DE2634313A1 - Fluessigkristallanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

D Int. Cl. 2;

g) BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND G 09 F 9/30

DEUTSCHES

PATENTAMT

Offenlegungsschrift 26 34 313

Aktenzeichen:	P 26	34 313.5
Anmeldetag:	30.	7.76
Offenlegungstag:	3.	3.77

Unionspriorität:

31. 7.75 Japan 94057-75 9. 8.75 Japan 96901-75

1. 8.75 Japan 93955-75 9. 8.75 Japan 96903-75

Bezeichnung: Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Anmelder:

Canon K.K., Tokio

Vertreter:

Erfinder: Tiedtke, H., Dipl.-Ing.; Bühling, G., Dipl.-Chem.; Kinne, R., Dipl.-Ing. Grupe, P., Dipl.-Ing.; Pat.-Anwälte, 8000 München

Matsumoto, Seiichi; Tsunekawa, Tokuichi; Uchiyama, Takashi; Ayata, Naoki; Yokohama, Kanagawa; Matsufuji, Yoji, Tokio; Ohkubo, Yukitoshi, Yokohama, Kanagawa (Japan)

© 2. 77 709 809/734

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE - GfiUI'E

263A313

Patentanwälte:

Oip!.-Ing. Tiedtke Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

Bavariaring 4, Postfach 20 24 8000 München

Te!.: (0 89) 53 96 53 - 56 Telex: 5 24 845 tipat

cable. Germaniapatent München

30. Juli 1976

B 7521/case CPO 1379-GP

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan

Flüssigkristal !anzeigevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, insbesondere eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, welche von einer Flüssigkristallanzeigezelle Gebrauch macht, die zwei einander gegenüberliegende Substrate mit dazwischen angeordnetem Flüssigkristall und eine Widerstandsschicht auf derjenigen Oberfläche eines der Substrate aufweist, welche mit dem Flüssigkristall in Berührung steht.

Zur Umwandlung der Größe einer an eine Stelle der Anzeigefläche anliegenden Spannung wurden bislang Vorrichtungen in Betracht gezogen, bei welchen die angelegte Spannung, beispielsweise, analog-digital gewandelt und das digitale Signal an eine Gruppe voneinander getrennter Elektroden angelegt wird. Derartige Vorrichtungen leiden jedoch an der Komplexität ihrer Schaltkreise. Zur Überwindung dieses Nachteils wurden auch bereits verschiedene Anordnungen, durch welche analoge Signale direkt analogangezeigt werden können, bei Flüssigkristalle verwendenden Anzeigevorrichtungen vorgeschlagen. 7flQflnQ / fiT5/

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Bei einigen dieser Vorrichtung sind - in Berücksichtigung der Tatsache, daß die Stärke des elektrischen Feldes zwischen einander gegenüberliegenden Elektroden eine Funktion deren Abstandes ist - die Elektroden in nicht gleichförmigem Abstand einander gegenüber angeordnet, so daß die gerade wirksame Stelle des Flüssigkristalls mit der Größe der angelegten Spannung variiert und auf diese Weise die Anzeige bewirkt.

Bei einer weiteren Ausführungsform einer Flüssigkristallanzeige ist eine der beiden einander gegenüberliegenden Elektroden der Flüssigkristallanzeigezelle in mehrere Einzelelektroden unterteilt, mit denen Funktionselemente mit voneinander verschiedenen SchwelIspannungen verbunden sind. Diese Anzeigevorrichtung ist so geartet, daß bei Anlegen einer Spannung an eine gemeinsame äußere Anschlußklemme der Funktionselemente eines der Funktionselemente, dessen Schwel !spannung durch die angelegte Spannung überschritten wird, in Betrieb gesetzt und die mit diesem Funktionselement verbundene Flüssigkristallanzeigezelle eingeschaltet wird, so daß die Lageanzeige der Spannung direkt bewirkt wird.

Es existiert eine weitere Ausführungsform der Anzeigeeinheit, bei welcher die Flüssigkristallanzeigezellen über einen Widerstand so miteinander verbunden sind, daß die an die Flüssigkristallzellen angelegte Spannung durch den Widerstand verändert wird, um so die Anzeige zu bewirken.

Unter den verschiedenen obenerwähnten Formen eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt die Anzeigevorrichtung, welche die der Größe der angelegten Spannung entsprechende Lageanzeige durch Verwendung einer Flüssigkristallanzeigezelle mit zwei in nicht gleichförmigem Abstand .voneinander angeordneten Elektroden bewirkt, die Größe der angelegten Spannung lagemäßig mit der Ansprechverzögerung des Flüssigkristalls an, welche sich aus den jeweiligen Feldstärken ergibt, die verschiedenen Abschnitten der zwischen den in ungleich-

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ORJG/NAL INSPECTED

formigem Abstand einander gegenüberliegenden Elektroden angeordneten Flüssigkristallschicht zuteil werden,, Aus diesem Grunde ändert sich bei Anlegen einer über der Schwellspannung liegenden Spannung die AnzeigepDsition mit der Zeit, und es ist daher schwierig, die Anzeigeposition reproduzierbar zu erhalten. Hinzu kommt, daß bei Anlegen einer Spannung über die oben genannte Ansprechzeit hinaus der Flüssigkristall stets über die gesamte Anzeigefläche der Flüssigkristallanzeigezelle in Betrieb tritt und auf diese Weise nur eine EIN "AUS-Anzeige bewirkt, so daß die Lageanzeige entsprechend der

Größe der Spannung unmöglich wird«,

Diese Vorrichtungen bieten ferner weitere Probleme, wie beispielsweise die Schwierigkeiten bei der Regelung ihrer Herstellungszustände, die hohe Temperaturabhängigkeit und, damit verbunden, die Notwendigkeit, den Einfluß der Raumtemperatur während des Betriebs zu eliminieren.

