DE2349208A1

DE2349208A1 - Elektrooptisches anzeigegeraet

Info

Publication number: DE2349208A1
Application number: DE19732349208
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1972-09-30
Filing date: 1973-10-01
Publication date: 1974-04-11
Also published as: NL162484B; DE2349208C3; NL162484C; DE2349208B2; US3897996A; NL7313384A

Description

No,12, 1-Chome, Kaga-cho, Ichigaya,

Shinjuku-ku, Tokyo /Japan

Elektrooptisches Anzeigegerät.

Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches Anzeigegerät, bestehend aus einer zwischen zwei innenseitig mit der gewünschten bildlichen Darstellung entsprechend in Form von Buchstaben, Zahlen und sonstigen Symbolen ausgebildeten Schichtelektroden beschichteten Substratplatten angeordneten Schicht einer elektrooptischen Substanz und einer an die Elektroden angeschlossenen außenliegenden Stromquelle zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in der elektrooptischen Substanz.

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Man kennt bereits die verschiedensten elektrooptischen Substanzen, welche in einem relativ schwachen elektrischen Feld eine spezielle elektrooptisehe Erscheinung zeigen. Derartige elektrooptische Substanzen können in zwei Gruppen unterteilt werden, und zwar eine Gruppe, welche die sogenannten kristal- ' linen Flüssigkeiten umfasst, d.h. einige der organischen Substanzen, welche eine Zwischenphase aufweisen, d.h. welche sich in einem Phasenzustand zwischen der flüssigen und der kristallinen Phase befinden, oder deren Mischungen, während die andere Gruppe die sogenannten "kolloidalen Flüssigkeiten" umfasst, welche durch Dispersion eines anorganischen Kristalls, wie Wolframoxid und Vanadiunioxid oder eines anisotropicchen Kristalls wie Herapathit in einem Lösungsmittel entstehen. Ein typisches Beispiel für eine derartige kolloidale Flüssigkeit wird unter dem Namen VARAD (hergestellt von Marks Polarized Co. ) auf dem Markt angeboten.

Die meisten dieser elektrooptischen Substanzen zeigen den Pockel-Effekt und den Kerr-Effekt bei einem schwachen elektrischen Feld, während einige von ihnen Lieht-streuende Effekte zeigen. So verändern beispielsweise beim Anlegen eines elektrischen Feldes einige Arten kristalliner Flüssigkeiten,ihren Zustand von einer optischen Isotropie in einen Zustand optischer Anisotropie und zeigen dadurch den Pockel-Effekt. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes an einige kristalline Flüssigkeiten entsteht ein molekularer Wirbelfluß, wodurch einfallendes Licht zerstreut wird und sich der sogenannte "dynamische. Streueffekt" ergibt, während in einigen anderen kristallinen Flüssigkeiten nur das Licht einer speziellen Wellenlänge reflektiert wird und dadurch ein farbiges Bild entsteht.

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VJenn eine derartige elektrooptische Substanz als dünne Schicht zwischen zwei Elektroden angeordnet wird, welche eine bildliche Darstellung wie Buchstaben, Zahlen und Symbole ergeben können, und dann an die Elektroden ein elektrisches Feld angelegt wird, so zeigt die elektrooptische Substanz eine elektrooptische Erscheinung nur in dem Teil, in welchem das elektrische Feld angelegt wird, sodaß sich eine bildliche Darstellung ergibt, welche der Ausbildung der Elektroden entspricht. Um den Pickel-Effekt und den Kerr-Effekt einer elektrooptischen Substanz auszunutzen, sollten offenbar zwei linear polarisierende Platten vorgesehen werden. Der Aufbau von mit kristallinen Flüssigkeiten arbeitenden Anzeigegeräten, wie sie in der Technik allgemein bekannt sind, beruht auf dem vorbeschriebenen Prinzip.

Der Aufbau von mit kristallinen Flüssigkeiten arbeitenden Anzeigegeräten ohne die linearpolarisierenden Platten soll im einzelnen beschrieben werden.

Bei diesem herkömmlichen mit kristalliner Flüssigkeit arbeitenden Anzeigegerät liegt eine dünne Schicht der kristallinen Flüssigkeit zwischen einem vorderen Substrat und einem rückseitigen Substrat, welche in geringem Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils auf ihren Innenseiten Schichtelektroden in Form von Buchstaben, Zahlen oder sonstigen Symbolden tragen, während aus einer dünnen Schicht bestehende Anschlußleitungen für die Schichtelektroden an eine außenliegende Spannungsquelle vorgesehen sind, sodaß an die kristalline Flüssigkeit ein elektrisches Feld angelegt werden kann.

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Wenn alle Teile eines derartigen Anzeigegerätes optisch transparent sind, handelt es sich um ein lichtdurchlässiges Gerät, bei welchem, wenn von der Rückseite des Gerätes Licht ausgestrahlt wird, an seinerVorderseite eine bildliche Darstellung beobachtet werden kann. Wenn andererseits eine Schichtelektrode auf dem rückseitigen Substrat oder auf einer Seite des rückseitigen Substrates optisch reflektierend ausgebildet ist, läßt sich ein Anzeigegerät herstellen, bei welchem eine bildliche Darstellung an derVorderseite beobachtet werden kann, während die Vorderseite mit Licht bestrahlt wird.

Unabhängig davon, welche Art einer mit kristalliner Flüssigkeit arbeitenden Anzeigevorrichtung verwendet wird, sollten die als Buchstaben, Zahlen oder sonstige Symbole ausgebildeten Schichtelektroden derart an den einander gegenüberliegenden Innenflächen der beiden Substrate angeordnet sein, daß sie auf dan jeweiligen Substraten einander genau gegenüberliegen, während die elektrischen Anschlußleitungen für die Schichtelektroäen zwar ebenfalls an den einander gegenüberliegenden Innenfläohen der Substrate angeordnet sein sollten, jedoch nicht derart, daß sie einander gegenüberliegen. Selbst wenn nur Teile dieser dünnen Anschlußleitungen übereinanderliegend angeordnet werden, so erfolgt bei Erregung der Schichtelektroden über diese dünnen Leitungen in einem Teil des Gerätes, welcher außerhalb eines Bereiches liegt, in welchem eine optische Darstellung erzeugt werden soll, eine Lichtstreuung, wodurch die Bildqualität verschlechtert wird.

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Palls die Muster der bildlichen Darstellung relativ einfach sind, läßt es sich ohne weiteres erreichen, die dünnen Anschlußleitungen an den jeweiligen Substraten derart anzuordnen, daß sie nicht genau einander gegenüberliegen. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch oftmals, wenn die bildliche Darstellung verwickelte Muster oder Figuren zeigen soll. Wenn man in einem derartigen Fall, um die Bildqualität nicht zu verschlechtern, die dünnen Anschlußleitungen derart anordnet, daß sie einander nicht genau gegenüberliegen, müssen zwangsläufig diese dünnen Anschlußleitungen anormal lang ausgebildet werden. Dadurch entsteht jedoch ein beträchtlicher Spannungsverlust infolge des Leitungswiderstandes der dünnen Anschlußleitungen. Dieser Spannungsverlust kann Schwierigkeiten beim Betrieb einer derartigen mit kristalliner Flüssigkeit arbeitenden Anzeigegerätes ergeben.

Wenn außerdem im vorderen und im rückwärtigen Substrat nur der Teil mit einer Schichtelektrode bedeckt wird, welcher einem Buchstaben, einer Zahl oder einem sonstigen Symbol entspricht, wird bein Zusammenbau des Anzeigegerätes die genaue Ausrichtung der Schichtelektroden schwierig. Dadurch wird die in einem derartigen Anzeigegerät erzeugte bildliche Darstellung oft unklar. Insbesondere wenn eine derartige Anzeigevorrichtung als Reflektions-Type ausgebildet ist, zeigt sie eindeutig, selbst wenn sie nicht.unter Strom steht, ein latentes Bild. Infolgedessen ist aus praktischen Gesichtspunkten heraus ein derartiges Verfahren durchaus unzweckmäßig.

