DE3027110C2

DE3027110C2 - Flüssigkristall-Anzeigeeinheit

Info

Publication number: DE3027110C2
Application number: DE3027110A
Authority: DE
Inventors: Gunpei Kyoto Yokoi
Original assignee: Nintendo Co Ltd
Current assignee: Nintendo Co Ltd
Priority date: 1980-04-22
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1982-12-30
Also published as: JPS56156024U; US4398804A; GB2075211B; SG22684G; HK48584A; DE3027110A1; GB2075211A

Description

gekennzeichnet durch

30

d) erste Abstandseinrichtungen (44, 64), die einen Zwischenraum zwischen der ersten transparenten Schicht (4) und der weiteren lichtdurchlässigen Schicht (20, 42, 60) erzeugen, wobei die ersten Abstandseinrichtungen (44) eine gleichmäßige vorbestimmte Höhe haben und geometrisch in dem Grenzbereich zwischen der weiteren lichtdurchlässigen Schicht (20, 42, 60) und der ersten transparenten Schicht (4) flächenmäßig verteilt sind.

2. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, r!a3 die weitere lichtdurchlässige Schicht (20, 42, 60) eine Polarisationsschicht (42) ist.

3. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandseinrichtungen (44, 64) in Form von Vorsprüngen (44) vorliegen, die auf der Oberfläche der Polarisationsschicht (42) verteilt sind, die der ersten transparenten Schicht (4) gegenüberliegt.

4. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsschicht (42) eine transparente Harzschicht umfaßt.

5. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (44) Prägungen in der Harzschicht sind.

6. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätzliche lichtdurchlässige Schicht (62), die mit Bezug auf die erste transparente Schicht (4) auf der anderen Seite der weiteren lichtdurchlässigen Schicht (20,42,60) liegt, und durch zweite Abstandseinrichtungen (58), die einen Zwischenraum zwischen der weiteren und der zusätzlichen lichtdurchlässigen Schicht erzeugen, wobei die zweiten Abstandseinrichtungen (58) eine gleichmäßige bestimmte Höhe aufweisen und geometrisch in dem Grenzbereich zwischen der weiteren (20, 42, 60) und der zusätzlichen (62) lichtdurchlässigen Schicht flächenmäßig verteilt sind.

7. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch -5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Abstandseinrichtungen (44 bzw. 58) in der Form von Vorsprüngen (44 bzw. 58) vorliegen, die auf jeder Oberfläche der weiteren lichtdurchlässigen - ,Schicht (42) ausgeführt sind.
• 8. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere lichtdurchlässige Schicht (60) eine transparente Harzschicht aufweist.

9. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (44, 58) Prägungen in eier Harzschicht sind.

10. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere lichtdurchlässige Schicht (20, 42, 60) eine Schutzschicht (60) ist, und daß die zusätzliche lichtdurchlässige Schicht (62) eine Polarisationsschicht ist.

11. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Abstandseinrichtungen (44, 64) in Form einer Netzoder Maschenschicht (64) vorliegen.

12. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ihre Verwendung für eine Spielvorrichtung.

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer typischen derartigen bekannten (z. B. DE-AS 28 23 845) Flüssigkristall-Anzeigeeinheit, die zerlegt dargestellt ist. In Fig. 1 ist nämlich eine Reflexions-Flüssigkristall-Anzeigeeinheit gezeigt. Diese Fliissigkristall-Anzeigeeinheit umfaßt ein Flüssigkristall-Anzeigeelement 2. Das Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 hat eine erste Glasschicht (erste transparente Schicht) 4 und eine zweite Glasschicht (zweite transparente Schicht) 6. Ein

