DE2629765A1

DE2629765A1 - Fluessigkristallanzeige mit einer gast-wirt-fluessigkristallschicht, verfahren zur herstellung dieser fluessigkristallanzeige und verwendung der fluessigkristallanzeige

Info

Publication number: DE2629765A1
Application number: DE19762629765
Authority: DE
Inventors: Rino Doriguzzi; Markus Egloff; Meinolph Kaufmann; Terry J Dr Scheffer
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: Asulab AG
Priority date: 1976-06-16
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1977-12-22
Also published as: DE2629765C2; CH614828B; CH614828GA3

Description

Flüssigkristallanzeige mit einer Gast-Wirt-Flüssixkristall-
schicht, Verfahren zur Herstellung dieser Flüssi.kri.stallanzeige und Verwendung der Flüssigkristallanzeige Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeige mit einer zwischen zwei Zellenplatten und je einer Vorder-und einer Rückelektrode befindlichen Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht und einem in der Flüssigkristallzelle integrierten Reflektor, ein Verfahren zur Herstellung dieser Flüssigkristallanzeige sowie auf die Verwendung der Flüssigkristallanzeige Das Prinzip cholesterinischer Gast-Wirt-Anzeigen ist bekannt, (Appl. Phs. Bett. 13, 91, 1968) und bereits zum Bau elektrooptischer Vorrichtungen genutzt worden (vgl. DT-OU k 410 557).
Aus Journal of Applied Physics, 45, 1974, S. 4 718 - 4 723 ist eine Flüssigkristallanzeige unter Verwendung pleochroltischer Farbstoffe (ast) und cholesterinischen Flüssigkristallmischungen (Wirt) bekannt, welche Flüssigkristallanzeige in Reflexion betrieben wird, und eine ausgezeichnete Helligkeit aufweist, da auf externe Polarisatoren verzichtet wurde. In dieser Publikation sind das Grundprinzip des Gast-Wirt-Effekts dargestellt (z.B. Fig. 2) und Angaben über geeignete Flüssigkristallmischumen und Farbstoffe und experimentell gewonnene I^aessergebnisse aufgeführt.
Obwohl nachgewiesenermassen bei Flüssigkristallanzeigen mit einer Gast-Miirt-Flüssigkristallschicht auf aufwendige Polarisatoren verzichtet werden kann, konnten diese Art Anzeigen bis heute den bewährten nematischen Drehzellen nicht Konkurrenz sein. Es hat sich gezeigt, dass bei in Reflexion betriebenen Gast-Wirt-Anzeigen durch einen hinter der Flüssigkristallzelle angeordneten Reflektor Ablese-Parallaxen auftreten. Besonders störend wirkt dies in relativ kleinen Anzeigen, in denen die Breite der Elektrodenelemente kleiner oder veieichbar ist mit der Dicke der verwendeten Zellenplatten. Derartige Grössenverhältnisse finden sich vor allem in Anzeigen, welche für Anwendungen in Armbanduhren oder Digital-Voltmetern bestimmt sind.
Es erscheint daher naheliegend, den Reflektor ins Zelleninnere zu integrieren. Leider zeigen sich dabei jedoch neue, vor allem bei alpha-numerischen Anzeigen störend wirkende Effette. Der integrierte, elektrisch leitende Reflektor übernicht in diesem Fall die Funktion einer Rückelektrode und bewirkt, dass nicht nur die angesteuerten Elektrodenelemente selbst, sondern auch die dazu fahrenden Verbindun:sleituggen sichtbar werden. Da diese Verbindungsleitungen aus technologischen und elektrischen Gründen nicht beliebig scilmal ausgelegt werden können, verhindert dieser störende Effekt den sinnvollen Einsatz derartiger Anzeigen.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die AufÕa;se, eine Anzeige zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist, einfach herzustellen ist und einen gegenüber nematischen Drehzellen grösseren Betrachtungswinkel aufweist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Vorderelektrode aus Segmenten besteht und die den Segmentzuleitungen gegenüberliegenden Teile des Reflektors und/oder der Rückelektrode auf einem elektrischen Potential liegen, dessen Differenz zum Potential der entsprechenden Segmentzuleitung kleiner ist, als die Schwellenwertspannung der verwendeten Flüssigkristallschicht.
