal) die entsprechenden Zonen aufgehellt erscheinen. Erfindungsgemäß erscheint also ein unter elektrischer Spannung stehender Kontakt, der sich m einer /one befindet, wo die benachbarten Kontakte mehl mit einer elektrischen Spannung lie.iufschlap· sind, als leuchtender l'imkl inmitten einer dunklen /one

Wenn il.e in der Vorrichtung verwendeten llüssigkri-MaIIe einer Kollcktivorienlirrunp der Moleküle fähig sind, wird der Schirm über einen ersten Polarisator hi'tpMi'hlpl um! iihpi" pini'D σρΙίΓΡΐι/tpn ju/pilpn Pftlaricu-

Isolicrschicht 7 aus Siliziumdioxyd SiOj ist auf der (iesumtheit dieser Llektroden niedergeschlagen Diese Schicht ist durch eine dicke Metallschicht bedeckt. Die Isolierschicht und die metallische Schicht werden .inschließend geätzt, um das Mosaik der Kontakte bzw. Elektroden 8 so zu formen, daß es am Rand der /clic nur eine metallische Wand 12 übrig läßt, die auf einer Isolieruntcrlagc ruht Die Beschreibung dieser Wand wird weiter unten mit Hilfe von Γι ρ 2 erfolgen Die !Matte 16. die mit der halbtransparenten, leitenden Schuht 18 versehen ist. wird auf eier so gebildeten Anordnung abgesetzt, wobei sich die B schichtung gegenüber den Kontakten bzw Elektroden 3 befindet Die metallische Wand 12 bildet gleichzeitig eine Zwischenlage zur Dickcnbestimrrung und zur Abdichtung der Vorrichtung Der Fliissigkristall-Film 14 w:-d anschließend in die Vorrichtung nut Hilfe der Kapillarität eingebracht Die Dicke des Flüssigkristall-I ilrns betragt im allgemeinen größenordnungsmäßig Io um Die Anordnung wird anschließend zugcschmol-/cn und in einem mechanischen Halter positioniert, der eine der vielen gegenwärtig verfügbaren Realisierungsmöglichkcitcn in integrierter Schaltungslechnik clarstel· k-n kann.

Line derartige Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Während der Lrregerphase durch geeignete elektrische Signale wird jeder Kontakt bzw. jede Elektrode 8 mit einer Spannung beaufschlagt oder nicht, wobei die elektrisch leitende Schicht 18 auf einem bestimmten Potential liegt, das z. B. Lrd- oder Massepotential sein kann Wenn einer der Kontakte nicht mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird, entsteht in der Zone des Flüssigkristall-Filrns 14. die sich zwischen diesem Kontakt und der Schicht 18 befindet, überhaupt kein elektrisches Feld, so daß diese Zone also transparent ist. Wenn im Gegensatz dazu ein Kontakt mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird, wird durch die Zone des Flüssigkristalls, die sich zwischen diesem Kontakt und der Schicht 18 befindet, das von der Hilfsbeleuchtungslampe emittierte Licht diffundiert. Da der durch die Schichten 4 und 6 gebildete Träger von der Konstruktion her nicht transparent ist. arbeitet eine derartige Vorrichtung im allgemeinen mittels Reflexion: Das bedeutet, daß die Hilfsbeleuchtungsquelle, die die Anordnung beleuchtet, sich vor dieser befindet, während die Beobachter in bezug auf die Anordnung auf derselben Seite wie die Hiifsbeieuchtungsqueiie ist Der Beobachter betrachtet die Vorrichtung, und das von ihm empfangene Licht kommt von der Hilfsbeleuchtungslampe, die in F i g. 1 nicht gezeigt ist Das von der Lampe tor beobachtet. Fin mit einer bestimmten Spannung beaufschlagter Kontakt nimmt also eine bestimmte F arbe an. so daß sich die Anzeige nicht mehr nur in Schwär/ oder Weiß vollzieht, sondern in Farben.

Is ist gefunden worden, daß die Kontraste für die erhaltenen Farben ausreichend sind bei Arbeitsdauer Spannungen von etwa 40 V Gleichspannung oder 15 V effektiver Wechselspannung. Diese Größenordnunger der Span' -'ng sind mit der erfindungsgemäßen Verwendung von MOS-Transistoren vollkommen verträglich.