■»5 Abstandshalter 8 als beispielsweise Mylar (Wz) liegt zwischen der ersten und der zweiten Glasschicht 4 bzw. 6. Als Ergebnis wird ein dünner freier Raum von ca. μΐη zwischen der ersten und der zweiten Glasschicht bzw. 6 gebildet. Der freie Raum ist mit einem Flüssigkristall 10 ausgefüllt. Eine Fläche der ersten Glasschicht 4, die der zweiten Glasschicht 6 gegenüberliegende Fläche, wird mit transparenten Segmentelektroden 12 in einem gewünschten Muster gebildet. Jede Elektrode 12 hat einen Leitungsdraht 14, der mit dieser verbunden ist und sich zu einem Anschluß 16 erstreckt. Eine Fläche der zweiten Glasschicht 6, die der ersten Glasschicht I gegenüberliegende Fläche, wird mit einer gemeinsamen Elektrode 18 ausgebildet. Die gemeinsame Elektrode 18 hat einen hiermit verbundenen und sich zu einem Anschluß erstreckenden (nicht gezeigten) Leitungsdraht. Zusätzlich sind die Elektrodenanordnungen 12 und 18 aus einem Material hergestellt, das eine gute Haftfähigkeit an Glasschichten und eine hohe Lichtdurchlässigkeit aufweist. Beispielsweise bestehen sie aus einem Film aus Zinnoxid.

Die in Fig. 1 gezeigte Flüssigkristall-Anzeigeeinheit soll eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit sein, bei der verdrillte nematische Flüssigkristall-Moleküle in einer

Feldeffekt-Betriebsart verwendet werden. Fig.2 zeigt schematisch einen Querschnitt einer derartigen Flüssigkristall-Anzeigeeinheit, bei der verdrillte nematische Flüssigkristall-Moleküle in einer Feldeffekt-Betriebsart verwendet werden (eine derartige E.nheit wird im folgenden auch als TN-FEM Flüssigkristall-Anzeigeeinheit bezeichnet). In den Fig. 1 und 2 ist das Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 zwischen zwei Polarisationsschichten 20 und 22 gebettet. Jede der Po!arisationsschichten 20 und 22 liegt in der Form einer Triacetaisehicht vor, die mit einem Film mit polarisierenden Eigenschaften ausgeführt ist. In den Fi g. 1 und 2 ist an der unteren Fläche der unteren Polarisationsschicht 22 eine Reflexionsschicht 24 angebracht. Das heißt, die in diesen Figuren gezeigte FIüssigkristall-Anzeigeeinheit ist vom Reflexionstyp. Für die Reflexionsschicht 24 kann beispielsweise eine Aluminiumfolie verwendet werden.

F i g. 2 zeigt zum besseren Verständnis des Betriebs der TN-FEM Flüssigkristall-Anzeigeeiuheit die verschiedenen Elemente in einem von der Wirklichkeit abweichenden Maßstab. Beispielsweise ist die Dicke des mit dem Flüssigkristall 10 gefüllten freien Raumes übertrieben dargestellt. In Flüssigkristall-Anzeigeeinheiten desTN-FEM-Typs liegen Flüssigkristall-Moleküle 26 in einem verdrillten Zustand vor. Wenn in diesem Zustand eine Spannung zwischen die beiden entgegengesetzten Elektroden 12 und 18 gelegt wird, werden die Flüssigkristall-Moleküle in der Richtung des elektrostatischen Feldes ausgerichtet, wodurch sie ihre optische Aktivität verlieren. Fig. 2 zeigt eine Spannung, die zwischen den beiden Elektroden 12 und 18 liegt. Wenn das elektrostatische Feld verschwindet, kehren die Flüssigkristall-Moleküle 26 in den verdrillten Zustand zurück.