Eine derartige, erfindun-sgensse Anzeige ist preisgünstig herstellbar und eist hervorragende optische Eigenschaften auf, insbesondere einen gegenüber nematischen Drehzellen erheblich grösseren Betrachtungswinkel, ohne dass aber die Segmentzuleitungen beim Ansteuern eines Segmentes störend sichtbar werden.
Ein bevorzugtes erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung einer Anzeige nach der Erfindung besteht darin, dass der Reflektor durch Beschichten der Rückelektrode und der rü^kseitigen Zellenplatte mit metallisch oder weiss reflektierenden Partikeln oder durch Einbringen von metallisch oder wzizs und diffus reflektierenden Partikeln in die rückseitige Zellenplatte erzeugt wird.
Weitere Merkmale der Erfindung- ergeben sich aus den nachstehend anhand von Zeichnungen beschriebenen Äusführungsbeisielen.
Es zeigen: Fig. 1 Eine Prinzipdarstellung einer Gast-irt-Plüssigkristallanzeige mit einem ersten integrierten halbdurchlässigen Reflektor, geeignet wahlweise für Reflexions-oder Transmissionsbetrieb, Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines zweiten integrierten Reflektors mit Metallteilen, Fig. 3 einen dritten, aus reflektierenden Teilbereichen bestehenden integrierten Reflektor, Fig. 4 einen vierten, aus quadratischen Teilbereichen besteht henden integrierten Reflektor, Fig. 5 einen fünften, aus einer Trennzonen aufweisenden, metallischen Schicht bestehenden integrierten Reflektor, Fig. 6 einen sechsten, aus sechs dielektrischen Schichten bestehenden integrierten Reflektor, Fig. 7 eine schematische Schnittdarstellung im Herstellungsprozess des zweiten, integrierten Reflektors - nach dem Siebdruck, Fig. 8 eine weitere schematische Schnittdarstellung im Herstellungsprozess des zweiten integrierten Reflektors - nach dem Glaslöten, Fig. 9 die Führung der Trennzonen des Reflektors Fig. 5 am Beispiel einer darzustellenden Ziffer, Fig. 10a eine schematische Darstellung einer in eine flache Armbanduhr eingebauten Gast-Wirt-Flüssigkristallzelle mit digitaler Anzgi,gRc Fig. lOb -10d Einzelheiten im Aufbau der Armbanduhr aus rig. lOa, sowie eine Tabelle der Eigenschaften von erfindungsgemässen Gast-Wirt-Flüssigkristallanzeigen und nematischen Drehzellen gleicher Anzeigefläche.
In sämtlichen Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Die in Fig. 1 dargestellte Gast-Wirt-Flüssigkristallanzeige besteht aus einer frontseitigen Zellenplatte 1, einer ebenfalls frontseitig angebrachten Vorderelektrode2 und eine auf einer rückseitigen Zellenplatte 4 angebrachten Rückelektrode 3. Zwischen den beiden Zellenplatten 1, 4 befindet sich eine Flüssigkristallschicht 5, welche randseitig durch Abstandselemente 6 dicht abgeschlossen ist. Die Flüssigkristallschicht 5 weist eine lichtabsorbierende, schraubenförmig gewundene Struktur 7 auf, welche durch Anlegen eines elektrischen Feldes, beispielsweise durch eine Wechselspannungsquelle 12 an die Zuleitungen 31 und 32 der Elektroden 2 bzw. 3 in eine nicht, bzw. wenig lichtabsorbierende, gleichförmige Struktur 8 transformiert werden kann.
Im Reflexions-Betrieb wird die Flüssigkristallanzeige frontseitig, durch eine Lichtquelle 10 charakterisiert, beleuchtet.
Ebenfalls frontseitig befindet sich ein Betrachter 11. Das auf die Flüssigkristallanzeige einfallende Licht wird im Bereich der nichtabsorbierenden gleichförmigen Struktur 8 der Flüssigkristallschicht 5 durchgelassen und in der aus einem Nilchglas bestehenden Zellenplatte 4, welche gleichzeitig die Funktion eines Reflektors 9 hat, weiss reflektiert bzw. gestreut, und durch die transparenten Elektroden 3 und 2 und die ebenfalls transparente Zellenplatte 1 auf den Betrachter 11 abgestrahlt.
Fehlt genügend Umgebungslicht, bzw. die Lichtquelle 10, so besteht die Möglichkeit, die Flüssigkristallanzeige in Transmission zu betreiben durch Einschalten einer hinter der rückseitigen Zellenplatte 4 angeordneten Ersatz-Lichtquelle 10a.