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Um die vorgenannten Schwierigkeiten bei mit kristallinen Flüssigkeiten arbeitenden Anzeigegeräten zu beheben, wurde bereits "ein Anzeigegerät vorgeschlagen, bei welchem die ganze Fläche einer der beiden einander gegenüberliegenden Substratflächen mit einer Schichtelektrode bedeckt ist und in einem Teil des Gerätes, in welchem die auf dem rückwärtigen Substrat angeordnete Schichtelektrode einem bildlosen Teil der Schichtelektrode oder den dünnen Anschlußleitungen gegenüberliegt, eine Isolierschicht auf der Oberfläche des bildlosen Teiles der Schichtelektrode oder der dünnen Anschlußleitungen auf dem vorderen oder dem rückwärtigen Substrat angeordnet ist, wobsi außerdem in dem Teil, in welchem die auf diese Weise ausgebildete Isolierschicht angeordnet ist, kein elektrischer Strom angelegt wird.

Der spezielle Leitungswiderstand einer Isolierschicht, welche preiswert hergestellt werden kann, ist jedoch nicht so hoch, wie der einer kristallinen Flüssigkeit, sodaß, wenn eine hohe Spannung angelegt wird, die kristalline Flüssigkeit die elektrooptische Erscheinung durch diese Isolierschicht hindurch erzeugt. Infolgedessen läßt sich durch eine derart angeordnete Isolierschicht die Aufgabe nicht lösen, Vielehe man mit ihr lösen wollte.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein elektrooptisches Anzeigegerät in der Weise auszubilden, daß die vorgenannten Schwierigkeiten eindeutig behoben werden.

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Die hierfür vorgesehenen Lösungen ergeben sich aus der nachstehenden eingehenden Erläuterung der Erfindung anhand der Beschreibung einiger in den beiliegenden Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele; es zeigen:

Figur l(a) ein vorderes Substrat in Draufsicht;

Figur l(b) einen Schnitt durch Fig.l(a) längs der Linie I-I;

Figur 2(a) eine Draufsicht auf ein vorderes Substrat mit einer Isolierschicht;

Figur 2(b) einen Schnitt durch Fig. 2(a) längs der Linie II-II;

Figur 3(a) eine Draufsicht auf ein Vordersubstrat, bei welchem eine leitende Schicht über einer Isolierschicht angeordnet ist;

Figur 3(b) einen Schnitt durch F:.g. 3(a) längs der Linie III-III;

Figur 4(a) eine Draufsicht auf ein rückseitiges Substrat;

Figur 4(b) einen Schnitt durch Fig. 4-(a) längs der Linie IV-IV;

Figur 5 einen Schnitt durch ein elektrooptisch^ Anzeigegerät, bestehend aus dem vorderen Substrat gemäß Pig. 3 und dem rückwärtigen Substrat gemäß Fig. 4;

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Figur 6 einen Schnitt durch eine Abwandlung;

Figur 7, 8 und.9 Diagramme zur Darstellung der Beziehung zwischen der angelegten Spannung und des Liohtdurchlasses;

Figur 10(a) eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

'■v

Figur 10(b) einen Schnitt durch Fig. 10(a) längs der Linie V-V;

Figur 11 einen Schnitt durch eine Abwandlung;

Figur 12(a) einen Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel;

Figur 12(b)' einen Schnitt durch Fig. 12(a) längs der Linie VI-VI; '

Figur 13 + 14 Schnitte durch zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung;

Figur 15(a) eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 15(b) einen Schnitt durch Fig. 15(a) längs der Linie VII-VII;

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Figur 16 - 20 Schnitte durch fünf weitere Ausführungs- j beispiele der Erfindung;

Figur 21 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen elektronischen Zeitgeber;

Figur 22 eine Draufsicht auf eine Schichtelektrode, eine Isolierschicht und eine Maskierungselektrode, wie sie bei" dem elektronischen Zeitgeber gemäß Fig. 21 vorgesehen sind;

Figur 23 einen Schnitt durch den elektronischen Zeitgeber zwecks weiterer Illustrierung der Anordnung der Einzelteile aus Fig. 22;

Figur 24 einen Sehaltplan für einen erfindungsgemäßen elektronischen Zeitgeber;

Figur 25 eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel eines elektronischen Zeitgebers; und

Figur 26 ein Blockschaltbild für einen elektronischen Zeitgeber.

In den Figuren 1 bis 6 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrooptischen Anzeigevorrichtung dargestellt? welche wie dies in Figur 1 dargestellt ist, mehrere vordere Schichtelektroden aus einer transparenten leitenden Schicht al,

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a2 und aj5 aufweist, welche auf der Unterseite eines transparenten vorderen Substrates 1 angeordnet sind. Diese vorderen Elektroden, welche eine bildliche Darstellung erzeugen sollen, sind mit aus einer dünnen Schicht bestehenden Anschlußleitungen bl, b2 und bj5 versehen, indem sie bis zur einen Kante des Substrates 1 verlängert sind. Diese dünnen Anschlußleitungen sind an eine nicht dargestellte außenliegende Spannungsquelle angeschlossen. Bei der Herstellung v/erden selbstverständlich diese vorderen Schichtelektroden und die Anschlußleitungen gleichzeitig auf dem vorderen Substrat 1 ausgebildet. Insbesondere werden diese vorderen Schichtelektroden und die Anschlußleitungen aus einem Metall wie Zinnoxid und Iridiumoxid oder einer Verbindung dieser Metalle im Vakuum aufgedampft, aufgespritzt oder chemisch niedergeschlagen. Die Dicke der vorderen Schichtelektroden und ihrer ebenfalls schichtförmigen Anschlußleitungen beträgt einige 100 bis 2000 Ä\

Ein Bereich 2 der Unterseite dieses vorderen Substrates liegt außerhalb des Bereiches der bildlichen Darstellung. In diesem Bereich 2 überdeckt eine Isolierschicht J5 die dünnen Anschlußleitungen bl, b2 und bj5, wie dies Figur 2 zeigt, sodaß, wenn eine elektrooptische Zelle später ausgebildet vrird, diese dünnen Anschlußleitungen bl, b2 und b3 nicht mit der dünnen Schicht der elektrooptischen Substanz in Berührung kommen können. Vorzugsweise wird eine derartige Isolierschicht 3 aus transparentem Werkstoff ausgebildet, insbesondere wenn es sich darum handelt, eine lichtdurchlässige elektrooptische Zelle herzustellen. In diesem Zusammenhang können beispielsweise

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Siliziumoxid, Siliziumdiocis, Chromoxid, Germaniumoxid, Magnesitimoxid, Magnesiumfluor id oder Graphit oder transparente oder auch lichtundurchlässige Harzschichten beispielsweise aus Akryl oder butyriertem Harz oder gewisse Arten elektrisch resistiver Schichten als Isolierschicht 3 verwendet werden. Die Dicke der Isolierschicht 3 beträgt mehr als 1200-1300 8 .

Wie Figur 3 zeigt, ist außerdem auf dieser Isolierschicht 3 eine leitende Schicht 4 als Zwischenelektrode angeordnet. Bei Verwendung einer durchsichtigen Isolierschicht 3 sollte diese leitende Schicht 4 auf der Isolierschicht 3 ebenfalls transparent sein. Sie besteht beispielsweise aus Zinnoxid und Indiumoxid oder einer Verbindung dieser Metalle, Die Dicke der leitenden Schicht 4 beträgt einige 100-2000 S.

Wenn nun die dünnen Anschlußleitungen bl, b2 und b3 aus einem Oxid beispielsweise Zinnoxid, die Isolierschicht 3 aus einem Oxid wie beispielsweise Siliziumoxid und die leitende Schicht aus einer. Oxid wie Zinnoxid hergestellt werden., ergibt eine übermäßige Erhitzung eine chemische Verbindung zwischen den Metallen, was zwangsläufig zu Schwierigkeiten führt. Um dieses doch recht schwerwiegende Problem bei der Herstellung einer elektrooptischen Zelle auszuschalten, kann die Isolierschicht 3 aus Graphit oder dgl. hergestellt werden.

Zusätzlich sollte aus praktischen Erwägungen die leitende Schicht 4 derart ausgebildet werden, daß die Isolierschicht 3 etwas am Rande übersteht.

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Ein rückwärtiges Substrat 5, welches praktisch die gleiche Form wie das vordere Substrat 1 besitzt, ist mit einer rückseitigen Elektrode el aus einer leitenden Schicht ganzflächig bedeckt, wobei diese rückwärtige Schichtelektrode el den vorderen Schichtelektroden gegenüberliegt. Für den Aufbau einer lichtdurchlässigen elektrooptischen Zelle sollten das rückwärtige Substrat 5 und die rückseitige Schichtelektrode el transparent ausgebildet werden. Für den Aufbau einer reflektierenden elektrooptischen Zelle wird entweder das rückwärtige Substrat 5 verspiegelt oder die rückwärtige Schichtelektrode el als lichtreflektierende leitende Schicht ausgebildet.