Anhand der F i g. 2 wird das Betriebsprinzip der Reflexions-TN-FEM-Flüssigkristall-Anzeigeeinheit näher erläutert. Zusätzlich wird angenommen, daß die jeweiligen Polarisationsachsen der Polarisationsschichten 20 und 22 rechtwinkelig zueinander sind. Unpoiarisiertes Außenlicht fällt von der Oberseite der F i g. 2 auf die Polarisationsschicht 20 ein, wo es in einer ersten Richtung polarisiert wird. Daher wird das auf den Flüssigkristall 10 einfallende Licht in der ersten Richtung polarisiert. Wenn eine Spannung zwischen den beiden Elektroden 12 und 18 liegt, dann sind die Flii6sigkristall-Moleküle 26 im entsprechenden Bereich in dem dargestellten Zustand. Daher verläuft das auf diesen Teil einfallende Licht unverändert durch den Flüssigkristall 10 und trifft auf die untere Polarisationsschicht 22. Die untere Polarisationsschicht 22 hat eine Polarisationsachse, die sich in einer zweiten Richtung erstreckt, die rechtwinkelig zur ersten Richtung ist. Als Ergebnis wird deutlich, daß das von der oberen Polarisationsschicht 20 durch den Flüssigkristall 10 übertragene Licht vollständig abgeschaltet wird. Daher erreicht kein Licht die Reflexionsschicht 24, und von dieser Schicht wird kein reflektiertes Licht erhalten. Daher sieht diese Schicht dunkel aus. Dagegen wird deutlich, daß Licht, das auf andere Bereiche als die oben beschriebenen Bereiche einfällt, graduell durch die entsprechenden Flüssigkristall-Moleküle 26 polarisiert wird, die eine optische Aktivität aufweisen, so daß beim Durchgang durch den Flüssigkristall 10 das Licht im Vergleich zum einfallenden Licht um 90° gedreht wird. Somit ist das auf die untere Polarisationsschicht 22 auftreffende Licht in der zweiten Richtung polarisiert und verläuft durch die Polarisationsschicht 22. Daher erreicht dieses Licht die Reflexionsschicht 24, an der es reflektiert wird. Das reflektierte Licht verläuft durch die Polarisationsschicht 22, und im Flüssigkristall 10 wird dessen Polarisationsrichtung in die erste Richtung wieder hergestellt Daher verlf.uft das Licht durch die obere Polarisationsschicht 20. Somit erscheint diese hell. Gemäß diesem Betriebsprinzip der Anzeigeeinheit erscheinen spannungsangelegte Bereiche dunkel, während Bereiche ohne angelegte Spannung hell aussehen,

ίο und der Kontrast zwischen den dunklen und hellen Bereichen ermöglicht eine gewünschte Anzeige. Im folgenden wird näher auf den Schnitt der in Fig.2 gezeigten Flüssigkristall-Anzeigeeinheit eingegangen. Auf der näher zum Betrachter liegenden Seite der Flüssigkristall-Anzeigeeinheit überlagert die im wesentlichen lichtdurchlässige Polarisationsschicht 20 die erste Glasschicht 4, die eine flache Glasschicht ist Die Oberflächenbedingungen der Oberseite der ersten Glasschicht 4 und der Unterseite der Polarisationsschicht 20 werden im folgenden näher betrachtet. Die Oberseiten der beiden Schichten müssen sehr glatt und flach sein, da sonst ein in F i g. 3 erläutertes Problem hervorgerufen wird-

F i g. 3 zeigt ein technisches Modell zur Erläuterung eines Problems, das bei herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigeeinheiten auftritt. In Fig. 3 ist der geschichtete Zustand der ersten Glasschicht 4, die ja auch eine lichtdurchlässige Schicht ist, und der Polarisationsschicht (»weitere lichtdurchlässige Schicht«) 20 herausgestellt. Wenn in einem derartigen Zustand die Oberseite der ersten Glasschicht 4 und die Unterseite der Polarisationsschicht 20 nicht genaue Ebenen bilden, so entsteht ein freier Raum 28. Es ist selbstverständlich, daß das Vorhandensein eines derartigen freien Raumes 28 Interferenzstreifen bedingt, die als Newton-Ringe bekannt sind. Derartige Interferenzstreifen werden durch die Tatsache hervorgerufen, daß ein einfallender Lichtstrahl 30, der an der Unterseite der Polarisationsschicht 20 reflektiert wird, und ein anderer einfallender Lichtstrahl 32, der durch die Polarisationsschicht 20 verläuft und an der Oberseite der ersten Glasschicht 4 reflektiert wird, miteinander interferieren, wenn sie so reflektiert werden. Die Bildung derartiger Interferenzstreifen macht es für einen Beobachter schwierig, die Anzeige zu sehen. Insbesondere muß in einer Anzeigeeinheit, die gestaltet ist, um mittels von außen kommenden allgemeinen Lichtes ohne Verwendung einer bestimmten Lichtquelle wie in einer Reflexions-Flüssigkristall-Anzeigeeinheit betrachtet zu werden, das Auftreten von Interferenzstreifen verhindert werden, die ein Beobachten beeinträchtigen.

