HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine segmentierte
Flüssigkristallanzeige, die vorgegebene Zeichen, Abbildungen, usw. anzeigt.
2. Beschreibung des Standes der Technik
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Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine herkömmliche
segmentierte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 1. In der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 1 bildet ein Bereich, in welchem
eine segmentseitige Transparentelektrode (ein von einer
durchgezogenen Linie umrandeter Abschnitt) 2 und eine
masseseitige Transparentelektrode (ein von einer gestrichelten
Linie umrandeter Abschnitt) 3, die einander gegenüberliegend
angeordnet sind, einen Anzeigebereich 4, der eine unter
mehreren Formen frei wählbare Form hat. Bei der in Fig. 1
dargestellten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 1 ist der
Bereich außerhalb des Anzeigebereichs 4 ein nicht
leuchtender Bereich, worin wenigstens die segmentseitige
Transparentelektrode 2 oder die masseseitige Transparentelektrode 3
nicht vorhanden ist. Dies hat zur Folge, daß ein Bereich, in
dem eine Spannung zwischen einem Paar der
Transparentelektroden anliegt (nachfolgend als EIN-Bereich bezeichnet),
eine schwarze Anzeige bildet (lichtunterbrechende Anzeige)
und ein Bereich, in dem die Spannung zwischen dem Paar von
Transparentelektroden nicht anliegt (nachfolgend als ein
AUS-Bereich bezeichnet), eine weiße Anzeige
(lichtdurchlässige Anzeige) bildet, so daß bei einer solchen positiven
Anzeigemethode die schwarze Anzeige immer in einem weißen
Hintergrund, dagegen die weiße Anzeige nicht in einem
schwarzem Hintergrund ausgeformt ist.
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Umgekehrt ist die weiße Anzeige bei einer sogenannten
negativen Anzeigemethode, bei der die weiße Anzeige in einem
EIN-Bereich und die schwarze Anzeige in einem AUS-Bereich
ausgebildet ist, immer in einem schwarzen Hintergrund
ausgebildet, während die schwarze Anzeige in dem schwarzen
Hintergrund nicht dargestellt werden kann.
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Generell ist in einer positiven Anzeige der
Sichtwinkelbereich eng, obwohl das Kontrastverhältnis hoch ist, während
bei der negativen Anzeige das Kontrastverhältnis klein ist,
aber ein großer Sichtwinkelbereich vorliegt, wonach also
jede Anzeigemethode ihre eigenen Eigenschaften hat. Daher
war es in einer herkömmlichen
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, wenn das Kontrastverhältnis in der weißen Anzeige
innerhalb des schwarzen Hintergrunds erhöht werden sollte
oder umgekehrt der Sichtwinkelbereich in der schwarzen
Anzeige innerhalb eines weißen Hintergrundes erhöht werden
sollte, nicht möglich, dieses mittels der Konfiguration
einer herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu
realisieren.
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Obwohl eine sogenannte TN-Doppeltruktur
(verdrillt-nematische Struktur) oder eine STN-Doppelstruktur
(superverdrilltnematische Struktur), worin Flüssigkristall-Anzeigeelemente
in zwei Schichten gestapelt sind und ein Flüssigkristall
Anzeigeelement für die Negativ-Positiv-Umkehrung benutzt
wird, geeignet sein können, die vorgenannten Probleme zu
lösen, treten erneut Probleme auf, wie das Ansteigen der
Herstellungskosten, des Gewichts und der Dicke der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
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Wie in Fig. 2 für den Fall einer Anzeige mit unter mehreren
Formen frei gewählter Form dargestellt, in der
beispielsweise ein weißer Bereich 7 sich in einem schwarzen
Hintergrundbereich 6 befindet und außerdem schwarze Zeichen,
beispielsweise Buchstaben und Abbildungen darin angezeigt werden, ist
es im Prinzip möglich, das Problem dadurch zu lösen, daß in
der doppelten TN-Struktur eine Elektrode in einem
Flüssigkristall-Anzeigeelement für die Negativ-Positiv-Umkehrung
vorgesehen ist und die Negativanzeige und die Positivanzeige
im anderen Flüssigkristall-Anzeigeelement gemischt werden,
aber Probleme, wie die genaue Positionierung der
Flüssigkristall-Anzeigeelemente und eine Diskrepanz der angezeigten
Form auf Grund einer von der Dicke des
Flüssigkristall-Anzeigeelements herrührenden Parallaxe, bei einer schrägen
Draufsicht können dabei neu auftreten.
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Bei der Ausbildung des Anzeigenbereichs in der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird eine Segmentelektrode auf dem
segmentseitigen transparenten Substrat und eine
Masseelektrode auf dem masseseitigen transparenten Substrat so
ausgebildet, daß sich die Elektroden überlappen, wenn die beiden
transparenten Substrate gegenüberliegend angeordnet sind.