Die Flüssigkristallschicht 5 weist eine Dicke von 10 pm auf und besteht aus einer nematischen Grundsubstanz mit positiver dielektrischer Anisotropie z.B. eine Mischung im Gewichtsverhältnis 1:1:1 von P-Butoxy-, P-Hexyloxy-, und P-0ctanoyloxybenzyliden- P-Aminobenzonitril, welch Grundsubstanz ca. 5 bis 15 % einer optisch aktiven Substanz z.B.Cholesteryl Benzoat und ca. 0,2 bis 1 t des pleochroitischen Farbstoffes z.B.
Indopaenol blau beigemengtsind. Derartige Mischungen sind bekannt (J. of Appl.
Phys., 45, 1974, S. 4718 - 4723) und können durch andere, gleiche oder ähnliche physikalische Eigenschaften aufweisende Mischungen ersetzt werden.
Die zur Herstellung der Zellen an sich notwendige Technologie ist bekannt, und insbesondere in der die Herstellung nematischer Drehzellen betreffenden Literatur beschrieben.
In Fig. 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei wie auch in den nachfolgenden Figuren, nur die gegenüber Fig. 1 besonders zu erwähnende Elemente gesondert gezeichnet bzw. beschrieben sind.
Eine aus Glas bestehende, rückseitige Zellenplatte 4, Fig. 2, ist mit einer transparenten Rückelektrode 3 aus SnO2 versehen.
Die Rückelektrode 3 und der verbleibende, freie Teil der der Flüssigkristallschicht zugewandten Oberfläche der Zellenplatte 4 ist mit gegenseitig isolierten Metallteilen 20 aus Aluminium beschichtet.
Die Metallteile 20 weisen in den Ausbreitungsrichtungen der Elektrodenfläche eine Leitfähigkeit von c 10 uS pro Quadrat auf und wirken als Reflektor 9.
Eine weitere Zellenplatte 4, Fig. 3, weist eine Tiefenstruktur 41 auf, welche durch einen Schleifprozess und anschliessendes Aetzen hergestellt wurde (vgl. DT-Pat. Anm. P 2'531'372.8 der Anmelderin). Auf diese Tiefenstruktur 41 ist eine leitende Schicht als Rückelektrode 3 aufgebracht; die gesamte der Flüssigkristallschicht zugewandte Fläc'e ist mit einzelnen, reflektierenden Teilbereichen 21 bedeckt.
Nach Fig. 4 weist die Zellenplatte 4 eine aufgerauhte Oberfläcl;e auf. Die reflektierenden Teilbereiche 21 bestehen aus Aluminium und haben quadratische Flächen von ca. 80 pm Kantenlänge. Die Zwischenräume zwischen den einzelnen reflektierenden Teilbereichen 21 betragen ca. 50 um.
Die durch Teilbereiche charakterisierte Ausbildung der Ausführungsbeispiele Fig. 3 und Fig. 4 erlauben die entsprechenden Flüssigkristallanzeigen auch in Transmission zu betreiben, indem wie in Fig. 1 dargestellt hinter der Zellenplatte 4 eine Ersatz-Lichtquelle lOa angebracht wird. Die Dicke der reflektierenden Teilbereiche 21 beträgt ca 0,5 pm und kann in weiten Grenzen der gewählten Technologie angepasst werden.
In Fig. 5 ist eine zu Fig. 3 und Fig. 4 modifizierte Variante dargestellt. Die reflektierenden Teilbereiche 21 sind hier grossflächig und untereinander durch Trennzonen 30 voneinander isoliert.
Diese Trennzonen 30 weisen eine Breite von 10 bis 50 ,um auf, dementsprechend ist als Folge der geringen lichtdurchlassenden Fläche Transmissionsbetrieb nicht möglich.
Nach Fig. 6 weist die rückseitige Zellenplatte 4 wiederum eine Tief enstruktur 41 auf, auf der die Rückelektrode 3 aufgebracht ist. Ueber die gesamte der Flssigkristallschicht zugewandte Oberfläche ist ein breitbandiger dielektrischer Spiegel aufgebracht, welcher aus sechs Lagen delektrischer Schichten 22 bis 27 besteht, von welchen Schichten jeweils aufeinanderliegende Schichten einen zueinander unterschiedlichen Brechungsindex aufweisen.
Der Schichtaufbau kann auch in der umgekehrten Reihenfolge gestaltet werden, d.h. dass auf der obersten dielektrischen Schicht 2 7 eine Metall- oder galvanisch leitende Metalloxyd-Schicht aufgebracht ist, welche die Funktion der Rückelektrode 3 übernimnt.
,Finstelle der dielektrischen Schichten 22 bis 27 aus SiO2 und MgF2 kann auch eine einzige Schicht aus Silizium von o,l - 1 Fm Dikke vorhanden sein.
Das Ausführungsbeispiel Fig. 6 weist den Vorteil auf, cass durch eine homogene Abdeckung der Rückelektrode 3 durch die dielektrischen Schichten 22 bis 27 ein Schutz der Rückelektrode 3 vor elektrochemischer Zersetzung entsteht.