Um das Entstehen des in F i g. 3 gezeigten freien Raumes 28 zu verhindern, müssen die Oberseite der ersten Glasschicht 4 und die Unterseite der Polarisationsschicht 20 tatsächlich flach oder eben sein. In diesem Fall ist die Herstellung der Oberseite der ersten Glasschicht 4 ein Fertigungsprobiem und nicht unmöglich zu lösen, wenn das Oberflächenschleifen mit der größten Sorgfalt erfolgt. Ein tatsächlich flaches oder ebenes Fertigen der Unterseite der Polarisationsschicht 20 schließt jedoch nicht nur ein Bearbeitungsproblem ein. Das heißt, es bezieht sich auch auf das Material der Polarisationsschicht 20. Wenn beispielsweise die Polarisu'ionsschicht 20 ein derartiges Harz wie Triacetat enthält, treten leicht andere Probleme als ein Bearbeitungsproblem auf. Triacetat ist nämlich hygroskopisch und dehnt sich aus bzw. zieht sich in einem gewissen Grad zusammen, so daß es sich leicht verwirft. Daher

wird es unabhängig davon, wie tatsächlich eine flache oder ebene Oberfläche im Herstellungsschritt gebildet wird, gegebenenfalls in eine gekrümmte Oberfläche deformiert.

F i g. 4 zeigt den Querschnitt einer anderen Flüssigkri- > stall-Anzeigeeinheit, die zum Verständnis der Erfindung von Bedeutung ist. Um das Auftreten der oben beschriebenen Interferenzstreifen zu verhindern, kann die Polarisationsschicht 20 ausreichend von der ersten Glasschicht 4 beabstandet sein, um Newton-Ringe i< > auszuschließen. In der Fig.4 liegt die Polarisationsschicht 20 auf der ersten Glasschicht 4 über einem Abstandshalter 36. Der Abstandshalter 36 wird hergestellt; indem beispielsweise ein etwa 0,5 mm dicker Kunststoff ring in der Art eines Bildrahmens durchstoßen wird. Dieser Abstandshalter 36 verhindert eine Berührung zwischen der Polarisationsschicht 20 und der ersten Glasschicht 4. Daher wird die Bildung von Interferenzstreifen aufgrund von Newton-Ringen in vorteilhafter Weise vermieden. Zusätzlich ist die in 2<> Fig.4 gezeigte Flüssigkristall-Anzeigeeinheit gleich der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Einheit mit Ausnahme der oben beschriebenen Anordnung. Daher sind einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und von deren Erläuterung kann abgesehen werden.

Die in F i g. 4 dargestellte Einheit hat Nachteile. Wenn beispielsweise eine derartige Anzeigeeinheit eine kleine oder längliche Anzeigefläche besitzt, kann in vorteilhafter Weise der Abstandshalter 36 verwendet werden. Das heißt, sogar ein Abstandshalter mit einer Dicke von lediglich ca. 0,5 mm ist wirksam, um eine Berührung zwischen der Polarisationsschicht 20 und der ersten Glasschichi 4 über den gesamten Bereich unabhängig von einer möglichen Verwerfung der Polarisationsschicht 20 zu verhindern. Bei einer Anzeigeeinheit mit einer großen Anzeigefläche ist es jedoch unmöglich, für einen Abstandshalter mit einer Dicke von etwa 0,5 mm eine Berührung zwischen der Polarisationsschicht 20 und der ersten Glasschicht 4 zu verhindern. Eine ίο derartige Anzeigeeinheit mit einer großen Anzeigefläche wird beispielsweise in einer Spielvorrichtung verwendet, die in F i g. 5 gezeigt ist.