Die überlappenden Abschnitte bilden dabei einen
Anzeigenbereich. Es kann auch eine Farbanzeige durch Ausbildung einer
Vielzahl von Farbfiltern unterschiedlicher Farben auf der
Flüssigkristalloberfläche von jedem der paarweisen
transparenten Substrate, die die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
bilden, und beispielsweise durch Ausbildung der
segmentseitigen transparenten Elektroden, die zu jedem Farbfilter in
dem Anzeigebereich korrespondieren, und außerdem durch die
elektrische Verbindung der Segmentelektroden, die
korrespondierend zu den Farbfiltern der gleichen Farbe ausgebildet
sind, realisiert werden.
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Fig. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht des segmentseitigen
transparenten Substrats 11 einer herkömmlichen farbigen
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. Auf dem segmentseitigen
transparenten Substrats 11 sind drei Arten von Farbfiltern
ausgebildet, wie beispielsweise ein Rotfilter R, ein
Grünfilter G und ein Blaufilter B, die jeweils die Form eines
schmalen Rechtecks haben. In Fig. 3 ist eine erste
Segmentelektrode 12 ausgebildet, und zwar korrespondierend zu dem
Blaufilter B, und in einem Bereich, korrespondierend zu dem
Rotfilter R, ist eine zweite Segmentelektrode 13
ausgebildet. Demgemäß zeigt der dem Blaufilter B zugeordnete Bereich
den EIN-Zustand, wenn die erste Segmentelektrode 12 in den
EIN-Zustand (Spannung liegt an) gebracht ist, und wenn die
zweite Segmentelektrode 13 in den EIN-Zustand gebracht wird,
zeigt die dem Rotfilter R zugeordnete Fläche den
EIN-Zustand. Dabei wird vorausgesetzt, daß eine Masseelektrode
wenigstens in dem Bereich verläuft, in dem sich die erste
und die zweite Segmentelektrode 12, 13 befinden.
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In der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die das
segmentseitige transparente Substrat 11, wie es in Fig. 3
dargestellt ist, verwendet, kann eine sogenannte normale weiße
Anzeige bewirkt werden, und zwar durch die Anordnung einer
Polarisationsplatte, um eine Kreuzpolarisation zu bilden,
wobei Licht durchgelassen wird, wenn keine Spannung anliegt.
Demgemäß wird im spannungslosen Zustand Weiß als
Hintergrundfarbe in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
angezeigt. Wird die erste Segmentelektrode 12 in den EIN-Zustand
gebracht, wechselt die Orientierung der Flüssigkristall-
Moleküle der dem Farbfilter B zugeordneten
Flüssigkristallschicht, um dadurch das Licht zu unterbrechen. Daraus
resultiert, daß eine gelbe Farbe im Anzeigenfeld angezeigt wird,
und zwar durch eine Mischung der roten und grünen Farbe.
Wird die zweite Segmentelektrode 13 in den EIN-Zustand
gebracht, wird das rote Licht unterbrochen und cyan wird im
Anzeigenfeld sichtbar, und zwar durch eine Mischung der
grünen und blauen Farbe. Außerdem, wenn die erste und die
zweite Segmentelektrode 12, 13 zugleich in den EIN-Zustand
gebracht werden, werden die roten und blauen Lichtanteile
unterbrochen und es wird die grüne Farbe im Anzeigenfeld
sichtbar. Demgemäß können in der genannten Flüssigkristall-
Anzeigevorrichtung vier Farben angezeigt werden, nämlich die
Farben Weiß, Gelb, Cyan und Grün.
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Um irgendeine Farbe von den acht Farben Weiß, Cyan, Magenta,
Gelb, Blau, Grün, Rot und Schwarz durch eine Kombination der
drei Farben, Rot, Grün und Blau darzustellen, müssen die
erste, zweite und dritte Segmentelektrode 14, 15, 16 für
jede der drei Arten von Farbfiltern R, G, B wie in Fig. 4
dargestellt ausgebildet sein und die erste, zweite und
dritte Segmentelektrode 14, 15, 16 muß jeweils separat
angesteuert werden, was drei Signalleitungen zum Anlegen der
Spannung an jede der Segmentelektroden erfordert.
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Um die drei Signalleitungen elektrisch unabhängig
miteinander zu verbinden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, muß
jedoch die Breite einer Signalleitung 16a, welche die dritte
Segmentelektrode 16 sequentiell verbindet, sehr viel dünner
gemacht werden. Dies ist nicht möglich, da der
Widerstandswert bei einer Verdrahtungsmehtode, die einen üblichen
transparenten leitfähigen Film verwendet, dann sehr hoch
wird.