Die Ansprechzeit der Vorrichtung hängt zu einerr großen Teil von der Art der verwendeten Kristalle ab Hei ilen nematischcn Kristallen beträgt diese Ansprech zeit größenordnungsmäUig I ms. Für diejenigen Flüssig kristalle vom cholcstcrischcn Typ. die gegenüber einerr elektrischen Feld empfindlich sind, sind die Ansprech zeiten größer, da die Viskosität dieser cholesterischer Flüssigkristalle viel größer als die der nematischcr Kristalle ist. Obwohl die Erfindung nicht auf diesen Tyf der Flüssigkristalle beschränkt ist. ist (s zweckmäßig Mctoxybcnzylidcn-ßutylanilin (M B.B.A) zu verwenden was eines der am häufigsten verwendeten nematischer Flüssigkristalle ist. da die Temperaturzone, in der diese; Material Flüssigkristall Eigenschaften zeigt, in der Nähe der Umgebungstemperatur liegt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dei Erfindung hat die Vorrichtung eine Rechteck-Form, wi< in F i g. 1 abgebildet. Die verschiedenen Kontakte sine in η Spalten und ρ Zeilen angeordnet, um ein Raster zi ergeben, das im Fall von F i g. 1 fünf Spalten und siebet Zeilen hat. also insgesamt 35 Kontakte aufweist. Diesi Rechteckform ist zweckmäßig für die Realisierung »οι Zellen für die Anzeige von alphanumerischen Zeichen Die Kontakte können Abmessungen von größenord nungsmäßig 300 μπι ■ 300 μΐη haben. Sie können au: Aluminium bestehen. Die Abmessungen der Fig. 1 sin< nicht maßstabgetreu. Man kann einen Eindruck von de Form und der relativen Größe der verschiedene! Elemente gewinnen, indem man F i g. 2 betrachtet

F i g. 2 zeigt im Schnitt bestimmte Einzelheiten eine Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrich tung maßstabsgetreu. In Fig.2 sind zu erkennen dii Schicht 4 mit integrierten Schaltungen, die Schichten ( und 7 aus Isolierstoff, ein metallischer Kontakt bzw. eim Elektrode 8 und im rechten Teil der Figur dii metallische Wand 12. Die Wand 12 trägt auf ihrer oberen Abschnitt die transparente Isolierplatte J6, dii auf der Wand mittels der leitenden halbtransparentei Schicht 18 ruht. Der dünne Flüssigkristall-Film 14 is zwischen die Schicht 18 und das Mosaik der Kontakt

bzw. Elektroden 8 eingelegt. Eine Einzelheit eines solchen Kontakts ist in der Figur innerhalb der Strichpunktellipse gegeben, woraus der elektrische Anschluß 10 ersichtlich ist, der den Kontakt an die integrierte Schaltung anschließt, die im Träger 4 enthalten ist. Die Wand 12 ist erfindungsgemäß durch Leitern^ «rial gebildet. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Wand aus Aluminium, das im Vakuum aufgedampft worden ist. Die Dicke dieser Wand beträgt typisch einige 10 μιη. und ihre Breite hat die Größenordnung von einigen 10 μηι (50μηι). Die Wand 12 ist durch eine Fläche 13 verlängert, die leicht eine elektrische Verbindung zur leitenden Schicht 18 der Platte 16 herzustellen gestattet. Der metallische Charakter der Wand 12 erlaubt die Ausbildung einer homogenen Schicht mit regelmäßiger Dicke; jedes andere Material, z. B. Silizium, führt nicht zur selber. Qualität. Die se hergestellte Wand 12 hat eine dreifache Funktion: Abdichtung der gesamten Zelle; Dickekeil, damit der Flüssigkristall-Film 14 eine vorbestimmte Dicke hat; elektrische Verbindung mit der leitenden Schicht 18.

In Fig.3 ist in vergrößertem Maßstab die durch die Strichpunkt-Linie in F i g. 2 eingekreiste Zone abgebildet, die dem mittleren Abschnitt eines Kontakts bzw. einer Elektrode 8 entspricht. Man erkennt dort in der Schnittansicht die Isolierschicht 6, einen Teil des einen Kontakts bzw. einer Elektrode 8 und den elektrischen Anschluß 10.