In Fi g. 5 ist eine Anzeigefläche 40 auf der Oberseite eines Gehäuses 38 der Spielvorrichtung vorgesehen. Die Abmessungen der Anzeigefläche 40 können aus derft¹ Gehäuse 38 geschlossen werden, das beispielsweise 5 cm und 9 cm breit ist. Daraus folgt, daß die dort gezeigte Anzeigefläche größer als die Anzeigefläche von wenigstens einer Armbanduhr, einem kleinen , elektronischen Taschenrechner oder dergleichen ist. Wenn eine FÜissigkristaU-Anzeigeeinheit mit dem in Fig.4 gezeigten Aufbau verwendet wird, um eine derartige Anzeigefläche 40 zu bilden, so muß die Dicke des Abstandshalters 36 vergrößert werden, um einen ausreichend freien Raum zwischen der Polarisationsschicht 20 und der ersten Glasschicht 4 vorzusehen, damit gewährleistet ist, daß die Polarisationsschicht 20 nicht die erste Glasschicht 4 bei einer Verwertung berührt. Jedoch ist eine derartige Steigerung in der mi Dicke des Abstandshalters nicht wünschenswert, da sie die Gesamtdicke der Flüssigkristall-Anzeigeeinheit erhöht. Es kann auch daran gedacht werden, die Dicke der Polarisationsschicht 20 zu vergrößern; dies hat jedoch den gleichen Nachteil, wie dies oben erläutert ^ wurde. Daher sollte eine Flüssigk.istall-Anzeigeeinheit vorgesehen werden, bei der eine Berührung zwischen der Polarisationsschicht 20 und der ersten Glasschicht 4 unabhängig von den Abmessungen der Anzeigefläche verhindert werden kann.

Es hat sich gezeigt, daß Interferenzstreifen, die ausgeschlossen werden müssen, durch eine Berührung zwischen der Polarisationsschicht und der ersten Glasplatte hervorgerufen werden; deren Auftreten ist jedoch nicht auf diese beschriebene bestimmte Kombination begrenzt. Allgemein können Interferenzstreifen vorliegen, wenn zwei lichtdurchlässige Schichten zusammengefaßt werden. Daher schließt jede auf einem Flüssigkristall-Anzeigeelement liegende lichtdurchlässige Schicht ein ähnliches Problem von Interferenzstreifen ein.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit der eingangs genannten Art anzugeben, bei der eine Berührung zwischen den lichtdurchlässigen Schichten, die auf dem oberen Bereich eines Flüssigkristall-Anzeigeelementes geschichtet sind, auch bei großflächigen Anzeigeeinheiten verhindert wird. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Aus der DE-AS 28 23 845 ist eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit bekannt, bei der zwei Trägerplatten durch Abstandshalter getrennt sind, die feste Informationen darstellen und optisch gegen ihre Umgebung kontrastieren. Auf den den Abstandshaltern abgewandten Außenseiten der Trägerplatten befinden sich direkt einerseits ein vorderer Linearpolarisator und andererseits ein zum vorderen Linearpolarisator gekreuzter hinterer Linearpolarisator, auf dem noch direkt ein Reflektor vorgesehen ist. Zwischen der einen Trägerplatte und dem vorderen Linearpolarisator und zwischen der anderen Trägerplatte, dem hinteren Linearpolarisator und dem Reflektor sind keine Abstände vorhanden.

Weiterhin ist aus der DE-OS 27 37 732 eine optische Anzeigevorrichtung bekannt, bei der zwischen zwei beabstandeten Trägerplatten eine Flüssigkristallsubstanz zusammen mit Elektroden und Isolationsschichten vorgesehen sind. Als Abstandshalter zwischen den beiden Trägerplatten dienen sogenannte »Doppelwälle«, die aus Vorsprüngen der einen Trägerplatte bestehen. Diese Vorsprünge liegen auf der Oberfläche der anderen Trägerplatte an. Auch bei dieser Anzeigevorrichtung sind noch gekreuzte Linearpolarisatoren direkt auf den Außenseiten der Trägerplatten vorgesehen.

Schließlich ist noch eine großflächige Flüssigkristall-Anzeigeeinheit bekannt (G. Meier, E. Sackmann, S. G. Grabmaier: »Applications of Liquid Crystals«, Berlin 1975, Seiten 111 und 112), bei der eine Glasfolie mit transparenten Elektroden durch einen gitterförmigen Photoresist-Abstandshalter von einer Aluminiumfolie getrennt ist. Im Zwischenraum zwischen Glasfolie und Aluminiumfolie befindet sich die Flüssigkristallsubstanz.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die weitere lichtdurchlässige Schicht eine Polarisationsschicht. Diese Polarisationsschicht umfaßt vorzugsweise eine transparente Harzschicht, und die den freien Raum bildende Einrichtung liegt in der Form von Vorsprüngen vor, die auf der Harzschicht ausgeführt sind, indem diese geprägt wird. Die Bildung der Vorsprünge durch direktes Prägen der Polarisationsschicht auf diese Weise führt zu einer gesteigerten Ausbeute in der Herstellung von Polarisationsschichten, obwohl dies nicht sofort einzusehen ist. Die Gründe werden im folgenden näher erläutert