Eine derartige lichtreflektierende leitende Schicht läßt sich als Metallauflage beispielsweise aus Aluminium, Chrom., Gold oder Silber durch Aufdampfen im Vakuum, durch chemischen Niederschlag oder chemische Plattierung herstellen, während außerdem selbstverständlich das Metall auch aufgedruckt werden kann. Eil im Vakuum aufgedampfter Aluminiumbelag ist in Bezug auf seine Festigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit relativ schwach. Aus diesem Grunde wird, nachdem im Vakuum eine dünne Chromschicht auf das Substrat 5 aufgedampft wurde, anschließend Aluminium im Vakuum aufgedampft.

Den Zusammenbau einer aus den vorgenannten Einzelteilen bestehenden elektrooptischen Zelle zeigt Figur 5, wobei das vordere Substrat 1 auf das· rückwärtige Substrat 5 derart aufgelegt wird, daß die vorderen Elektroden der rückwärtigen Elektrode gegenüberliegen. Alsdann wird zwischen die beiden

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Substrate eine elektrooptisch^ Substanz 6 eingefüllt, wobei der Abstand zwischen den beiden Substraten 1 und 5 durch entsprechende Zwischenstücke 7 festgelegt wird.

Als elektrooptische Substanz können in diesem Zusammenhang organische kristalline Flüssigkeiten oder kolloidale Flüssigkeiten verwendet werden, deren Eigenschaften elektrisch und optisch verändert v/erden und welche durch Dispersion anorganischer oder organischer'feiner Teilchen in Lösungsmitteln hergestellt werden.

Als organische kristalline Flüssigkeiten stehen nematische kristalline Flüssigkeiten gemäß nachstehender Aufstellung oder Mischungen kristalliner Flüssigkeiten mit zwei oder mehr nematisehen kristallinen Substanzen zur Verfügung:

Anlsal-p-cyanoaniün, p-methylbenzal-p-buty!anilin, p-äthoxybenzahl-p-cyanoanilin, p-cyanobenzal-p¹-buty!anilin, p-cyanobenzalan\fcidin, p-cyanobenzalphenetidin, V-cyanophenyl-4-nbutylbenzoat, 4' -cyanophenyl-4-n-hepthylbenzoat, Άthyl- (p-anisalamino)-cinnamat, Äthyl-p-Cp-äthoxybenzal-aminoO-cinnaniat, Ä'thyl- (p-cyanobenzal)-cinnamat, n-butyl-(anisal-p-arnino) cinnamat, η-butyl-(p-äthoxybenzalaminoj-cinnamat, Isoamyl-(anisal-p-amino)-cinnamat, N-(4'-äthoxy-benzal)-4-aminobenzonitril, 4-(4'-n-hexylbenzalamino)-benzonitril, 4-(4'-n-propylbenzalamino)-benzonitril, p-azoxyanisol, 4-methoxy-4'-äthoxyazoxybenzol, Anisal-p-aminophenylacetat, p-methoxybenzal-p'-butylanilin, p-methoxyformyl-oxybenzal-p'-n-butylanilin, N-(p-methoxy-benzal-p'-(2-propoxycarbonyl-l-propenyl)-anilin,

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p-äthoxy-benzal-p¹-n-butylanilin, p-methoxy-p'-n-penthylcarbonyl-oxyazobenzol, p-äthoxy-p¹-butoxycarbonylazobenzol, buty1-p-(p-äthoxy-phenoxy-carbonyl)-phenylcarbonat, N- (4-methoxybenzal)-4'-O-n-butylaminophenol, p-(p-äthoxyphenylazo)-phenylhexanoat, bis-(-4-n-octyloxybenzal)-2-chlorphenylendiamin, 4,4'-bis-(hexyloxy)-azoxybenzol, 4,4'-bis-(hepthyloxy)-azoxybenzol, 4-caproiloxybenzoicacid-4'-äthoxyphenylester und 4-caproiloxybenzoicacid-4'-butoxyphenylester.

In einigen Fällen wird eine Mischung aus einer geringen Menge einer cholesterischen kristallinen Flüssigkeit und einer nema-' tischen kristallinen Flüssigkeit als elektrooptische Substanz verwendet, während in einigen Fällen eine nematische kristalline Flüssigkeit zu diesem Zweck verwendet wird, welche mit einem dipolaren Additiv versetzt ist. Außerdem wird eine Mischung aus Alkoxyphenyl-Acetyl-Ohlorid, 4-Alkylphenyl-Acetyl-Chlorid und 4-Acetoxyphenyl-Acetyl-Chlorid verwendet und schließlich noch eine nematische kristalline Flüssigkeit, welche mit einer smektischen kristallinen Flüssigkeit vermischt ist.

Die kolloidalen Suspensionen werden durch Dispersion in Lösungsmitteln wie Wasser von organischen oder anorganischen feinen Teilchen aus beispielsweise Wolframoxid, Vanadiumoxid, einem nadeiförmigen anisotropischen Kristall wie Bergkristall, Wismutkarbonat, Bleikristall, Heraphatit oder Polyvinylidenfluorid hergestellt. Diese kolloidalen Suspensionen werden mit dipolaren Additiven versetzt als kolloidale Flüssigkeiten verwendet.

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Außerdem kann eine organische kristalline Flüssigkeit, welche den gewünschten Feldeffekt ergibt und aus zwei oder mehr der nachstehend aufgeführten Stoffe besteht, als elektrooptische Substanz verwendet vierden. Dieae Stoffe sind:

Cholesterylbromid, Cholesterylchlorid, Cholesteryljodid, Cholesterylnitrat, Cholesterylnexanoat, Cholesteryloleat, Cholesteryllinoleat, Cholesteryllinolenat, Cholesterylnonanoat, Cholesteryldecanoat, Cholesteryllaurat, Oleylcholesteryl-carbonat, 2-(äthyl-hexyl) eholesterylearbonat, Heptyl-cholesterylcarbonat, Octyl-cholesterylcarbonat, Nonylcholesterylcarbonat, Decyl-cholesterylcarbonat, 2-(methoxyäthyl) cholesterylcarbonat, Methyl-cholesterylcarbonat, Butylcholesterylcarbonat und p-nony!phenyl-cholesterylcarbonat.

Diese cholesterischen kristallinen Flüssigkeiten streuen auf dem elektrischen Feld lediglich das Licht mit ganz speziellen Wellenlängen und ergeben dadurch farbige Bilder. Statt der cholesterischen kristallinen Flüssigkeiten kann auch eine Suspension eines organischen Pigments verwendet werden, um farbige elektrooptische Bilder zu erzeugen.

Die Dicke der elektrooptischen Substanz 6 beträgt einige ,um bis mehrere 10 /um. Dabei dient diese elektrooptische Substanz zur Ausbildung eines weißen oder farbigen Bildes im schwachen elektrischen Feld.

Figur 6 zeigt eine Abwandlung der erfindungsgemäßen elektro-' optischen Zelle, bei welcher die den Figuren 1 bis 5 ent-

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sprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen oder Symbole
tragen. Hierbei sind die Isolierschicht 3 und eine leitende
Schicht 4 auf einer Schichtelektrode el auf der Oberseite des rückwärtigen Substrates 5 derart angeordnet, daß sie den
dünnen Anschlußleitungen bl, b2 und bj5 an der Innenseite des vorderen Substrates 1 gegenüberliegen. Bei dieser Ausbildung kann es etwas schwierig sein, das vordere Substrat 1 genau
mit dem rückwärtigen Substrat 5 auszurichten, doch wird, wie später zu erläutern sein wird, die Leitungsführung'der elektrooptischen Zelle in einigen Fällen einfacher.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen elektrooptischen Zelle soll nachstehend anhand derPiguren 5 und 6 erläutert werden. Eine Wechselstrom- oder Gleichstrombetriebsspannung wird an die
vorderen Schichtelektroden al, a2 und a 3 und die rückwärtige Schichtelektrode el angelegt. Andererseits wird eine Leitung von der leitenden Schicht 4 zur Schichtelektrode el oder zu
den Anschlußleitungen bl, b2 und bj derart geführt, daß die
elektrischen Potentialunterschiede zwischen der leitenden
Schicht 4 und der Schichtelektrode el bezw. den Anschlußleitungen bl, b2 und b3 praktisch gleich Null sind. Mit anderen V/orten, in Figur 5 stellt die Leitung 8 eine Verbindung
zwischen der leitenden Schicht 4 und der Schichtelektrode el her, während in Figur 6 diese Leitung 8 die leitende Schicht mit den Anschlußleitungen bl, b2 und b3 verbindet. Im letzteren Fall wird die Leitung 8 in der gleichen Weise herausgeführt
wie die Anschlußleitungen bl, b2 und b3, sodaß die Schaltung der elektrooptischen Zelle manchmal einfacher ist als dies
bisher beschrieben wurde.