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Bei einer gebräuchlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
hat der Farbfilter beispielsweise eine Breite von 80
Mikrometer und eine Länge von 300 Mikrometer. Der Abstand
zwischen jeweiligen Farbfiltern beträgt 30 Mikrometer, und ein
Oberflächen-Widerstandswert der transparenten Elektrode
(ITO: indium tin oxide Indium-Zinn-Oxid) ist ungefähr mit
40 Ω/ vorgegeben. In diesem Fall, wie er in Fig. 4
dargestellt ist, in dem eine transparente Elektrode im
Zwischenraum von 30 Mikrometer angeordnet werden soll, würde die
Breite der transparenten Elektrode 10 Mikrometer und der
Zwischenraum zwischen den transparenten Elektroden würde 5
Mikrometer werden, der Widerstandswert der transparenten
Elektrode mit einer Länge von 300 Mikrometer eines einzigen
Farbfilters wäre 400 x 300/10 = 1,2 kΩ, so daß der
Widerstand mehrerer Farbfilter das 10- bis 30fache von 1,2 kΩ
ergäbe. Demgemäß ist eine elektrische Ansteuerung kaum
möglich, und zwar wegen des hohen Widerstandswerts der
transparenten Elektrode.
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Gleichermaßen ist es bei dem Herstellungsprozeß einer
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung sehr schwierig, die
Transparentelektrode mit einer Breite von 10 Mikrometer auf dem
Transparentsubstrat mit einer Fläche von 30 bis 45 cm² in
einem Abstand von 5 Mikrometer anzubringen.
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Daher werden die vier Arten von Farbanzeigen üblicherweise
mittels einer Elektrodenanordnung und Leitungsverbindung
bewirkt, wie diese in Fig. 3 dargestellt sind. Wenn die
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung beispielsweise in einer
normalen weißen Anzeige eingesetzt ist, können die vier
Farben Magenta, Blau, Rot und Schwarz nicht angezeigt
werden. Somit sind die Arten von Anzeigefarben bei einer
herkömmlichen farbigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
beschränkt, weshalb ein solches Display nicht vielseitig
ist.
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Die GB-A-2 052 125 offenbart eine monochrome
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die zwei herkömmliche Elektroden
enthält, welche jeweils auf einem Substrat ausgebildet sind
und sich über die ganze Fläche des Displays der Vorrichtung
erstrecken, und zwei Segmentelektroden vorgegebener
Strukturen sind in einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, wobei
beide über einer Masseelektrode angeordnet sind, in einem
anderen Ausführungsbeispiel jeweils über einer von zwei
Masseelektroden. Damit wird eine Anzeigenvielseitigkeit
durch den Aufwand einer Multi-Planar-Anordnung erreicht,
worin die Elektroden wenigstens drei parallele Ebenen
belegen.
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Das Dokument US-A-4 137 524 offenbart eine Flüssigkristall-
Anzeigevorrichtung, die eine Displayelektrode und eine
Hintergrundelektrode besitzt, welche auf einem gemeinsamen
Substrat ausgebildet und durch einen isolierenden
Abstandhalter getrennt sind, wobei eine Gegenelektrode auf einem
anderen Substrat ausgebildet ist. Die Anordnung und die Art
der Steuerung dieser Elektroden ermöglichen das
Kontrastverhälniss zwischen der Anzeige und dein Hintergrund umzukehren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, eine
schwarze Anzeige auf einem weißen Hintergrund in einem
Negativ-Display zu realisieren, oder eine weiße Anzeige auf
einem schwarzem Hintergrund in einem Positiv-Display zu
realisieren, wobei die vorgenannten Schwierigkeiten, wie
Kostensteigerung, höheres Gewicht und größere Dicke und die
Diskrepanz der Anzeigeformen auf Grund von Schrägparallaxe
gelöst werden können.
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Die Erfindung schafft eine segmentierte, monochrome
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, mit einem Paar
lichtdurchlässiger Substrate mit einer zwischen diesen eingebetteten
Flüssigkristallschicht, einer ersten und einer zweiten
Segmentelektrode, die auf der der Flüssigkristallschicht zugewanden
Seite eines der Substrate ausgebildet sind, und einer ersten
und einer zweiten Masseelektrode, die auf der der
Flüssigkristallschicht zugewandten Seite des anderen der Substrate
ausgebildet sind, wobei die erste Masseelektrode der
gesamten
zweiten Segmentelektrode und nur einem Teil der ersten
Segmentelektrode gegenübersteht, und die zweite
Masseelektrode dem restlichen Teil der ersten Segmentelektrode
gegenübersteht, wodurch drei getrennte Bereiche der Anzeige
definiert sind, deren Anzeigezustände unabhängig voneinander
steuerbar sind.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste
Segmentelektrode über einen vorgegebenen Anzeigebereich und
einen Anschlußbereich, der die Versorgungsspannung zu dem
Anzeigebereich liefert, ausgebildet, die zweite
Segmentelektrode ist in dem verbleibenden Bereich, ausgenommen dem
Anzeigebereich und dem Anschlußbereich ausgebildet, die
erste Masseelektrode ist über dem Anzeigebereich und dem
verbleibenden Bereich ausgebildet, und die zweite
Masseelektrode ist über dem Anschlußbereich ausgebildet.