Es hat sich gezeigt, daß sogar leichte Kratzer auf

Polarisationsschichten empfindliche Einflüsse auf die Polarisationseigenschaften haben, und lediglich fehlerfreie Polarisationsschichten werden als annehmbare Teile durchgelassen. Es ist jedoch sehr schwierig, derartige Polarisationsschichten in einem fehlerfreien Zustand herzustellen und dann Flüssigkristall-Anzeigeeinheiten zu bilden, ohne derartige fehlerfreie Schichten zu kratzen. Als Ergebnis ist die Ausbeute gering, was zu einem gesteigerten Herstellungsaufwand an annehmbaren Teilen führt. Daher wird keine Anregung gegeben, eine Polarisationsschicht zu prägen. Jedoch sind geometrisch verteilte Vorsprünge, die auf einer Polarisationsschicht durch Prägen ausgebildet sind, nicht unförmig, da sie geordnet vorgesehen sind. Zusätzlich führt eine derartige Anordnung zu einem Eindruck, daß die Qualität des Anzeige-Abschnittes verbessert ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Da gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Anspruch 10 die Polarisationsschicht nicht irgendeiner Behandlung unterworfen ist, besteht keine Gefahr einer Beeinträchtigung von den Polarisationseigenschaften der Polarisationsschicht.

In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 11 liegt die den freien Raum bildende Einrichtung in der Form einer Netzschicht vor. Mit dieser Anordnung ist es möglich, einen freien Raum entsprechend der Dicke der Netzschicht zu bilden, ohne die Lichtdurchlässigkeit zu beeinträchtigen.

Die Erfindung ermöglicht somit eine Flüssigkristall-Afizeigeeinheit, die auch bei einer relativ großen Anzeigeteile frei von Interferenzstreifen ist und einfach beobachtet werden kann. Außerdem wird durch die Erfindung der Eindruck einer verbesserten Qualität des Anzeigeabschnittes geliefert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer zerlegten Flüssigkristall-Anzeigeeinheit,

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Querschnittes einer TN-FEM-Flüssigkristall-Anzeigeeinheit,

F i g. 3 ein optisches Modell zur Erläuterung von Problemen bei herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigeeinheiten,

F i g. 4 einen Schnitt einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit, die für die Erfindung von Bedeutung ist,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung des Umrisses einer Spielvorrichtung, bei der die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeeinheit in vorteilhafter Weise verwendbar ist,

F i g. 6 eine Darstellung des Schnittes eines Ausführungsbeispieis der Erfindung in einem zerlegten Zustand,

F i g. 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Prägen einer in F i g. 6 verwendeten Polarisationsschicht,

F i g. 8 eine vergrößerte Draufsicht einer Polarisationsschicht, die durch die in F i g. 7 gezeigte Vorrichtung geprägt ist,

Fig.9 einen vergrößerten Schnitt einer Polarisationsschicht, die durch die in F i g. 7 gezeigte Vorrichtung geprägt ist,

F i g. 10 eine Darstellung des Schnittes eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung in einem zerlegten Zustand und

F i g. 11 eine Explosionsdarstellung in Perspektive eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

ίο

Erfindungsgemäß ist in vorteilhafter Weise eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit mit einer relativ großen Anzeigefläche vorgesehen, wie z. B. die Anzeigefläche 40 einer in F i g. 5 gezeigten Spielvorrichtung.

In Fig.6 ist der gezeigte Aufbau im wesentlichen gleich wie der in F i g. 4 dargestellte Aufbau mit der Ausnahme, daß die Polarisationsschicht 20 und der Abstandshalter 36 in Fig.4 durch eine Polarisationsschicht 42 ersetzt sind. Einander entsprechende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht näher erläutert.

bie Polarisationsschicht 42 wird erhalten, indem beispielsweise ein Polarisationsfilm auf einer Triacetatschicht gebildet wird. Die Polarisationsschicht 42 wird geprägt, wodurch wenigstens eine Oberfläche (in diesem Beispiel die der ersten Glasschicht 4 gegenüberliegende Oberfläche) mit mehreren Vorsprüngen 44 versehen wird.