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So wird in dem neben dem Bildbereich liegenden Bereich 2, i welcher nachstehend als bildloser Bereich 2 bezeichnet werden soll, eine elektrische Potentialdifferenz zwischen beiden Seiten der elektrooptischen Substanz 6 von praktisch Null aufrecht erhalten. Infolgedessen ergibt sich in diesem bildlosen Bereich 2 zu keiner Zeit eine elektrooptische Erscheinung.

Während bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel die •Potentialdifferenz zwischen den AnschluBleitungen bl, b2 und bj5 und der Schichtelektrode el auf Null gehalten wird, ist doch kein spezieller Grund vorhanden, warum diese elektrische Potentialdifferenzen unbedingt auf Null gehalten werden müssen. So ergeben sich, selbst wenn eine geringe elektrische Potentialdifferenz 4. V zwischen den Anschlußleitungen bl, b2 und bj5 und der Elektrode el vorhanden ist, keinerlei besondere Schwierigkeiten beim Betrieb der elektrooptischen Zelle, wenn diese geringe elektrooptische Potentialdifferenz niederiger ist als der Schwellenwert, bei welchem die elektrooptische Substanz 6 eine elektrooptische Erscheinung hervorbringt.

Wie die Figuren J, 8 und 9 zeigen, hängt die Veränderung der Schwellenspannung, welche die elektrooptische Erscheinung in Gang setzt, von der Art der verwendeten elektrooptischen Substanz 6 ab.

Figur 7 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den angelegten Spannungen und der Lichtdurchlässigkeit bei Verwendung einer kristallinen Flüssigkeit von 10 /um Stärke, bestehend aus einer kristallinen Flüssigkeit oder ihrer

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Mischung, deren Dipolmoment relativ stark von der molekularen Achse abweicht, an welche ein elektrisches Feld angelegt wird, um einen molekularen Wirbelfluß und dadurch eine Lichtstreuung (dynamische Streuung) hervorzubringen.

Wie Figur ¹J zeigt, tritt beim Anlegen einer Spannung von weniger als 7 bis 8 Volt keine Lichtstreuung auf, d.h. die Lichtdur chi äs sigke it wird kaum verändert. Wenn daher in diesem Fall die elektrische Potentialdifferenz Δ V zwischen den beiden Seiten der elektrooptischen Substanz 6 im bildlosen Bereich 2 niedriger als J bis 8 Volt ist, ergeben sich keine Schwierigkeiten beim Betrieb der elektrooptischen Zelle.

Figur 8 zeigt ebenfalls die Beziehungen zwischen den angelegten Spannungen und der Lichtdurchlässigkeit für den Fall, in welchem eine elektrooptische Erscheinung wie folgt auftritt: Wenn an eine kristalline Flüssigkeit von 10 ,um Stärke, bestehend aus einer kristallinen flüssigen Substanz oder einer Mischung, deren Dipolmoment relativ stark von der molekulaien Achse abweicht, ein elektrisches Feld angelegt wird (ein Zustand, der nachstehend als" feldloser Zustand bezeichnet wird), liegen die Moleküle vertikal oder horizontal zur Oberfläche der einander gegenüberliegenden Elektroden gleichmäßig ausgerichtet. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes, wobei die kristalline Flüssigkeit ihren Zustand von einer optischen Isotropie in einen Zustand einer optischen Anisotropie verändert, zeigen die Moleküle, wenn die angelegte Spannung ausreichend hoch ist, einen Wirbelfluß, sodaß eine leichte Streuung beobachtet werden kann. In diesem Fall sollten, wie dies im unteren

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Teil der Figur 8 dargestellt ist, zwei Polarisierungsplatten 10a und 10b zusammen mit der elektrooptischen Zelle 9 verwendet ·; werden, welche mit dieser ein gross-Nicol bilden.

Wie die Kurve aus Figur 8 zeigt, ergeben sich keine Schwierigkeiten beim Betrieb der elektrooptischen Zelle, wenn die elektrische Potentialdifferenz Δ V zwischen den beiden Seiten der kristallinen Flüssigkeit 6 im bildlosen Bereich 2 niederiger .ist als etwa 5 V.

Zum Ausrichten oder Orientieren der Moleküle in der elektrooptischen Substanz in vertikaler Richtung zur Oberfläche der Elektroden, sind verschiedene Verfahren vorgesehen. So wird beispielsweise eine kristalline Flüssigkeit mit hydrophilen Gruppen an den Molekülenden ausgewählt und dann die Oberfläche der kristallinen Flüssigkeit an der Stelle, an welcher die Elektrode befestigt werden soll, mit anionischem Lecithin beschichtet, mit welchem sich die OH-Radikale leicht verbinden, woraufhin eine Wärmebehandlung eriolgt. Außerdem kann die Oberfläche der Elektroden an den Stellen, wo die kristalline Flüssigkeit befestigt werden kann, einer Säurebehandlung unterzogen werden. Außerdem kann der kristallinen Flüssigkeit eine geeignete Menge eines Hilfsmittels zur vertikalen Ausrichtung der Moleküle zugesetzt werden, wie beispielsweise p-Nitrozinnsäuren-butylester und p-aminozinnsäure-isoamylester.

Um die Moleküle der kristallinen Flüssigkeit gegenüber der Oberfläche der Elektroden gleichmäßig horizontal auszurichten, wird eine kristalline Flüssigkeit mit Nitrilgruppen an den Molekül-

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enden, welche in Richtung eines Dipols verläuft, ausgewählt und die Oberfläche der Elektroden, auf denen die kristalline Flüssigkeit befestigt werden soll, mit anionischem Lecithin beschichtet, welches sich leicht mit den Nitrilgruppen verbindet, woraufhin die so behandelte Oberfläche dann in einer bestimmten Richtung geläppt wird.

Figur 9 zeigt die Beziehungen zwischen der angelegten Spannung und der Lichtdurchlässigkeit in einem anderen Fall. Bei einer kristallinen Flüssigkeit als elektrooptische Substanz 6 in einer Stärke von 10 /um mit verdrehter horizontaler Ausrichtung, bei welcher das molekulare Dipolmoment lälgs der Molekülachse verläuft, sind in feldlosem Zustande die Moleküle horizontal zur Oberfläche der Elektroden ausgerichtet, doch die molekulare Ausrichtung ist unmittelbar an der Oberfläche der einander gegenüberliegenden Elektroden um 90° verschoben. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes ändert sich die molekulare Ausrichtung, wodurch die kristalline Flüssigkeit ihren Zustand von einer optischen Isotropie in einen Zustand einer optischen Anisotropie verändert. In diesem Fall sollten wie im unteren Teil der Figur 9'dargestellt ist, zwei Polarisationsplatten 10a und 10b, deren Polarisationsrichtungen parallel zu der der elektrooptischen Zelle 9 verlaufen, verwendet werden. Wenn, wie Figur 9 zeigt, die elektrische Potentialdifferenz 4 V zwischen den beiden Seiten der kristallinen Flüssigkeit 6 kleiner ist als 0,9 bis 1,05 V (vorzugsweise 0,5 V), dann ergibt sich beim Betrieb der elektroopischen Zelle keinerlei Schwierigkeiten. Die Ausrichtung der Moleküle läßt sich durch die vorstehend beschriebenen Mittel ohne weiteres steuern.