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An die erste Segmentelektrode, die zweite Segmentelektrode,
die erste Masseelektrode und die zweite Masseelektrode wird
die Spannung mit positiver Polarität oder negativer
Polarität unabhängig mittels Steuerungselementen angelegt.
Demgemäß sind die erste Segmentelektrode und die erste
Masseelektrode gegenüberliegend im Anzeigebereich ausgebildet, die
erste Segmentelektrode und die zweite Masseelektrode sind im
Anschlußbereich gegenüberliegend ausgebildet und im übrigen
Bereich sind die zweite Segmentelektrode und die erste
Masseelektrode gegenüberliegend ausgebildet.
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In den nachfolgenden Tabellen 1 bis 3 sind die
entsprechenden Zusammenhänge zwischen den angelegten Polaritäten der
Spannungen und den jeweils zugehörigen Elektroden in dem
Anzeigebereich, Anschlußbereich und dem verbleibenden
Bereich mit den zugehörigen Anzeigezuständen dargestellt.
Tabelle 1
Anzeigebereich
Segmentseite
Erste ist positiv
Erste ist negativ
Masseseite
Anzeigezustände
Tabelle 2
Anschlußbereich
Segmentseite
Erste ist Positiv
Erste ist negativ
Masseseite
Anzeigezustände
Zweite ist positiv
Zweite ist negativ
Tabelle 3
Restlicher Bereich
Segmentseite
Zweite ist positiv
Zweite ist negativ
Masseseite
Anzeigezustände
Erste ist positiv
Erste ist negativ
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Hier ist angenommen, daß eine positive Anzeige (im
Normalzustand weiße Anzeige) in der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der Erfindung ausgeführt sei.
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In dem Zustand, bei dem die Spannung nicht an der
segmentseitigen Transparentelektode und der Masseelektrode anliegt,
wird Weiß als Hintergrundfarbe angezeigt, da das Licht die
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung durchdringt.
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Wenn der Anzeigebereich in den EIN-Zustand (Spannung liegt
an) gebracht ist, beispielsweise wenn eine Rechteckspannung
positiver Polarität an die erste Segmentelektrode angelegt
wird und eine Rechteckspannung negativer Polarität an die
erste Masseelektrode angelegt wird, liegt an dem
Anzeigebereich eine Spannung an, die die Schwellenspannung
überschreitet, und zwar durch die Addition der beiden
Rechteckspannungen mit positiver und negativer Polarität. Dabei wird
Licht in dem Anzeigebereich unterbrochen, so daß eine
schwarze Farbe im Anzeigebereich erscheint.
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Wird nun der Anschlußbereich in den AUS-Zustand (keine
Spannung liegt an) gebracht, wobei die Rechteckspannung
positiver Polarität an der ersten Segmentelektrode anliegt,
wie dies in Tabelle 2 gezeigt ist, und die Rechteckspannung
positiver Polarität an der zweiten Masseelektrode anliegt,
liegt durch Addition der Rechteckspannungen gleicher
positiver Polarität an dem Anschlußbereich eine Spannung unterhalb
der Schwellenspannung an, so daß Weiß im Anschlußbereich
angezeigt wird.
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Auch dann, wenn der verbleibende Bereich in den AUS-Zustand
gebracht ist, während die Rechteckspannung negativer
Polarität an die erste Masseelektrode und die Rechteckspannung
negativer Polarität an die zweite Segmentelektrode angelegt
wird, liegt durch Addition der beiden Rechteckspannungen
gleicher negativer Polarität eine Spannung unterhalb der
Schwellenspannung an dem verbleibenden Bereich an, so daß
die weiße Farbe in dem verbleibenden Bereich angezeigt wird.
Auf diese Weise kann die positive Anzeige (im Normalzustand
weiße Anzeige) in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der
Erfindung realisiert werden. Durch Anlegen der
Rechteckspannung negativer Polarität an die erste Segmentelektrode und
an die zweite Masseelektrode sowie durch Anlegen der
Rechteckspannung positiver Polarität an die zweite
Segmentelektrode und die erste Masseelektrode kann die positive Anzeige
realisiert werden.