In F.g.4 ist das Schaltbild von drei erfindungsgemäßen Anzeigezellen gezeigt. Für jede Zelle sind alle Elemente verwendet, wie sie in F i g. 1 abgebildet sind, um ein alphanumerisches Zeichen anzeigen zu können. Obwohl tatsächlich die integrierten Schaltungen zum Elektrodenmosaik sehr benachbart sind, wie bereits anhand von F i g. 1 erklärt worden ist, sind zur größeren Klarheit in Fig.4 die beiden Funktionen elektrischer Erregung und Anzeige getrennt worden. Gemäß F i g. 4 hat also eine Zelle 20 eine eigentliche Anzeigezone 22 und integrierte Erregerschaltungen 24. Die abgebildete Anzeigezone entspricht dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel von fünf Spalten und sieben Zeilen an Kontakten. Es sei außerdem angenommen, daß die Zelle 20 den Buchstaben »T«anzeigt. Eine zweite Zelle 26, die der Zelle 20 identisch ist, hat eine eigentliche Anzeigezone 28, von der nur einige Kontakte gezeigt sind und die an integrierte Erregerschaltungen 30 angeschlossen ist Ebenso umfaßt eine dritte Zelle 32, die identisch zu den beiden vorhergehenden Zellen ist, eine Anzeigezone 34, von der nur einige Kontakte abgebildet sind, und eine integrierte Erregerschaltung 36. Es sei angenommen, daß jede der Schaltungen 24,30 und 36 so aufgebaut ist, daß die Anzahl der integrierten Schaltungen, die sie bildet, ein an sich bekanntes Schieberegister formt

Jede Schaltung hat acht Anschlüsse: die Schaltung 24 einen Eingangsanschluß 38, einen Ausgangsanschluß 40 und sechs Anschlüsse 41—46; die Schaltung 30 einen Eingangsanschluß 48, einen Ausgangsanschluß 50 und sechs Anschlüsse 51 —56; ebenso die Schaltung 36 einen Eingangsanschluß 58, einen Ausgangsanschluß 60 und sechs Anschlüsse 61—66. Ein Speiseblock 70 besitzt sechs Ausgangsanschlüsse 71 bis 76, an die parallel die drei vorhergehenden Gruppen mit sechs Anschlüssen angeschlossen sind, die die Schaltungen 24, 30 und 36 versorgen.

Das Schaltungsprinzip dieser Schaltungen ist folgendes:

Die Schaltung für den Speiseblock 70, die nicht im einzelnen abgebildet ist, ist eine Schaltung, die die Erregung der Schieberegister gestattet, die durch die integrierten Schaltungen entsprechend jeder Zelle gebildet sind. Diese Schieberegister werden in an sich bekannter Weise mittels sechs Anschlüssen, ausgehend vom Speiseblock 70, versorgt. Unter diesen Anschlüssen sind ein Erd- oder Masseanschluß 71, ferner zwei Spannungsanschlüsse 72 und 73, ein Wechselspannungs anschluß 74 und zwei Anschlüsse 75 und 76, die Schiebeimpulse abgeben, die von elektronischen Uhren stammen, jede der Schaltungen 24,30 und 36 empfängt daher gemäß der gewählten Betriebsart außer den verschiedenen Signalen, die von den im Block 70 enthaltenen Taktschaltungen abgegeben werden, entweder eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung. Infolge der Ausführung, die im Zusammenhang mil Fig I und 7 beschrieben worden ist. insbesondere aufgrund eines elektrischen Anschlusses, der leicht in Höhe der Wand hergestellt werden kann, die jede Zelle umgibt, können die Zellen 20 und 32 leicht in Reihe mittels der Anschlüsse 40 und 58 geschaltet werden. Ähnlich können die Zellen 20 und 26 in Reihe mit den Anschlüssen 38 und 50 geschaltet werden. Auf diese Weise ist unabhängig von der Anzahl der Zellen (drei in F i g. 4) die Anzahl der Anschlüsse, die zur elektrischen Speisung dieser Zellen notwendig sind, immer acht gemäß dem Schaltbild von F i g. 4. Es ist also ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung die Verwen dung einer sehr einfachen elektronischen Schaltung gestattet, was sie von bekannten Vorrichtungen unterscheidet.