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Bei dem vorbeschriebenen AusfUhrungsbeispiel sind die vorderen Elektroden al, a2 und a5 sowie die hintere Elektrode el nach links bezw. nach rechts herausgeführt. Erfindungsgemäß kann jedoch die rückseitige Elektrode el auch elektrisch auf der Anschlußfläche der vorderen Elektroden al, a2 und a.J> verschoben werden und es können beide Elektroden in der gleichen Richtung herausgeführt werden.

Während außerdem bei den bisher beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen nur die rückseitige Elektrode el sich über die gesamte Fläche des rückseitigen Substrates 5 erstreckt, ist es auch möglich, die vorderen Elektroden auf dem vorderen Substrat 1 derart in eine. Elektrode umzuwandeln, daß sie die ganze Fläche des vorderen Substrates bedeckt, während die rückseitige Elektrode in mehrere einzelne Elektroden aufgeteilt wird.

Im allgemeinen ist die Oberflächenfestigkeit einer reflektierenden E?.ektrode, welche durch Aufdampfen eines Metalls im Vakuum wie Aluminium, Gold und Silber hergestellt wurde, geringer als die einer transparenten leitenden Elektrode, welche durch Erhitzung eines Metalls wie beispielsweise Zinnoxid, hergestellt wurde. In einer relativ kleinen elektrooptischen Zelle, bei welcher die vorbeschriebene reflektierende Elektrode oder die transparente leitende Elektrode in eine Anzahl von Bereichen aufgeteilt ist, beispielsweise in einer elektrooptischen Zelle für eine Armbanduhr, gelangt die molekulare Ausrichtung oft durcheinander, selbst wenn beim Einfüllen der elektrooptischen Substanz versucht wird, die Moleküle in der

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Substanz gleichmäßig auszurichten. Eine derartige Erscheinung tritt oft dann auf, wenn die Moleküle in der elektrooptischen Substanz der vorbeschriebenen verdrehten horizontalen Ausrichtung unterworfen werden. Oftmals wird festgestellt, daß diese Erscheinung zum Teil dadurch hervorgerufen wird., daß die Elektroden oder die dünnen Anschlußleitungen derselben eine rauhe oder unebene Oberfläche besitzen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, Vielehe diese Schwierigkeiten beheben, sind in den Figuren 10 und Ii dargestellt. Bei dem in Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere vordere Elektroden all, al2 und al^ aus ejner transparenten leitenden Schicht zur Erzeugung einer bildlichen Darstellung sowie ebenfalls aus einer transparenten Schicht bestehende Anschlußleitungen bll, bl2 und bl3 an der Unterseite eines vorderen Substrates 11 ausgebildet, während eine reflektierende Schichtelektrode clO aus einer reflektierenden leitenden Schicht die gesamte Fläche eines rückwärtigen Substrates 5 bedeckt. Auf die reflektierende Elektrode clO ist außerdem eine Isolierschicht J51 aufgelegt. Diese Isolierschicht Jl bedeckt die gesamte Fläche, auf welche eine elektrooptische Substanz« 61 aufgebracht wird. Außerdem ist auf diese Isolierschicht 31 eine leitende Schicht 41 aufgebracht, und zwar an der Stelle, weiche den dünnen Anschlußleitungen bll, bl2 und bl3 auf dem vorderen Substrat 11 gegenüberliegt. Im allgemeinen muß diese Isolierschicht j51 transparent sein und wird durch Aufdampfen eines Metalls im Vakuum wie Siliziumoxid, Siliziumdioxid, Chromoxid, Germaniumoxid, Magnesiumoxid, Magnesiumfluorid und Graphit hergestellt oder indem ein organisches

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Siliziumharz aufgetragen wird, während die leitende Schicht j?l durch Aufdampfen eines Metalls wie Zinnoxid und Indiumoxid oder einer Verbindung dieser Metalle im Vakuum aufgedampft wird.

Ebenso wie bei der Ausführung nach Figur 5 und 6 liegt das vordere Substrat 11 über die elektrooptische Substanz 6l dem rückseitigen Substrat 51 gegenüber, während die leitende Schicht 41 derart geschaltet wird, daß sie das gleiche elektrische Potential besitzt wie die Anschlußleitungen bll, bl2 und hlj). Im bildlosen Bereich ergibt sich daher, obwohl die Elektrode clO den Anschlußleitungen bll, bl2 und blj5 gegenüberliegt, keinerlei elektrooptische Erscheinung, wie bereits erläutert wurde.

Bei diesem Ausführungsbeispiel dient die Isolierschicht J>1 dazu, die Elektrode clO zu verstärken. Aus diesem Grunde kann sie einfach durch Aufdampfen eines Metalls wie Aluminium, Gold und Silber auf dem rückwärtigen Substrat 51 im Vakuum ausgebildet werden. Die Vorbehandlung der Elektrode clO, wie zum Beispiel das vorhergehende Aufdampfen von Chrom im Vakuum zu ihrer Verstärkung kann daher entfallen.

Bei dem in Figur 11 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Figur 10 bezeichnet wurden, liegt eine Isolierschicht 31 über den Oberflächen der vorderen Elektroden all, al2 und alj5 und der dünnen Anschlußleitungen bll, bl2 und bl3, welche in ihrer Gesamtheit unter einem vorderen Substrat 11 angeordnet sind.

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Außerdem ist eine leitende Schicht 4l auf der Unterseite dieser Isolierschicht ^l aufgebracht. Da das elektrische Potential der leitenden Schicht 41 gleich dem einer rückwärtigen Elektrode clO gehalten wird,, ergibt sieh, daß in dem bildlosen Bereich keinerlei elektrooptische Erscheinung auftritt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11 wird durch die Isolierschicht >1 jegliche Unebenheit an den freien Flächen der Elektroden all, al2 .und alj5 ausgeglichen, sodaß das erwähnte Problem einer Unordnung in der molekularen Ausrichtung beim Einfüllen der elektrooptischen Substanz 61 zwischen das vordere und das rückwärtige Substrat ausgeschaltet wird.

Vorzugsweise wird bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 10 und 11 die Isolierschicht J51 so dünn wie möglich gehalten, um die Arbeitsmerkmale der elektrooptischen Zelle nicht zu beeinflussen.

Bei den in den Figuren 1 bis 5, 10 und 11 wird das elektrische Potential der vorderen und der rückwärtigen Elektrode praktisch gleich dem elektrischen Potential gehalten, welches in der Leitung neben der elektrooptischen Substanz herrscht, sodaß diese elektrooptische Substanz keine elektrooptische Erscheinung ergibt. In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen elektrooptischen Zelle sollen nunmehr andere Möglichkeiten erläutert werden.

Ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen elektrooptischen Zelle ist in den Figuren 12, 13 und 14 dargestellt, wobei das

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elektrische Potential einer transparenten Elektrode auf einem vorderen Substrat praktisch gleich dem elektrischen Potential von lichtreflektierenden Elektroden auf einem rückwärtigen Substrat gehalten wird.

Bei der in Figur 12 dargestellten elektrooptischen Zelle sind eine vordere Elektrode a20 aus einer transparenten leitenden Schicht und eine mit dieser Elektrode a20 verbundene Anschlußleitung b20 aus einer 'transparenten Schicht gleichzeitig unter einem transparenten vorderen Substrat 12 ausgebildet, wobei die Anschlußleitung b20 bis zur einen Kante des vorderen Substrats 12 herausgeführt ist, um einen Außenanschluß für die Elektrode a20 zu bilden. Die vordere Elektrode a20 und die Anschlußleitung b20 bestehen aus Zinnoxid oder Indiumoxid, wie bereits erläutert wurde.

Außerdem ist ein rückwärtiges Substrat 52 in praktisch der. gleichen Abmessung wie das vordere Substrat 12 vorgesehen und über seine gesamte Fläche mit einer reflektierenden leitenden Schicht 42 bedeckt. Diese reflektierende leitende Schicht 42 wird durch Aufdampfen eines Metalls wie Aluminium, Gold und Silber im Vakuum hergestellt, wie dies bereits erläutert, wurde.