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Es wird nun die positive Anzeige beschrieben, bei der der
weiße Anzeigebereich in einer schwarzen Hintergrundfarbe der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung dargestellt wird. In dem
Falle, wo der Anzeigebereich in den AUS-Zustand gebracht
wird, beispielsweise wenn die Rechteckspannung positiver
Polarität an der ersten Segmentelektrode und an der ersten
Masseelektrode anliegt, liegt am Anzeigebereich durch
Addition der beiden Rechteckspannungen positiver Polarität eine
Spannung unterhalb der Schwellenspannung an, so daß Weiß im
Anzeigebereich erscheint.
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Im Falle, daß der Anschlußbereich in den EIN-Zustand
gebracht ist, während die Rechteckspannung positiver Polarität
an der ersten Segmentelektrode anliegt und die
Rechteckspannung negativer Polarität an der zweiten Masseelektrode
anliegt, liegt an dem Anschlußbereich durch Addition der
Rechteckspannungen positiver und negativer Polarität eine
Spannung an, die die Schwellenspannung überschreitet, so daß
Schwarz in dem Anschlußbereich erscheint.
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Überdies erscheint, wenn der verbleibende Bereich in den
EIN-Zustand gebracht ist, wobei die Rechteckspannung
positiver Polarität an der ersten Masseelektrode anliegt und durch
Anlegen der Rechteckspannung negativer Polarität an die
zweite Segmentelektrode die an dem verbleibenden Bereich
anliegende Spannung die Schwellwertspannung überschreitet,
und zwar durch Addition der beiden Rechteckspannungen
positiver und negativer Polarität, Schwarz im verbleibenden
Bereich. Auf diese Weise ist der Anzeigebereich weiß und der
Anschlußbereich sowie der restliche Bereich können schwarz
gemacht werden, so daß sogar in einer
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, bei der ursprünglich die positive Anzeige
wirksam ist, die negative Anzeige (im Normalzustand schwarze
Anzeige) möglich ist.
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Auch durch das Anlegen der Spannung an zugehörige Elektroden
in der vorgenannten Weise, kann die positive Anzeige, die
Schwarz auf weißem Hintergrund anzeigt, in der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bewirkt werden, in der die negative
Anzeige (im Normalzustand schwarze Anzeige), welche Weiß auf
schwarzem Hintergrund anzeigt, wirksam ist.
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Auf diese Weise kann durch die Verwendung einer einzigen
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und durch einen Wechsel
der Methoden, wie die Spannung angelegt wird, die negative
Anzeige und die positive Anzeige wahlweise ausgeführt
werden. Dadurch kann die Anzeigenvielseitigkeit der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung erhöht werden.
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Wie oben ausgeführt, können die negative Anzeige und die
positive Anzeige in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
gemäß der Erfindung durch einen Wechsel der Methode, wie die
Spannung an die Elektroden angelegt wird, herbeigeführt
werden. Dabei ist es, wie mit Bezug auf den Stand der
Technik dargelegt wurde, nicht nötig, das
Flüssigkristall-Anzeigeelement in zwei Schichten zu stapeln; die
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann kleiner und leichter
ausgeführt werden und die Anzeigenvielseitigkeit kann wesentlich
erhöht werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 und Fig. 2 sind Draufsichten zur Erläuterung einer
ersten herkömmlichen Ausführungsform,
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Fig. 3 und Fig. 4 sind Draufsichten zur Erläuterung einer
zweiten herkömmlichen Ausführungsform,
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Fig. 5 ist eine Draufsicht einer
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21, die ein erstes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung darstellt,
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Fig. 6 ist eine Draufsicht, die die Form einer ersten und
einer zweiten Segmentelektrode 29, 30 zeigt,
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Fig. 7 ist eine Draufsicht, die die Form einer ersten und
einer zweiten Masseelektrode 31, 32 zeigt,
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Fig. 8 ist ein Querschnitt entlang der Schnittlinie VIII-
VIII von Fig. 5,
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Fig. 9 ist ein Querschnitt entlang der Schnittlinie IX-IX
von Fig. 5,
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Fig. 10 ist ein Querschnitt entlang der Schnittlinie X-X von
Fig. 5,
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Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau
der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 zeigt,
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Fig. 12 ist eine Darstellung, die die Signalverläufe der
jeweils an den Elektroden anliegenden Spannung zeigt, wenn
eine positive Anzeige in der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
21 wirksam ist,
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Fig. 13 ist eine Draufsicht, die ein Ausführungsbeispiel
einer positiven Anzeige in der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 zeigt,
-
Fig. 14 ist eine Darstellung der Signalverläufe der jeweils
an den Elektroden anliegenden Spannung, wenn eine negative
Anzeige in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 wirksam
ist,
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Fig. 15 zeigt die Draufsicht eines Ausführungsbeispiels
einer Negativ-Anzeige in der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 und
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Fig. 16 zeigt die Draufsicht einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ausführungsbeispiel 1
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Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf eine
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21, welche ein erstes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung darstellt; Fig. 6 zeigt die Form
einer ersten und einer zweiten Segmentelektrode 29, 30 und
Fig. 7 zeigt die Form einer ersten und einer zweiten
Masseelektrode 31, 32. Wie in Fig. 5 dargestellt, sind in der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 ein Anzeigebereich 22,
der eine unter mehreren Formen frei wählbare Form
(schraffierter Bereich in diesem Ausführungsbeispiel) hat, ein
Anschlußbereich 23 (Bereich, der mit gestrichelten Linien
umschlossen ist) und ein restlicher Bereich 24 (Bereich, der
von einer doppelt punktierten Linie umgeben ist) angeordnet.