In den Fig. 7 bis 9 wird die Polarisationsschicht 42 zwischen zwei Walzen 46 und 48 geschickt. Eine Walze 46 ist eine Prägewalze, deren Mantelfläche mit mehreren relativ kleinen viereckigen Pyramiden-Vorsprüngen versehen ist, die geometrisch in einer geordneten Anordnung verteilt sind. Die Mantelfläche der Walze 48 ist aus einem relativ elastischen Papier ausgeführt. Die Welle der Papierwalze 48 ist in einer ortsfesten Stellung, während die Welle der Prägewalze 46 in einem Hebel 54 gelagert ist, der in einem Gelenkpunkt 52 schwenkbar ist.

Der Hebel,54 weist ein Gewicht 56 auf, das an dessen anderem Endeaufgehängt ist. Somit übt die Prägewalze 46 auf die Papierwalze 48 einen Druck aus, der in Beziehung mit der Größe des Gewichtes 56 steht.

Die Prägewalze 46 und die Papierwalze 48 werden synchron für eine Drehung in der Pfeilrichtung angetrieben. Die Polarisationsschicht 42 wird bewegt, da sie zwischen den Walzen 46 und 48 gehalten ist. Vorzugsweise wird die Polarisationsschicht 42 unmittelbar vor ihrer Einführung zwischen die Walzen 46 und 48 erwärmt. Die Heiztemperatur liegt beispielsweise zwischen 60⁰C und 100° C. Ein derartiges Erwärmen steigert in vorteilhafter Weise die Prägerate.

Die zwischen den Walzen 46 und 48 hindurchgeführte Polarisationsschicht weist wereckige Pyramiden-Vor-Sprünge 44 auf, wie dies in Fig.8 gezeigt ist. Die Vorsprünge 44 sind regelmäßig im Zusammenhang mit einem geometrischen Muster verteilt. Weiterhin haben die Vorsprünge 44 eine gleichmäßige Höhe. Wenn daher die so erhaltene Polarisationsschicht 42 mit ihren Vorsprüngen 44 gegenüber zur ersten Glasschicht 4 angeordnet wird, wie dies in F i g. 6 gezeigt ist, dann ist es möglich, einen freien Raum einer gleichmäßigen Dicke zwischen der Polarisationsschicht 42 und der ersten Glasschicht 4 zu bilden. Vorzugsweise sind die Stellen der Vorsprünge 44 auf der Polarisationsschicht so gewählt, daß sie nicht die Kennzeichnung eines Anzeigemusters stören, das durch das Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 erfolgt wird.

Wie am besten aus F i g. 9 zu ersehen ist, tritt es oft ein, daß die Prägeoperation auch Vorsprünge 58 auf der Seite bildet, die zu der Seite entgegengesetzt ist, die mit den Vorsprüngen 44 versehen ist. Dies beruht anscheinend auf einer Gegenwirkung der Vorsprünge 50 auf der Prägewalze 46, die gegen die Polarisationsschicht 42 gepreßt wird. Es besteht eine Tendenz, daß die Vorsprünge 58 um so weiter vorragen, je mehr die Höhe der Vorsprünge 50 auf der Prägewalze 46 die Dicke der Polarisationsschicht 42 überschreitet Wenn

daher geeignete Prägebedingungen gewählt werden, ist es möglich, gleichzeitig die Vorsprünge 44 und 58 auf den entgegengesetzten Seiten oder Flächen der Polarisationsschicht zu bilden. Dies ist für das in F i g. 10 im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel von Bedeutung.