Außerdem sind rückseitige Elektroden c21, c22 und c2j5 aus einer leitenden Schicht zur Erzeugung einer bildlichen Darstellung und Anschlußleitungen d21, d22 und d23 für diese rückseitigen Elektroden auf dem rückwärtigen Substrat 52, d.h. über einer transparenten Isolierschicht 32 auf der leitenden Schicht 42 ausgebildet. Diese Isolierschicht 32 wird durch Beschichtung

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mit Siliziumoxid, Siliziumdiocis, Chromoxid, Germaniumoxid, Magnesiumoxid, Magnesiumfluorid, Graphit oder einem organischen Siliziumharz in der bereits erläuterten Weise ausgebildet. Die Elektroden c21, c22 und c23 sowie die Anschlußleitungen d21, d22 und d2j5 können aus lichtreflektierenden Schichten bestehen, welche die gleichen optischen Eigenschaften wie die lichtreflektierende leitende Schicht 4-2 besitzen, oder sie können durch Aufdampfen im Vakuum von Zinnoxid oder Indiumoxid in der bereits erläuterten Weise ausgebildet werden.

Zum Zusammenbau einer elektrooptischen Zelle aus den vorgenannten Einzelteilen v/ird auf die Oberseite des rückwärtigen Substrats 52 das Vordersubstrat 12 mit seiner Unterseite derart aufgelegt, daß eine elektrooptisch© Substanz 62 als Schicht zwischen diesen beiden Substraten liegt. Um den ausreichenden. Abstand z;«;isehen den beiden Substraten 12 und 52 herzustellen, sind Abstandsstücke 72 zwiwchen ihnen vorgesehen, wie dies Figur 12b zeigt.

Figur 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrooptischen Zelle, bei v/elcher die gleichen Teile wie in Figur 12 mit den gleichen Bezugszeichen oder Symbolen bezeichnet wurden. Der einzige Unterschied zwischen diesen beiden elektrooptischen Zellen besteht darin, daß bei der Ausbildung gemäß Figur IjJ die Isolierschicht 32 so weit ausgedehnt ist, daß sie die Anschlußleitung b20 abdeckt.

Auch bei dem in Figur 14 dargestellten Ausführungsbeispiel sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen oder Symbolen wie

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in Figur 12 dargestellt. Der einzige Unterschied zwischen der elektrooptischen Zelle gemäß Figur 14 und den Ausbildungen gemäß Figur 12 und IJ besteht darin, daß die unter dem vorderen Substrat in Figur 12 vorgesehene vordere Elektrode aus mehreren Elektroden a24 und a25 zur Ausbildung eines Bildes besteht, während die auf dem rückwärtigen Substrat 52 ausgebildeten rückwärtigen Elektroden zu einer einzigen Elektrode c24 zusammengefasst sind und die Anschlußleitungen b24 und b25 sowie d24 und d25 derart angeordnet sind, daß sie nicht übereinander liegen.

Der Betrieb der vorstehend anhand der Figuren 12, 13 und lh erläuterten elektrooptischen Zellen soll nachstehend beschrieben werden. Eine Wechselstrom- oder Gleichstrombetriebsspannung wird an die vordere Elektrode a20 oder die vorderen Elektroden a24 und a 25 sowie an die rückwärtigen -Elektroden c21, c22 und c23 bezw. die rückwärtige Elektrode e24 angelegt. Gleichzeitig wird die dünne Anschlußleitung b2Q bezw. die Anschlußleitungen b24 und b25 über eine Leitung 82 mit der leitenden Schicht 42 verbunden, sodaß das elektrische Potential beider praktisch gleich ist.

Hierbei werden in einem Bereich außerhalb.des bilderzeugenden Bereiches, in welchem die Anschlußleitungen b20 bezw. b24 und. b25 vorgesehen sind, d.h. in de,m bereits erwähnten bildlosen Bereich, die Potentiale auf beiden Seiten der elektrooptischen Substanz 62 praktisch auf Null gehalten, sodaß in diesem bildlosen Bereich zu keiner Zeit eine elektrooptisch^ Erscheinung auftritt. Infolgedessen lassen sich mit diesen elektrooptischen Zellen wunschgemäß klare bildliche Darstellungen erzeugen.

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Während die Erfindung vorstehend nur in Bezug auf elektrooptische Reflektionszellen beschrieben wurde, ist es selbstverständlich auch möglich, im Rahmen der Erfindung elektrooptische lichtdurchlässige Zellen auszubilden.

Bei den vorbeschriebenen AusJührungsbeispielen ist die Potentialdifferenz zwischen der Anschlußleitung b20 bezw. den Anschlußleitungen b24 und b?-5 im bildlosen Bereich und der leitenden Schicht 42 praktisch gleich Null. Andererseits liegt kein spezieller Grund vor, warum diese Potentialdifferenz unbedingt auf Null eingestellt werden sollte. Selbst wenn zwischen der Anschlußleitung oder den Anschlußleitungeri und der leitenden Schicht eine Potentialdifferenz vorhanden sein sollte, ergibt sich keine Schwierigkeit beim Betrieb der elektrooptischen Zelle, wenn die Potentialdifferenz kleiner ist als der Schwellenwert, welcher in der elektrooptischen Substanz 42 die elektrooptische Erscheinung einschaltet.

Bei den Ausführungen gemäß Figur 1.0 bis 1J> sind die vordere Elektrode und die rückwärtige Elektrode nach rechts bezw. links herausgeführt. Die beiden Elektroden können jedoch auch in ein und der gleichen Richtung herausgeführt werden, indem die rückwärtige Elektrode auf der vorderen Elektrode seitlich verschoben wird, wie dies bereits erläutert wurde.

Anhand der Figuren 5 und 6 sowie 10 bis 14 sind die relativ einfachen Fälle eriäuOer-c worden, in denen die elektrooptischen Erscheinungen einfacher Bilder, wie beispielsweise aus drei oder zwei Linien bestehender Muster, dargestellt werden. Die

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Erfindung ist jedoch nicht nur auf diese Ausführungen beschränkt, sondern läßt sich auch auf den Fall anwenden, in welchem durch eine elektrooptische Erscheinung schwierigere Bilder wie Buchstaben oder verwickelte Muster erzeugt werden, wie dies in Figur 15 angedeutet ist. Außerdem läßt sich die Erfindung auch auf den Fall anwenden, in welchem die Anzeige oder Darstellung von Buchstaben oder Zahlen durch Aufteilung in mehrere Segmente ausgeführt wird, oder auf den Fall, in welchem verschiedene komplizierte bildliche Darstellungen angezeigt werden, indem eine Anzahl von Muster übereinander gelagert werden,

Wenn außerdem in den-elektrooptischen Zellen gemäß Figur 5j 6, 10 bis 14 und 15 die Moleküle der elektrooptischen Substanz unter feldlosen Bedingungen gleichmäßig ausgerichtet sind und dann ein elektrisches Feld zwischen den einander gegenüberliegenden Elektroden aufgebaut wird, um einen molekularen Wirbelstrom in dieser elektrooptischen Substanz zu erzeugen, so kann beispielsweise durch Kombination einer derartigen elektrooptischen Zelle bei Verwertung beispielweise einer nernatischen kristallinen Flüssigkeit als elektrooptische Substanz mit zwei linearpolarisierenden Platten und einem Farbfilter eine farbige bildliche Darstellung durch die Elektroden erzeugen werden. Es ist daher nicht erforderlich, als elektrooptische Substanz eine cholesterische kristalline Flüssigkeit zu verwenden.

Figur 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines auf der Basis dieses Konzepts aufgebauten elektrooptischen Gerätes, welches eine elektrooptische Zelle 9°* zwei linearpolarisierende Platten 91 und 92 und ein Farbfilter 95 aufweist. Dieses elektro-

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optische Anzeigegerät arbeitet folgendermaßen: Wenn unter feldlosen Bedingungen die Moleküle in der elektrooptischen Substanz gleichmäßig ausgerichtet sind und dadurch eine optische Isotropie zeigen, gehen die Lichtstrahlen von einer Lichtquelle 94 durch die linearpolarisierende Platte 91* die .elektrooptische Zelle 90 und den Farbfilter 93, können jedoch nicht durch die linearpolarisierende Platte 92 hindurchgehen, sodaß ein Beobachter 95 nur eine schwarze Fläche sieht. Sobald nunmehr an die einander gegenüberliegenden Elektroden ein elektrisches Feld angelegt wird, ergibt sich eine molekulare Turbulenz in der elektrooptischen Substanz, sodaß diese eine optische Anisotropie zeigt. Infolgedessen können die Lichtstrahlen von der Lichtquelle 9^ nunmehr durch die linearpolarisierende Platte 91, die elektrooptische Zelle 90, das Farbfilter 93 und die linearpolarisierende Platte 92 hindurch, sodaß das von den Elektroden gebildete Bild farbig erscheint.