Hierbei repräsentiert der Anschlußbereich 23 einen Bereich,
in welchem eine Transparentelektrode zum Anlegen einer
Spannung an den Anzeigebereich 22 ausgebildet ist.
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Wie in Fig. 6 dargestellt, ist die erste Segmentelektrode 29
korrespondierend zu dem Anzeigebereich 22 und dem
Anschlußbereich 23 ausgebildet, während die zweite Segmentelektrode
korrespondierend zu dem verbleibenden Bereich 24
ausgebildet ist. Wie auch in Fig. 7 dargestellt ist, ist die
erste Gemeinschafts- oder Masseelektrode 31 korrespondierend
zu dem Anzeigebereich 22 und dem restlichen Bereich 24 (in
anderen Worten, im gesamten Bereich außer dem
Anschlußbereich 23) ausgebildet, während die zweite
Gemeinschafts- oder Masseelektrode 32 korrespondierend zu dem
Anschlußbereich 23 ausgebildet ist. Indessen sind die erste und die
zweite Masseelektrode 25, 26 auf einem Transparentsubstrat
33 (oder lichtdurchlässigem Substrat) ausgebildet, auf dem
eine segmentseitige Transparentelektrode in herkömmlicher
Weise ausgebildet ist.
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Fig. 8 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie
VIII-VIII von Fig. 5, und Fig. 9 ist eine Schnittansicht
entlang der Schnittlinie IX-IX von Fig. 5. Die
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 enthält ein Paar
Transparentsubstrate (oder lichtdurchlässige Substrate) 33, 34. Auf einer
Oberfläche der Transparentsubstrate 33 sind die erste und
die zweite Segmentelektrode 29, 30 ausgebildet. Auf einer
Oberfläche des Transparentsubstrats 33, auf dem die erste
und zweite Segmentelektrode 29, 30 ausgebildet sind, ist ein
organischer Ausrichtungsfilm 35, wie Polyimidharz,
ausgebildet.
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Auf einer Oberfläche des Transparentsubstrats 34 sind die
erste und die zweite Masseelektrode 31, 32 ausgebildet. Auf
einer Oberfläche des Transparentsubstrats 34, auf der die
erste und zweite Masseelektrode 31, 32 ausgebildet sind, ist
ein organischer Ausrichtungsfilm 36, wie Polyimidharz,
ausgebildet. Die Transparentsubstrate 33, 34 sind so
arrangiert, daß die Oberflächen, auf denen die organischen
Ausrichtungsfilme 35, 36 jeweils ausgebildet sind, einander
gegenüberliegen. Eine verdrillt-nematische Flüssigkristall
schicht 37 liegt zwischen den Transparentsubstraten 33, 34
ein und ist mittels Dichtungselementen 38 abgedichtet. Die
Dicke der Flüssigkristallschicht beträgt zwischen 4 und 30
Mikrometer. Auf von der Flüssigkristallschicht 27
abgewandten Oberflächen der Transparentsubstrate 33, 34 sind jeweils
Polarisationspiatten 39, 40 angeordnet.
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Die Transparentelektrode, die korrespondierend zu dem
Verbindungsbereich 23 in der vorherigen
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 ausgebildet ist, besteht beispielsweise aus
ITO (indium tin oxide = Indium-Zinn-Oxid). Obwohl ITO mit
einem mittleren Widerstandswert von 20 Ω/ bis 50 Ω/ als
Oberflächenwiderstandswert üblicherweise verwendet wird,
kann auch ITO mit einem geringen Widerstandswert verwendet
werden. Obwohl die Breite des Anschlußbreichs 23 zwischen 50
bis 100 Mikrometer gewählt ist und ein Zwischenraum zwischen
den Transparentelektroden (das heißt der Zwischenraum
zwischen der ersten und der zweiten Segmentelektrode 29, 30 von
Fig. 8) bei 30 Mikrometer liegt, können Werte zwischen 10
und 80 Mikrometer Verwendung finden.