In Fig. 10 sind ein Flüssigkristall-Anzeigeelement 2, eine Polarisationsschicht 22 und eine Reflexionsschicht 24 gleich aufgebaut wie die entsprechenden Bauteile in Fig.6. Daher wird von einer näheren Erläuterung abgesehen, und es werden lediglich ungleiche Bauteile beschrieben. Nacheinander sind auf der ersten Glasschicht 4 des Flüssigkristall-Elementes 32 eine transparente Schutzschicht 60 (»weitere lichtdurchlässige Schicht«) und eine Polarisationsschicht 62 (»zusätzliche lichtdurchlässige Schicht«) vorgesehen. Die Schutzschicht 60 entsteht aus einem transparenten Harz oder dergleichen. Die Polarisationsschicht 62 ist gleich angeordnet wie die herkömmliche Polarisationsschicht 20 (vgl. Fig. Ibis 4).

Die Schutzschicht 60 ist in der anhand der F i g. 7 bis 9 beschriebenen Weise geprägt. Die erste Glasschicht 4 und die Polarisaiionsschicht 62 sind auf den entgegengesetzten Seiten der Schutzschicht 60 vorgesehen. Daher besteht die Möglichkeit, daß Interferenzstreifen zwischen der Schutzschicht 60 und der Polarisationsschicht 62 und zwischen der Schutzschicht 60 und der ersten Glasschicht 4 hervorgerufen werden. Demgemäß müssen freie Räume zwischen diesen beiden Grenzflächen gebildet werden, um Interferenzstreifen zu vermeiden. Um dies zu erzielen, werden vorzugsweise Vorsprünge erzeugt, die auf den entgegengesetzten Oberflächen der Schutzschicht 60 verteilt sind, wodurch

gleichzeitig die beiden freien Räume gebildet werden können. Die Herstellung derartiger Vorsprünge auf den entgegengesetzten Oberflächen der Schutzschicht 60 kann in einem einzigen Vorgang mittels der anhand der F i g. 9 beschriebenen Methode erzielt werden. Anstelle dieser Methode kann das anhand der Fig. 7 erläuterte Verfahren auf die entgegengesetzten Flächen der Schutzschichten angewandt werden. Da gemäß einem derartigen, in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel _λ keine Behandlung auf die Polarisationsschicht 62 einwirkt, die optisch empfindlich ist, können die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung erwartet werden, ohne die Polarisationseigenschaften zu verschlechtern.

F i g. 11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Netz 64 als erste Abstandseinrichtung verwendet. Das Netz 64 kann hergestellt werden, indem ein feiner Metalldraht oder Fasern oder jedes andere geeignete Material gewoben wird. Ein derartiges Netz 64 legt gleichmäßig einen in Beziehung mit der Dicke des Netzes 64 stehenden freien Raum zwischen der Polarisationsschicht 42 und der ersten Glasschicht 4 fest. Zusätzlich kann ein derartiges Netz 64 mit der Unterseite der Polarisationsschicht 42 verbunden werden, bevor es mit dem Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 zusammengefaßt wird.

Die oben beschriebene erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeeinheit ist in vorteilhafter Weise auf Anzeigevorrichtungen anwendbar, die eine relativ große Anzetgefläche erfordern. Beispielsweise ist es möglich, in vorteilhafter Weise die Anzeigefläche 40 der in F i g. 5 gezeigten Spielvorrichtung vorzusehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:
1. Flüssigkristall-Anzeigeeinheit, mit

a) einem Flüssigkristall-Anzeigeelement mit einer ersten transparenten Schicht (4), einer zweiten transparenten Schicht (6), die gegenüber zur ersten transparenten Schicht (4) liegt und eine zur einen Oberfläche der ersten transparenten Schicht gegenüberliegende Oberfläche aufweist, einer auf der einen Oberfläche der ersten transparenten Schicht (4) ausgebildeten ersten Elektrodenanordnung (12), einer zweiten Elektrodenanordnung (18), die auf der gegenüberliegenden Oberfläche der zweiten transparenten is Schicht (6) ausgebildet ist und gegenüber zur ersten Elektrodenanordnung (12) liegt, und einem Flüssigkristall (10) in dem Raum, der zwischen den beiden transparenten Schichten gebildet ist,

b) einer Reflexionsschicht (24), die mit Bezug zur zweiten Elektrodenanordnung (18) auf der anderen Seite der zweiten transparenten Schicht (6) angeordnet ist, und

c) einer weiteren lichtdurchlässigen Schicht (20, 42,60), die mit Bezug zur ersten Elektrodenanordnung (12) auf der anderen Seite der ersten transparenten Schicht (4) liegt.