Bei dem vorbeschriebenen Beispiel ist das Farbfilter 93 zwischen de.· elektrooptischen Zelle 90 und der linearpolarisierenden Platte 92 angeordnet. Es kann jedoch auch zwischen der elektrooptischen Zelle 9°' und der linearpolarisierenden Platte 91 oder auch auf der linken Seite dieser linearpolarisierenden Platte 91 angeordnet werden. In einigen Fällen kann statt eines Farbfilters 93 auch eine farbige Lichtquelle 9^ verwendet werden. Falls die Seite des Beobachters 9^· im Dunkeln liegt,.kann das Farbfilter auf der Seite des Beobachters angeordnet werden.Bei dem vorbeschriebenen Beispiel werden linarpolarisierende Platten verwendet, doch können auch andere polarisierende Platten eingesetzt werden, deren Polarisierungsrichtungen von denen der vorgenannten Polarisierungsplatten abweichen.

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Bei dem in Figur 17 dargestellten Ausführungsbeispiel ist anstelle des Farbfilters eine gefärbte Polarisierungsplatte 96 vorgesehen, mit welcher die elektrooptische Zelle 90 und die polarisierende Platte 92 des vorbeschriebenen Beispieles zur Ausbildung einer farbigen bildlichen Darstellung kombiniert sind.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels soll nachstehend erläutert werden. Die farbige linearpolarisierende Platte besteht aus einem Substrat 96a, einer farbigen linearpolarisierenden Schicht 96b auf der einen Fläche des Substrates 96a und einer Schutzschicht 96c für die farbige linearpolarisierende Schicht 96b. Die hierbei verwendete linearpolarisierende Platte 92 ist in der gleichen Weise aufgebaut wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur l6. Sie besteht insbesondere aus einem Substrat 92a, einer linearpolarisierenden Schicht 92b und einer Schutzschicht 92c auf dieser linearplarisierenden Schicht 92b. In einer elektrooptischen Zelle 90, in welcher die Moleküle in einer elektrooptischen Substanz eine verdrehte Struktur in schraubenförmigen Zustande bilden, wenn kein elektrisches Feld angelegt wird, ist die Polarisierungsrichtung der farbigen linearpolarisierenden Schicht 96b die gleiche wie die der linearpolarisierenden Schicht 92b, sodaß der Beobachter nur eine schwarze Zellenfläche sieht. Beim Aufbau des elektrischen Feldes in der Zelle wird die Richtung der Dipole der Moleküle in der elektrooptischen Substanz allmählich in die Richtung des elektrischen Feldes verschoben und bei Verstärkung des elektrischen Feldes zeigt die elektrooptische Zelle 90 eine optische Isotropie, sodaß

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die farbige linearpolarisierende Schicht 96b nur die Licht- j strahlen durchläßt, welche eine spezielle Wellenlänge besitzen ; und die anderen absorbiert, sodaß ein einfarbiges Bild entsteht.

Das in Figur 18 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrooptischen Anzeigegerätes besitzt eine farbige linearpolarisierende Verbundplatte 97* eine elektrooptische Zelle 90 und eine linearpolarisierende Platte 92. Die farbige linearpolarisierende Verbundplatte 97 besteht aus einem Substrat 97a und zwei farbigen linearpolarisierenden Schichten 97b und 97c, welche beiderseits des Substrates auf diesem angeordnet sind und deren Färbung und Polarisationsrichtung voneinander abweichen. Außerdem sind diese farbigen linearpolarisierenden Folien 97b und 97c durch Schutzschichten 97d bezw. 97e abgedeckt.

Wenn die Moleküle in der elektrooptischen Substanz schraubenförmig verdreht sind, wenn in der elektrooptischen Zelle SO kein elektrisches Feld erzeugt wird, sieht der Beobachter eine spezielle Farbe auf der linearpolarisierenden Platte 92, während bei Erzeugung des elektrischen Feldes in der Zelle 90 ein einfarbiges Bild sichtbar wird, welches sich von dem unter feldlosen Bedingungen sichtbaren Bild unterscheidet.

Figur 19 zeigt ein elektrooptisch^ Anzeigegerät, bei welchem auf der einen Fläche der Polarisierungsplatte 91 des Gerätes aus Figur 16 eine lichtreflektierende Schicht 98 vorgesehen ist. Dadurch entsteht ein reflektierendes elektrooptisches Anzeigegerät.

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Ein reflektierendes elektrooptisches Anzeigegerät läßt sich auch auf die in Figur 20 dargestellte Weise herstellen, indem eine lichtreflektierende Schicht 98 auf der einen Seite der farbigen Polarisierungsplatte 96 in dem Gerat aus Figur I7 angeordnet wird.

In den Figuren 21 bis 26 sind Beispiele eines erfindungsgemäßen elektrooptischen Anzeigegerätes dargestellt, welches" für einen elektronischen Zeitgeber oder eine Uhr vorgesehen ist.

Wie Figur 21 und 23 zeigen, ■ besitzt dieses elektrooptische Anzeigegerät ein transparentes Vordersubstrat I3 mit darunter in radialer Richtung und in gleichen Winkeln und Abständen voneinander angeordneten Elektroden a31, a32,... aus einer leitenden Schicht. Diese Elektroden a31, a 32, ... sind entsprechend dem großen Zeiger und dem kleinen Zeiger einer Uhr aussgebildet. Auf den Enden xl, x2, ... (vorgesehen zur Anzeige des großen Zeigers der Uhr) der Elektroden a31, aj52, ... ist eine Isolierschicht 33 (Fig.22) vorgesehen, auf welcher Ma-,-kierungselektroden 43a, 43b, .*. aus einer leitenden Schicht entsprechend der vorbeschriebenen leitenden Schicht 4 bezw. 4l bezw. 42 konzentrisch und radial in gleichen Winkeln und Abständen angeordnet sind. Außerdem ist eine Elektrode c30 aus einer leitenden Schicht auf der gesamten Oberfläche eines rückwärtigen Substrats 53 angeordnet. Diese beiden Substrate 13 und 53 werden unter Zwischenlagerung einer elektrooptischen Substanz 63 derart übereinander angeorfnet, daß die Unterseite des Vordersubstrats 13 der Oberseite des rückwärtigen Substrats 53 genau gegenüberliegt. Die elektrischen Potentialdifferenzen

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Zwischen den Elektroden a31, a32, ... und der-reflektierenden Elektrode cJ>0 bezw. zwischen den Maskierungselektroden 43a, 43b, ... und der reflektierenden Elektrode c30 sind praktisch gleich Null.

.Die Betriebsweise dieses elektrooptischen Anezeigegerätes wird nachstehend anhand' der Figur 24 irn einzelnen erläutert. Ein Ausgangsimpuls von einem Taktimpuls-Erzeuger 110 wird einem Sekundenzahlerkreis 111 eingespeist, dessen Aussangssignal einem Minutenzählerkrels 112 eingespeist wird, dessen Ausgangssignal einem Stundenzählerkreis 113 eingespeist wird, sodaß ein Minutensignal A und ein Stundensignal B erzeugt werden. Das Minutensignal A und das Stundensignal B werden jeweils einem Minutendecoder 114 und einem Stundendecoder 115 eingespeist. Die Ausgangosignale dieser Decoder 114 und 115 werden einer OR~Schaltung 116 eingespeist. AusgangsSignale vom Decoder 114 werden einem Steuerkreis 117 eingespeist, dessen Ausgangssignale den Elektroden a31, a32, ... einer elektrooptischen Zelle llCa gemäß Figur 21 bis 23 zugeführt werden. Das Ausgangssignal der OR-Schaltung 116 wird einem Steuerkreis 119 eingespeist, dessen Ausgangssignal den Maskierungselektroderi 43a, 43b, ... in der elektrooptischen Zelle Il8a zugeleitet wird. Wenn keine Signale erfolgen, wird der Ausgangskreis des Steuerkreises 117 kurzgeschlossen. Bei Eingangssignalen wird der Ausgang des Steuerkreises 117 geöffent und die Spannungen v/erden einer Elektrode ai- und einer reflektierenden Elektrode c3ö in der elektrooptischen Zelle Il8a eingespeist, wie vorstehend bereits beschrieben. So lange keine Signale vorliegen, 1st der Ausgang des Steuerkreises II9 kurzgeschlossen, während beim Eintreffen von Eingangssignalen der Ausgang des Steuer-

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kreises 119 geöffnet wird und die Spannungen an eine Maskierungselektrode 4ji und eine reflektierende Elektrode c^O in . der elektrooptischen Zelle Il8a eingespeist werden.