Die in den Fig. 2 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiele erfordern eine kapazitive Einkopplung der Steuerspannung in die Flüssigkristallschicht, d.h. ein Betrieb der Flüssigkristallanzeigen mit reiner Gleichspannung ist nicht möglich.
Die einzelnen aus Aluminium-Pigmenten bestehenden Metallteile 20, Fig. 2, sind mit einer in normaler Atmosphäre sich bildenden Oxydschicht von 10 bis 100 i Dicke überzogen; obwohl, wie in Fig. 2 dargestellt, alle Teile eng und flach aneinander liegen, wirkt diese Oxydschicht als Isolator; es ist daher nahezu keine Leitfähigkeit in den Ausbreitungsrichtungen der Elektrodenfläche vorhanden. Aufgrund des geringen Teilchenabstandes istjedoch eine sehr gute kapazitive Kopplung in einer zu den Ausbreitungsrichtungen der Elektrodenfläche normalen Richtung vorhanden, so dass ein Wechselspannungsbetrieb der Flüssigkritallanzeige problemlos möglich ist.
Anhand der Herstellungsverfahren der einzelnen Ausführungsbeispiele lassen sich vertiefte Einblicke in die einzelnen Varianten gewinnen.
Grundsätzlich eignen sich für sämtliche Verfahren die bereits in der Fertigung von nematischen Drehzellen bewährten leitenden Materialien zur Herstellung der Elektroden 2 und 3, wie beispielsweise SnO2, In02, Al, Au, etc.
Anstelle der im ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 1, verwendeten rückseitigen Zellenplatte 4 aus Milchglas könnte auch eine sandwichartig aufgebaute Zellenplatte 4 mit eingebrachten weiss reflektierenden Partikeln eingesetzt werden. Derartige Zellenplaten 4 müssten jedoch, da hitzeempfindlich, mit beispielsweise oder Schmelzklebern photopolymeren SubstanzenhNmit der frontseitigen Zellenplatte 1 verbunden werden.
Zur Herstellung des integrierten Reflektor 9, Fig. 3 - 6, eignen sich ebenfalls die bewährten Reflektormaterialien wie Aluminium, Gold, Silber, Chrom etc. Aus wirtschaftlichen Gründen sind jedoch in den Ausführungsbeispielen vorwiegend Aluminium-Reflektoren verwendet worden.
Die Herstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels Fig. 2 kann sehr wirtschaftlich erfolgen. Eine Zellenplatte 4 aus Glas wird mit einer vorzugsweise transparenten Rückelektrode aus SnO2 oder In203 bedampft. In einem anschliessenden Siebdruckverfahren wird die gesamte, im späteren Sichtbereich der Flüssigkristallanzeige befindliche Oberfläche der Zellenplatte 4 mit einer Aluminiumbronze-Farbe bedruckt. Die Aluminiumbronze-Farbe besteht aus einem Binder (z.B. Nitrocellulose in Amylacetat im Gewichts-Verhältnis 1:1 gemischt) und Aluminium-Pigmenten mit einer mittleren Länge von 2 - 10 um. Das gewichtsmässige Mischungsverhältnis von Binder zu Aluminium-Pigment beträgt 1:5 bis 1:15.
Im folgendenArbeitsgang kann ein Glaslotsteg aufgedruckt werden, welcher die Funktion der Abstandselemente 6 sowie die Dichtung der Zelle übernimmt. Die Schichtdicke der Aluminiumbronze-Farbe variiert mit der Konzentration an Aluminium-Pigmenten und ist abhängig davon, ob ein reiner Reflektor oder ein halbtransparenter Reflektor - für Transmissions-Betrieb - gewünscht wird. In der Praxis hat sich eine Dicke der aufgedruckten Aluminiumbronze-Farbe von 15 bis 20 sm bewährt. Nach der Montage der frontseitigen Zellenplatte 1 und dem entsprechenden Justieren der Zellenplatten 1 und 4 entsprechend der Form der Elektroden 2 und 3 erfolgt in einem Lötofen,ein aus der Drehzellenherstellung bekannter Glaslotprozess. Nach ca. einer Stunde Dauer bei einer Lötofentemperatur von ca. 400 bis 5000 C sind die Zellenplatten zusammengelötet. Während dieses Prozesses verbrennt der Binder und verflüchtigt sich ohne Rückstandezu bilden, wobei sich die Aluminium-Pigmente auf eine Gesamtdicke von 2 bis 5 Mm zusammenlagern.
Durch Zusetzen von Glaslotpulver Von ca. 1 pin Korngrösse kann die Abriebfestigkeit der Aluminiumbronze-Farbe bzw. der Aluminium-Pigmente erhöht werden.