Das durch die Erfindung angegebene Schieberegister ermöglicht die gleichzeitige Ausübung von zwei Funktionen: Adressierung oder Ansteuerung von Information und elektrische Speicherung dieser Information. Außerdem hat die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber den bekannten Systemen mit gekreuzten Metallbändern den Vorteil, keinen Flüssigkristall mit einer Schwelle zu benötigen. Daraus ergibt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Erregung durch Wechselspannungen im Gegensatz zu den bekannten Systemen einfach ist.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Schiebe-

registers betrifft die Einstellzeit der Phänomene. Die Eingabe irgendeiner elektrischen Kombination in das Schieberegister erfordert eine Zeit, die bedeutend geringer als die Ansprechzeit des Flüssigkristalls ist. Da sich alle Zonen des Flüssigkristalls, die vor jedem Kontakt angeordnet sind, unter der Einwirkung elektrischer Felder unabhängig voneinander ändern, ist die Anzeigezeit des Zeichens in der Vorrichtung gleich der Einstellzeit des Phänomens. Sie ist daher kurz bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Es versteht sich, daß die Verwendung von elektronischen Schaltungen, die eine Schieberegister bilden, nur ein Ausführungsbeispiel darstellt

Die Vereinfachung der elektronischen Schaltungen, die mit der Integration eines großen Teils dieser Schaltungen verknüpft ist, erlaubt die Realisierung von elektrooptischen Einrichtungen, für die die pro Zelle aufgewendete Leistung sehr gering ist Das ist der Fall, da die hier beschriebenen Vorrichtungen eine elektrische Leistungsaufnahme von etwa I mW pro Kontakt benötigen. Diese sehr geringe Leistung, die in der Vorrichtung dissipiert, erlaubt das Halten der gesamten Vorrichtung auf einer Temperatur entsprechend der Temperaturzone, die dem verwendeten Flüssigkristall

angemessen ist. Außerdem ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr einfach, die Zellen mittels Wechselsignalen zu erregen. Es ergibt sich daher daraus in diesem Fall eine Lebensdauer der Vorrichtung, die beträchtlich höher als die mit Signalen konstanter

10

Polarität erreicht ist. Zum Beispiel kann die Lebensdauer von 600 h (bei einer Erregung mit Gleichstrom) gesteigert werden auf mehrere 1000 h (bei Wechselstromerregung).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Elektrooptische Anzeigevorrichtung mit einem Flüssigkristall-Film zwischen zwei Elektrodenanordnungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (2) einerseits mosaikartig angeordnete metallische Elektroden (8) der einen Elektrodenanordnung und andererseits eine Schicht (4) mit mehreren integrierten Steuerschaltungen trägt, deren jede mit jeweils einer eigenen der Elektroden (8) über elektrische Anschlüsse (10) integriert verbunden ist, und daß die integrierten Steuerschaltungen und die zugehörigen Elektroden auf etwa gleiche Höhe gebracht sind (F i g. 1).

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Elektrodenanordnung auf einer transparenten isolierenden Platte (16) aufgebracht ist, die an der dem Flüssigkristall-Film zugekehrten Seite mit einer homogenen, elektrisch ieitenden und haiblransparenten Schicht (18) bedeckt ist (F ig. 1,2).

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (16) über die Schicht (18) auf einer metallischen Wand (12) ruht, die am Umfang des Trägers (2) der integrierten Steuerschaltungen aufgebracht ist, wobei die Wand gleichzeitig die Dichtheit der Anzeigevorrichtung, die optimale Dicke des Flüssigkristall-Films (14) und den elektrischen Anschluß der Schicht (18) gewährleistet.

4. Anzeigevorrichtung nach einejr. der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Steuerschallungen der Schicht (4) durch MOS-Transistoreinheiten gebildet sind'.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mosaikartig angeordneten Elektroden in mehrere nebeneinanderliegenden Elektrodengruppen (22,28, 14) unterteilt sind, und daß die den einzelnen Elektrodengruppen zugeordneten integrierten Steuerschaltungen gesonderte Einheiten (24,30, 36) bilden, die die Stufen eines Schieberegisters zur Adressierung und Speicherung der Steuerinformation darstellen und gemeinsam durch einen Speiseblock (70) mit Taktimpulsen und Gleich- oder Wechselspannung versorgbar sind (F i g. 4).

6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur farbigen Anzeige über einen ersten Polarisator beleuchtet und über einen gekreuzten zweiten Polarisator beobachtet ist.