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Fig. 10 ist eine Querschnittsdarstellung entlang der
Schnittlinie X-X von Fig. 5. Die Transparentelektrode 25,
ausgebildet auf dem Transparentsubstrat 33, und die erste
Masseelektrode 31, ausgebildet auf dem Transparentsubstrat
34, sind durch einen anisotropen Leiter 41 in einem
gemeinsamen Übertragungsabschnitt 27 elektrisch miteinander
verbunden. In dem anisotropen Leiter 41 wird Silberpaste (Ag-
Paste) oder dergleichen verwendet. Demgemäß liegt an der
ersten Masseelektrode 31 über die Transparentelektrode 25
und den anisotropen Leiter 41 die von einer
Ansteuerschaltung, die später beschrieben wird, gelieferte Spannung an.
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Ein Übertragungsabschnitt 28 ist gleichermaßen ausgebildet
wie der Übertragungsabschnitt 27, und die
Transparentelektrode 26, die auf dem transparenten Substrat 33 ausgebildet
ist, und die zweite Masseelektrode 32, die auf dem
transparenten Substrat 34 ausgebildet ist, sind elektrisch durch
einen anisotropen Leiter miteinander verbunden. Demgemäß
liegt die zugeführte Spannung an der zweiten Masseelektrode
32 über die Transparentelektrode 26 und den anisotropen
Leiter an.
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Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, welches den elektrischen
Aufbau der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 zeigt. Die
Rechteckspannung positiver Polarität wird von einer
invertierenden Spannungsquelle 45 an die
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 über eine Ansteuerschaltung 49 geliefert. Die
Ansteuerschaltung 49 besteht aus Polaritätsumkehrern 46, 47,
einem Verstärker 48 und aus Polaritätsumschaltern SW1 bis
SW4. Die Rechteckspannung mit positiver Polarität wird an
den Anschluß TS1 über den Polaritätsumschalter SW1, an den
Anschluß TS2 über den Polaritätsumkehrer 46 und den
Polaritätsumschalter SW2, an den Anschluß TC1 über den Polaritäts
umkehrer 47 und den Polaritätsumschalter SW3 und an den
Anschluß TC2 über den Verstärker 48 und den
Polaritätsumschalter SW4 angelegt. In den Polaritätsumkehrern 46, 47
sind.Verstärker enthalten. Die Polaritätsumschalter SW1 bis
SW4 übertragen die Polarität des Eingangssignals, wenn sie
sich im geöffneten Zustand befinden, während sie die inverse
Polarität des Eingangssignals an den Ausgang weitergeben,
wenn sie geschlossen sind.
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Fig. 12 ist eine Darstellung der Signalverlaufs der
anliegenden Spannung, die an den jeweiligen Elektroden anliegen,
wenn eine positive Anzeige in der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 wirksam ist, wobei Fig. 13 ein Beispiel für
eine positive Anzeige wiedergibt. Bei dem Anzeige-bereich
22, wie er in Fig. 12 (1) dargestellt ist, wird die
Rechteckspannung positiver Polarität an die erste
Segmentelektrode 29 angelegt und die Rechteckspannung negativer Polarität
liegt an der ersten Masseelektrode 31 an. Demgemäß liegt
durch Addition der Rechteckspannungen positiver und
negativer Polarität an der Flüssigkristallschicht entsprechend dem
Anzeigebereich 22 eine Spannung an, die die
Schwellenspannung Vth überschreitet. Dadurch wird das Licht unterbrochen
und es erscheint im Anzeigebereich 22 die Farbe Schwarz.
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In dem Anschlußbereich 23 wird die in Fig. 12 (2)
dargestellte Rechteckspannung positiver Polarität der ersten
Segmentelektrode 29 und eine Reckteckspannung positiver
Polarität der zweiten Masseelektrode 32 zugeführt. Demgemäß
wird eine niedrigere Spannung als die Schwellenspannung Vth
der Flüssigkristallschicht, die dem Anschlußbereich 23
entspricht, zugeführt, und zwar aufgrund der Addition der
beiden Rechteckspannungen positiver Polarität. Somit erfolgt
keine Lichtunterbrechung und es erscheint in dem
Anschlußbereich 23 die Farbe Weiß.
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In dem verbleibenden Bereich 24 wird gemäß Fig. 12 (3) die
Rechteckspannung negativer Polarität zur zweiten
Segmentelektrode 30 und ebenso die Rechteckspannung negativer
Polarität zur ersten Masseelektrode 31 eingespeist. Demgemäß
wird durch Addition der Spannungen mit negativer Polarität
eine Spannung an die dem verbleibenden Bereich 24
entsprechende Flüssigkristallschicht angelegt, die niedriger ist
als die Schwellenspannung Vth. Dadurch wird das Licht nicht
unterbrochen, so daß in dem verbleibenden Bereich 24 die
Farbe Weiß angezeigt wird.