In Fig.78 ist eine zu Fig. 2 weiter entwickelte Variante der Zellentechnologie dargestellt. Der auf die Zellenplatte 4 aufgedruckten Aluminiumbronze-Farbe sind nicht leitende Partikel 29 zugesetzt. Die grösste Ausdehnung der Partikel beträgt 12 pm, dem Soll-Abstand der Zellenplatten 1, 4. Nach dem Glaslötprozess wirken diese nicht leitenden Partikel 29 als Abstandselemente. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der oben erwähnte Glaslotaufdruck nur noch dichtende, nicht aber abstandhaltende Funktion zwischen den Zellenplatten 1 und 4 hat. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, wie die nicht leitenden Partikel 29 von Aluminium-Pigmenten, als Metallteile 20 bezeichnet, umlagert sind. Da die Partikel 29 in sehr geringer Konzentration zugesetzt sind, pro Flüssigkristallzelle genügen einige wenige Partikel, und diese nicht leitend sind, ergibt sich keine Störung der optischen Eigenschaften der Anzeige. Bewährt haben sich Partikel 29 aus A1203 oder Sir2. Dabei ist die Form der Partikel nicht wesentlich; bewährt haben sich ebenfalls zum selben Zweck Glasfasern von 20 bis 100 pin Länge und 10 pm Durchmesser.
Die Herstellung eines integrierten Reflektors 9 gemäss Fig. 3 erfolgt auf einer mit einer Tiefen struktur 41 versehenen Zellenplatte 4 aus Glas. Die Tiefenstruktur 41 wird in einem Schleif/ Aetzprozess hergestellt (vorgeschlagen in DT-Pat.Anm. P 2'531'372.8 der gleichen Anmelderin). Ziel einer derartigen Oberflächenbehanlung ist die Erzeugung einer Struktur, welche nach dem Aufbringen von reflektierenden Teilbereichen 21 als diffuser nur noch bedingt regulärer Reflektor 9 wirkt.
Dementsprechend sind in den Fig. 3-6 Tiefenstrukturen 41 dargestellt, welche je nach Verwendungszweck der Flüssigkristallanzeigen mehr oder weniger grosse Rauhtiefen aufweisen und somit unterschiedliche Reflexionscharakteristika besitzen.
Die rückseitigen Zellenplatten 4, Fig. 1-6, werden in einem Aufdampfprozess mit der Art der darzustellenden Zeichen und dem System der Ansteuerung angepassten Rückelektrode 3 versehen.
Eine derart vorbereitete rückseitige Z'ellenplatte W wird nun zur Herstellung reflektierender Teilbereiche 21,. Fig. 3, durch eine direkt auf der Tiefenstruktur 41 aufliegende Aufdampfmaske aus monofilem Gewebe mit Aluminium bedampft. Die reflektierenden Teilbereiche 21 ergeben sich entsprechend der Maschenweite und dem Durchmesser des monofilen Gewebes.
Grundsätzlich ist die Verwendung von Aufdampfmasken bekannt ("Handbook of Thin Film Technology'r, McGraw-Hill Book Compagny, 1970, S. 7-8; 20-13). Im erfindungsgemässen Verfahren findet jedoch an Stelle von grillförmigen Drahtmasken (engl.
Wiregrill-Masks)- ein monofiles Gewebe Verwendung, welches an sich aus der Siebdrucktechnik bekannt ist (vgl. "Siebdruck", Verlag G.D.W. Callweg, 19-72, S. 29, 30).
Es hat sich gezeigt, dass eine erfindungsgemäss bedampfte rückseitige Zellenplatte 4 den Bau auch von bei Transmissionsbetrieb hervorragend kontrastreichen Anzeigevorrichtungen ermöglicht.
Für sehr dünne reflektierende Teilbereiche 21 ( # O,l µm) hat sich auch Kathodenzerstäubung anstelle des Aufdampfprozesses bewährt.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der reflektierenden Teilbereiche besteht darin, die rückwärtige Zellenplatte 4 mit bereits aufgebrachter Rückelektrode 3 gleichmässig mit Aluminium zu beschichten, auf photolithographischem Weg eine rasterförmige Maske aufzubringen und anschliessend Trennzonen von 10 bis 50 µm Breite auszuätzen (Fig. 4).
Insbesondere für grossflächige Anzeigen hat sich die oben genannte Technologie ebenfalls bewährt, wobei die reflektierenden Teilbereiche 21> Fig. 5, eine der anzuzeigenden Konfigurationen angepasste Form aufweisen Am Beispiel einer alphanumerischen Ziffer aus sieben Segmenten lässt sich das Prinzip der erfindungsgemassen Fthrung der Trennzonen 30 erkennen, vgl.
Fig. 9.