Dementsprechend zeigt sich in der elektrooptischen Substanz 6j5 eine elektrooptische Erscheinung entsprechend den jeweils eingeschalteten Elektroden, sodaß Stunden und Minuten in der gleichen Weise wie bei einer üblichen mechanischen Uhr ohne weiteres abzulesen sind.

In Figur 24 zeigen die Bezugszeichen 122 und 125 eine Spannungsquelle bezw. einen Umformer und die Bezugszeichen ejl und eJ2 "Vormittags (A.M.)" und "Nachmittags (P.M.)" oder aber ein Datum und einen Wochentag. Ein Umschalten dieser letztgenannten Symbole entsprechend einem Ausgangssignal des Sekundenzählerkreises 114 laßt sich unschwer durchführen.

In den Figuren 25 und 26 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrooptischen Anzeigevorrichtung dargestellt, bei welcher die gleichen Teile wie bei den Figuren 21 bis 24 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Nachstehende Beschreibung soll lediglich die Teile erläutern, weiche von der letztbeschriebenen Ausführung abweichen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel breiten sich die Bilder der Stunde und Minute in der elektrooptischen Zelle 118b fortlaufend konzentrisch vom Abschnitt Null aus und die vordere Elektrode ist in Teile a4l, a42, ... unterteilt, während zur Anzeige des großen Zeigers die Maskierungselektrode in Teile 44a, 44b, ... unterteilt ist.

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Bei dieser Ausbildung werden Ausgangssignale eines Minutendecoders 114 und eines Stundendecoders 115 in einem Minutenspeicher 120 und einem Stundenspeicher 121 gespeichert, welche jeweils ihre Ausgangssignale erzeugen. Dadurch v/erden an die vordereiElektroden a4l, a42, ... und die Maslcierungselektroden 44a, 44b, ... in der vorbescLriebenen Reihenfolge Spannungen angelegt, sodaß der große Zeiger und der kleine Zeiger nacheinander die Zeit beginnend am Teil um 12 Uhr anzeigen. Wenn diese Anzeige eine Umdrehung vollführt, d.h. nach Ablauf von 6o min oder 12 h, streicht ein Rückstellsignal D und E die in den Speichern 120 und 121 noch vorhandenen Angaben und die Zeitanzeige beginnt erneut bei 12 h.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht nur auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern läßt sich ohne Schwierigkeiten auch für elektrooptische Anzeigegeräte zur Anzeige oder Messung von Temperatur, Feuchtigkeit und verschiedene Arten von Geschwindigkeit, Lichtmenge, Druck und dgl. in Kombination mit geeigneten Übertragern anwenden.

Ansprüche:

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Claims

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theoterpiaiz - 37 Patentansprüche :

1)J Elektrooptisches Anzeigegerät, bestehend aus zwei beiderseits einer elektrooptischen Substanz einander genau gegenüberliegend angeordneten elektrisch leitenden Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß über oder unter der einen leitenden Schicht (a) eine durch eine Isolierschicht (3) von ihr getrennte weitere leitende Schicht(4) angeordnet ist und zwischen dieser und der von ihr durch die elektrooptische Substanz (6) getrennten anderen leitenden Schicht (c) ein elektrisches Feld in einer derartigen Stärke herrscht, daß in dem zwischen ihnen liegenden Bereich (2) der elektrooptischen Substanz keine elektrooptische Erscheinung erzeugbar ist.

2) Elektrooptisches Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere leitende Schicht (4) und die andere leitende Schicht (c.) kurzgeschlossen sind.

3) Elektrooptisches Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein vorderes Substrat (1-), vordere Elektroden (a) in Form von dünnen leitenden Schichten sowie Anschlußleitungen (b) ebenfalls in Form von dünnen leitenden Schichten zur Verbindung der vorderen Elektroden mit einer außenliegenden Spannungsquelle an der Innenseite des vorderen Substrates aufweist, ferner ein rückwärtiges Substrat (5) mit einer den vorderen Elektroden und den Anschlußleitungen genau gegenüberliegend angeordneten rückwärtigen Elektrode (c), daß

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in einem außerhalb des Bereiches, in welchem durch die vorderen Elektroden eine elektrooptische Erscheinung erzeugbar ist, liegenden Bereich (2) auf der Innenseite des vorderen oder des rückwärtigen Substrates von diesem durch eine Isolierschicht (3) getrennt eine Zwischenelektrode (4) und zwischen •dem vorderen und dem rückwärtigen Substrat eine elektrooptische Substanz (6) angeordnet ist, und daß zwischen den vorderen Elektroden und der rückwärtigen Elektrode ein eine elektrooptische Erscheinung erzeugendes elektrisches Feld in einer derartigen Stärke vorhanden ist, daß in dem Bereich zwischen der Zwischenelektrode und den ihr durch di% elektrooptische Substanz getrennt gegenüberliegenden Elektroden bezw. deren Anschlußleitungen keine elektrooptische Erscheinung -erzeugbar ist.

4) Elektrooptisches Anzeigegerät nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektrode (4) und die rückwärtige (c) oder die vordere Elektrode (a) kurzgeschlossen sind.

5) Elektrooptisches Anzeigegerät nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die vordere Elektrode (a) aus einer transparenten leitenden Schicht besteht und das elektrische Potential an der Zwischenelektrode (4) den gleichen Wert hat wie an der transparenten Elektrode oder einen derartigen Wert, daß in ihrem Bereich (2) der elektrooptischen Substanz (6) keine elektrooptische Erscheinung erzeugbar ist.

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6) Elektrooptisches Anzeigegerät nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Elektrode und die Zwischenelektrode kurzgeschlossen sind.

7) Elektrooptisches Anzeigegerät nach einem der Ansprüche' J> - 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Substrate (11 oder 51) transparent ist, auf einem (11) der Substrate aus einer leitenden Schicht bestehende Elektroden (a.p) und Anschlußleitungen (b,p) für diese angeordnet sind, die diesem Substrat gegenüberliegende Seiten des anderen Substrates (51) im ganzen mit einer leitenden Schicht (Ci₀) bedeckt und diese wiederum mit einer Isolierschicht (j51) gegenüber einer elektrooptischen Substanz (6l) belegt ist, daß auf der Isolierschicht in dem den Anschlußleitungen C^₁₂) entsprechenden Bereich eine leitende Schicht (41) und zwischen den beiden Substraten die elektrooptische Substanz angeordnet ist, und daß die leitende Schicht (4l) an eine Klemme einer Stromquelle angeschlossen ist, deren Potential gleich dem an der Anschlußklemme für die Anschlußleitungen (b.. „) ist, oder an eine Klemme mit einem keine elektrooptische Erscheinung erzeugenden Potential.

8) Elektrooptisches Anzeigegerät nach Anspruch 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenseiten der beiden Substrate Polarisierungsplatten (10) angeordnet sind.

9) Elektrooptisches Anzeigegerät nach Anspruch 8, dadurch... gekennzeichnet, daß Farbgebungsmittel vorgesehen sind.

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10) Elektrooptisches Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß es als elektronische Uhr ausgebildet ist und unter einem transparenten vorderen Substrat eine Anzahl von radial verlaufenden Schichtelektroden angeordnet sind und auf diesen über einer Isolierschicht Maskierungselektroden derartiger Form aufgelegt sind, daß ein großer und ein kleiner Uhrzeiger getrennt darstellbar sind, und daß unter der Unterseite des transparenten vorderen Substrates zunächst die elektrooptisch^ Substanz und dann das mit einer rückwärtigen Elektrode belegte rückwärtige Substrat angeordnet sind, wobei die Schichtelektroden und die Maskierungselektroden an Ausgangsklemmen einer Zeitgeberschaltung angeschlossen sind.

11) Verwendung eines elektrooptischen Anzeigegerätes nach Anspruch 10 zur Anzeige von Temperatur, Feuchtigkeit, Gewicht, Lichtstärke, Strahlungsintensität, Druck oder dgl.,, wobei die Schichtelektroden den Anzeigedaten entsprechende Form aufweisen.

Patentanwalt.

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