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Im allgemeinen wird bei
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, die einen. verdrillt-nematischen Flüssigkristall
verwenden, die Ansteuerfrequenz zwischen 30 Hz und 200 Hz gewählt
und die Schwellenspannung liegt im Bereich zwischen 5 V und
7 V.
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Fig. 14 zeigt die Signalverläufe der Spannungen, die an die
jeweiligen Elektroden angelegt werden, wenn eine Negativ-
Anzeige in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 wirksam
ist, unter Verwendung der positiven Anzeigemethode, und
Fig. 15 zeigt ein Anzeigenbeispiel einer Flüssigkristall-
Anzeigevorrichtung 21 im Falle der Negativ-Anzeige. Gemäß
Fig. 11 wird die Rechteckspannung positiver Polarität an den
Anschluß TC1 durch Schließen der Polaritätsumschalter SW3,
SW4 übertragen, und die Rechteckspannung negativer Polarität
gelangt an den Anschluß TC2. Dadurch liegt wie in Fig. 14
(1) gezeigt, eine Spannung an dem Anzeigebereich 22 an, die
niedriger ist als die Schwellenspannung Vth, so daß der
Anzeigebereich 22 das Licht nicht unterbricht und die Farbe
Weiß angezeigt wird.
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Dagegen überschreitet in dem Anschlußbereich 23 und in dem
verbleibenden Bereich 24, wie in Fig 14 (2) und Fig. 14 (3)
gezeigt, die an der Flüssigkristallschicht anliegende
Spannungung die Schwellenspannung Vth, so daß der
Anschlußbereich 23 und der verbleibende Bereich 24 Licht unterbrechen
und die Farbe Schwarz angezeigt wird. Somit können durch
Betätigung der Polaritätsumschalter in einer einzigen
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 beide Anzeigemethoden,
nämlich die Negativ-Anzeige und die Positive-Anzeige,
bewirkt werden.
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Dabei kann, wenn von der Positiv-Anzeige auf die Negativ-
Anzeige umgeschaltet wird, keine vollständig schwarze
Anzeige erreicht werden, da zwischen den Elektroden im
Anschlußbereich
23 eine Lücke besteht, wie dies Fig. 15 zeigt.
Jedoch kann durch Verwendung eines Maskenrasters (Licht-
Unterbrechungselement) auf der Elektrode mit gleichen
Zwischenräumen, wie sie bei
TFT-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen bekannt sind, der Spalt im Anschlußbereich 23 durch
das Maskenraster abgedeckt werden.
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Im Ausführungsbeispiel sind die Polarisationspiatten 39, 40
so angeordnet, daß sie eine Kreuzpolarisation ergeben, um
eine positive Anzeige zu bewirken, in welcher Weiß als
Hintergrundfarbe angezeigt wird, wenn keine Spannung
anliegt; die Polarisationsplatten 39, 40 können so angeordnet
sein, daß sie eine Parallel-Polarisation bewirken, um eine
Negativ-Anzeige zu erzeugen, in welcher Schwarz als
Hintergrundfarbe erscheint, wenn die Spannung nicht anliegt.
Gerade in diesem Fall kann von der Negativ-Anzeige auf die
Positive-Anzeige durch Betätigung der Polaritätsumschalter
umgeschaltet werden.
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Wie zuvor erwähnt, kann gemäß dem Ausführungsbeispiel sogar
in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 die Negativ-
Anzeige und die Positiv-Anzeige wahlweise dadurch bewirkt
werden, daß die Art der Spannungszufuhr zu den jeweiligen
Elektroden gewechselt wird. Dadurch ist es nicht
erforderlich, das Flüssigkristall-Anzeigeelement in zwei Schichten,
wie beim Stand der Technik, zu stapeln, so daß die
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 21 kleiner und leichter gemacht
werden kann, wodurch die Vielseitigkeit der Anzeige sich
deutlich erhöht.
Ausführungsbeispiel 2
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Fig. 16 ist eine Draufsicht, die ein zweites
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Das Ausführungsbeispiel
entspricht dem ersten, oben beschriebenen Ausführungsbeispiel;
daher sind gleiche oder entsprechende Teile mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel ist durch
die Anbringung einer Vielzahl von Anzeigebereichen 22 (zwei
in diesem Ausführungsbeispiel) charakterisiert. Das
Ausführungsbeispiel beinhaltet die gleichen Vorgänge
beziehungsweise Effekte, wie das erste Ausführungbeispiel.
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Die Erfindung kann auch in anderer Weise ausgebildet sein,
ohne daß sie den durch die Ansprüche definierten
Schutzumfang verläßt.