Nach Fig. 9 ist das Muster der Trennzonen 30 so gewalt, dass jede Zuleitung 31 zu den Vorderelektroden 2 der frontseitigen Zellenplatte 1 vollständig eingerahmt ist durch Trennzonen 30 auf der rückseitigen Zellenplatte 4. Daraus ergeben sich unabhängigS gegenüber den Zuleitungen 31 der Vorderelektrode 2 auf einem geringen elektrischen Potential befindliche reflektierende Teilbereiche 21. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die rückseitige Elektrode 3 aus einem zusammenhängenden Bereich aus Sn02 und ist, wie auch die zur Rückelektrode 3 führende Zuleitung durch den integrierten Reflektor 9 abgedeckt. Stirnseitig sind die jeweiligen Anschlüsse zu beiden Elektroden 2 und 3 an den Z.ellenplatten 1 und 4 angebracht.
Die Herstellung des integrierten Reflektors nach Fig. 6 erfolgt ebenfalls in Aufdampfprozessen. Als dielektrische Schichten 22-27 eignen sich beispielsweise MgF2 und SiO2, welche abwechslungsweise in einer Dicke von ca. 1 pin aufgedampft werden.
In sämtlichen vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist die Vorderelektrode 2 aus SnO2 oder InO2 durch Aufdampfen auf die frontseitige Zellenplatte 1 hergestellt worden. Die Verbindung beider Zellenplatten 1, 4 erfolgte jeweils in einem Glaslötverfahren, könnte jedoch auch durch photopolymere Substanzen, Polymerisation und anschliessendes Aushärten (vgl. DT-OS 23 226 616) oder durch Schmelzkleber erfolgen.
Die hervorragenden Eigenschaften erfindungsgemäss hergestellter Gast-Wirt-Flüssigkristallanzeigen sind in der Tabelle zusammengestellt. Diese Tabelle zeigt, dass durch erfindungsgemässe Gast-Wirt-Flüssigkristallanzeigen die heutigen in der Uhrenindustrie verwendeten nematischen Drehzellen erfolgreich ersetzt werden können. Zudem erlauben Gast-Wirt-Flüssigkristallanzeigen den Bau von erheblich flacheren digitalen Armbanduhren als bisher.
Wie Fig. lOa zeigt, braucht eine mit einer Gast-Wirt-Flüssigkristallzelle 51 ausgerüstete digitale Armbanduhr 50 kein Schutzglas; die im Uhrgehäuse 52 versenkt eingebaute Gast-Wirt-Flüssigkristallzelle 50 ist relativ kratzunempfindlich, da zum Betrieb der Anzeige keine Polarisatoren, tIalbwellenpldttchen und dgl. notwendig sind. Dadurch wird der Bau von extrem flachen, eleganten und preisgünsigen Festkörperuhren ermöglicht. Die gegenüber nematischen Drehzellen erforderliche grässere Steuerspannung kann durch Serieschaltung von mehreren handelsüblichen Batterien oder durch einen Konverter gewonnen werden.
Nachfolgend werden Einzelheiten im Aufbau der digitalen Armbanduhr 50 näher erläutert: Fig. 10 b zeigt als Schnittdarstellung (Schnitt parallel der Längskanten der Flüssigkristallzelle 51) die versenkt in einem Uhrgehäuse 52 eingebaute Flüssigkristallzelle 51, eine Schaltungsplatte 54 mit einer darauf aufgebauten integrierten Schaltung 55, einem Schwingquarz 56 und einem Abgleichelement 57.
Verschlossen ist das Uhrgehäuse 52 mit einem Uhrgehäuse-Boden 53.
In Fig. lOc ist die senkrecht zur Schnittrichtung der Fig. lOb geschnittene Armbanduhr 50 dargestellt. Als zusätzliche Elemente sind hier zwei Gummi-Kontaktschnüre 59 sowie zwei Batterien 58 ersichtlich.
Die vergrösserte Darstellung Fig. 10d lässt das Prinzip der Montage und Kontaktierung der Flüssigkristallzelle 51 erkennen. Die frontseitige Zellenplatte 1 der FlUssigkristallzelle 50 ist im Uhrgehäuse 52 formschlüssig eingepasst und dicht verklebt. Die rückseitige Zellenplatte 4 der Flüssigkristallzelle 50 weist eine gegenüber der frontseitigen Zellenplatte 1 geringere Breite auf. Im dadurch entstehenden Absatz ist beidseitig je eine Gummi-Kontaktschnur 59 federnd eingelegt. Diese Gummi-Kontaktschnur 59 ist im Handel erhältlich und verbindet die Elektrodenanschlüsse der Zellenplatten 1 und 4 mit den auf der Schaltungsplatte 57 angebrachten korrespondierenden Anschlüssen der integrierten Schaltung 55.
Selbstverständlich kann das oben beschriebene Montage-Prinzip auch auf Analog-Flüssigkristallanzeigen angewandt werden. Lediglich aus Gründen der übersichtlichen Darstellung wurde nur eine Einfunktionen-Anzeige beschrieben, ebenso wurde die Darstellung von Bedienungsknöpfen etc. verzichtet.

Die in Fig. 10a dargestellte Armbanduhr ist weniger als 8 mm dick und besitzt Kaliber 29 mm Tabelle der Eigenschaften von erfindungsgemässen Gast-Wirt-Plüssigkristallanzeigen und nematischen Drehzellen gleicher Anzeigefläche.

cholest. Gast-Wirt-

nematische Drehzelle Flüssigkristallanzeige

Kosten teurer - benötigt Polari- erheblich billiger trotz

satoren und Orientierungs- Mehrkosten für Farbstoff

behandlung an Zellenplat-

ten

Ansteuer-

Spannung 3 v 6 - 12 V

Stromaufnahme

(bei 3 V, 4 Ziffern

angesteuert) 0,2 yA 0,8 - 3,2 pA

Summe aus Ansprech-

u. Abklingzeit 350 m sec C 350 m sec

Multiplex-Fähig-

keit N # 3 Ziffern N > 3 Ziffern

Anzeige-Art "Ein": schwarz "Ein": weiss (bzw. hell)

"Aus": weiss "Aus": schwarz (bzw.

"Ein". weiss dunkel)

"Aus": schwarz

Helligkeit 25 % >25 % bei diversen

Kontrastver-

hältnissen

Kontrastver-

hältnis 12 : 1 =- 12 : 1

Winkelabhängigkeit befriedigend gut

Leerseite

Claims

Patentansprüche Flüssigkristallanzeige mit einer zwischen zwei Zellenplatten und je einer Vorder- und einer Rückelektrode befindlichen Gast-Wir.t-Flüssigkristallschicht und einem in der Flüssigkristallzelle integrierten Reflektor, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Vorderelektrode (2) aus Segmenten besteht und die den Segmentzuleitungen (31) gegenüberliegenden Teile des Reflektors (9) und/oder der Rückelektrode (3) auf einem elektrischen Potential liegen, dessen Differenz zum Potential der entsprechenden Segmentzuleitung (31) kleiner ist als die Schwellenwert-Spannung der verwendeten FlUssigkristallschicht.
2. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (9) in den Ausbreitungsrichtungen der Elektrodenfläche eine Leitfähigkeit von höchstens 10 >iS pro Quadrat aufweist.
3. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (9) aus auf die Rückelektrode (3) und auf die Innenfläche der rückseitigen Zellenplatte (4) aufgebrachten gegenseitig isolierten Metallteilen (20) besteht.
4. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten Metallteile (20) aus Aluminium-Pigmenten bestehen und in Schichtdicken von 0,2 bis 50 ßum aufgebraucht sind.
5. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass den isolierten Metallteilen (20) 1 bis 5 % Glaslotpulver von 0,1 bis 5 >im Korngrösse beigemengt sind.
6. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass den isolierten Metallteilen (20) nichtleitende Partikel, bevorzugt aus wenigstens einem der nachstehend aufgeführten Materialien wie: CeO2, MgO, SiO2, SiO TiO, Ti02, ZrO2 beigemengt sind, wobei deren grösste Ausdehnung wenigstens annähernd dem Soll-Abstand der gegenüberliegenden Zellenplatten entspricht.
7. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass den isolierten Metallteilen (20) Glasfasern von 20 bis 100 jim Länge und einer Dicke, welche dem Soll-Abstand der gegenüberliegenden Zellenplatten (1, 4) entspricht, beigemengt sind.
8. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (9) aus auf die Rückelektrode (3) und auf die Innenfläche der rückseitigen Zellenplatte (4) aufgebrachten, aus einzelnen voneinander getrennten Teilbereichen (21) bestehenden, reflektierenden Schicht aufgebaut ist.
9. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen voneinander getrennten Teilbereiche (21) aus Aluminium sind und 50 bis 500 Hm Kantenlänge bzw.

Durchmesser aufweisen.
10. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einzelnen voneinander getrennten Teilbereichen (21) aufgebaute Reflektor (9) gleichzeitig Teil der Rückelektrode (3) ist, wobei die Teilbereiche (21) durch Trennzonen (30) von 10 bis 50 jim.Breite voneinander getrennt sind, und dass die Trennzonen (30) derart verlaufen, dass jede Segmentzuleitung (31) der Vorderelektrode in ihrer Projektion auf den Reflektor (9) vollständig eingerahmt ist.
11. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (9) aus auf die Rückelektrode (3) und auf eine aufgerauhte Innenfläche der rückseitigen Zellenplatte (4) aufgebrachten, wenigstens vier Lagen dielektrischen Schichten (27) besteht, von welchen Schichten jeweils aufeinander liegende Schichten einen zueinander unterschiedlichen Brechungsindex aufweisen.
12. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (9) aus auf die Innenfläche einer aufgerauhten, rückseitigen Zellenplatte (4) aufgebrachten, wenigstens vier Lagen dielektrischen Schichten (27) besteht, von welchen Schichten jeweils aufeinander liegende Schichten einen zueinander unterschiedlichen Brechungsindex aufweisen, und dass auf den Reflektor (9) die Rückelektrode (3) aufgebracht ist.
13. Flüssigkristallanzeige nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (9) wenigstens eine Schicht aus aufgedampftem Silizium aufweist.
14. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Zellenplatte (4) als weiss und diffus reflektierender Reflektor (9) ausgebildet ist.
15. -Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (9) durch Beschichten der Rückelektrode (3) und der rückseitigen Zellenplatte (4) mit metallisch oder weiss reflektierenden Partikeln oder durch Einbringen von metallisch oder weiss und diffus reflektierenden Partikeln in die rückseitige Zellenplatte (4) erzeugt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15,dadurch gekennzeichnet, dass die Rückelektrode (3) und die rückseitige Zellenplatte (11) in einer Dicke von 10 bis 40 pm mit einer Mischung bestehend aus einem Binder (28) und Metallteilen (20) beschichtet werden, und dass der Binder (28) in einem nachfolgenden Wärmeprozess bei Temperaturen von 200 bis 5000 C ausgetrocknet oder verbrannt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung der Rückelektrode (3) und der rückseitigen Zellenplatte (4) in einem Siebdruckverfahren durchgeführt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Beschichtung der Rückelektrode (3) und der rückseitigen Zellenplatte (4) Abstandselemente in die Beschichtungs-Mischung bzw. die noch nicht ausgehärtete Schicht eingebracht werden.
19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückelektrode (3) und die rückseitige Zellenplatte (4) durch einen Aufdampf- oder Kathodenzerstäubungsprozess mit Reflektormaterial beschichtet werden, und dass durch einen anschliessenden Aetzprozess dieses Refeflektormaterial in Teilbereiche aufgeteilt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückelektrode (3) und die rückseitige Zellenplatte (4) durch ein auf der Rückelektrode (3) und auf der Zellenplatte (4) aufliegendes monofiles Gewebe partiell bedampft werden.
21. Verwendung einer Flüssigkristallanzeige gemäss Anspruch 1 als Anzeigeelement in Geräten zur Zeitmessung, insbesondere in Armbanduhren.
22. Verwendung einer Flüssigkristallanzeige gemäss Anspruch 21 in einer digital anzeigenden Armbanduhr mit im Uhrgehäuse (52) direkt eingebauter, als Frontglas genutzter frontseitiger Zellenplatte (1).