Unter den oben beschriebenen Flüssigkristallanzeigevorrichtungen bieten diejenigen, die nicht von der inneren Charakteristik des Flüssigkristalls Gebrauch machen, sondern verschiedene mit dem Flüssigkristall verbundere Funktionselemente verwenden , im Prinzip kein wesentliches Problem, nichtsdestoweniger sind sie jedoch kompliziert und teuer im Gebrauch und können vom wirtschaftlichen Standpunkt her nicht als hervorragend bezeichnet werden.

Andererseits ist eine Anzeigevorrichtung basierend auf dem Konzept,daß der Flüssigkristallschicht von Stelle zu Stelle verschiedene Spannungsverteilungen mitgeteilt werden, theoretisch möglich und gestattet eine Vereinfachung im Aufbau. Aus diesem Grund besteht ein äußerst starker Wunsch nach einer Verwirklichung einer solchen Anzeigevorrichtung. In der Tat beruhen auf einer Anstrengung zur Realisierung einer solchen Anzeigevorrichtung mehrere Erfindungsvorschläge, einschließlich denjenigen . der offengelegten japanischen Patentanmeldung 3642/1971 und der offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 145644/1974. Die Erfindung gemäß der offengelegten japanischen Patentanmeldung 3642/1971 benützt eine Flüssigkristal lan-

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_4- 263431

zeigezelle, welche von der dynamischen Lichtstreuung (DSM; von engl«, dynamic scattering mode) des Flüssigkristalls Gebrauch macht,, Bei dieser Vorrichtung wird einer der beiden Elektroden eine Spannungsverteilung und der anderen Elektrode eine Steuerspannung mitgeteilt, wodurch die Lage, an der die Spannung gleich der Schwellspannung ist, eine Grenze ergibt, welche die Anzeigefläche in eine UnterschwelIspannungszone und eine Uberschwellspannungszone unterteilt, so daß eine analoge Anzeige in Form einer balkenartigen Lageanzeige durch einen transparenten Abschnitt und einen emulgierten Abschnitt bewirkt.wird.

Als Weiterentwicklung dieser Erfindung wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher eine Anzahl von balkenartigen Anzeigen ähnlich der obengenannten Balkenanzeige angeordnet ist und Zeitänderungen entsprechende Spannungssignale den jeweiligen Balkenanzeigen mitgeteilt werden, um so eine Oszillographenanzeige zu bewirken (vgl„ offengelegte japanische Patentanmeldung 7377/1971). Eine weitere Verbesserung dieser Vorrichtung ist die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 7391/1971 beschriebene Anzeigevorrichtung«

Ferner wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher ein dünnschichtartiger Widerstand mit voneinander getrennten Elektroden verbunden ist, was einen ähnlichen Effekt verspricht (vgL offengelegte japanische Patentanmeldung 21097/1972).

Jedoch bieten auch diese Vorrichtungen noch verschiedene Probleme, wie im folgenden ausgeführt wird, und wurden bisher noch nicht in die Praxis umgesetzt.

Zum ersten ist die Anzeige durch eine die DSM ausnützende Flüssigkristallanzeigezelle die Zustandsänderung zwischen Transparenz und Emulgierung, und damit ist die Zelle außerstande die wesentliche farbige Anzeige zu leisten.

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Zum zweiten liefert die Zustandsänderung zwischen Transparenz und Emulgierung keinen ausreichend starken optischen Kontrast,, Zum dritten ist die Schwellwertcharakteristik einer die DSM ausnützenden Flüssigkristallanzeigezelle von Haus aus langsam und die Grenzzone der Anzeige unscharf. Schließl ich,fügt man dem Flüssigkristall eine Dotierung, wie beispielsweise einen Elektrolyten oder dergleichen zu, um die diesbezüglichen Eigenschaften zu verbessern, so führt dies zu einem erhöhtem Stromfluß durch die Flüssigkristallschicht mit der Folge einer Leistungsbegrenzung und einer Herabsetzung der Lebensdauer der ZeIIe₀

Hinzu kommt, daß bei der Anzeigevorrichtung, welche versucht, die Grenzzone durch Verwendung unterteilter Elektroden scharf zu machen, einerseits der Nachteil auftritt, daß die Anzeige anstelle einer kontinuierlichen Anzeige der Lageänderung zu einer stufenweisen Anzeige wird, so daß die Anzeige nicht frei von Beschränkungen in den Anzeigestufen ist. Auf der anderen Seite hat die Vorrichtung, welche zur Erzielung einer scheinbar kontinuierlichen Anzeige von einer weiteren Unterteilung der unterteilten Elektroden Gebrauch macht, einen Nachteil, welcher sich im wesentlichen dem Problem einer unscharfen Grenzzone zuschreiben läßt. Ferner schließt die Herstellung weiter unterteilter Elektroden ein hohes Maß an technischem Aufwand ein und führt zu einer erhöhten Anzahl von Herstellungsschritten, was wirtschaftlich ungelegen ist_o Selbst wenn vom Anzeige verfahren der obengenannten offengelegten Japanischen Patentanmeldung 3642/1971 Gebrauch ge:r macht wird und einfach eine Feldeffekt- (FEM;für engl. field effect mode) Flüssigkristallanzeigezelle anstelle der DSM Flüssigkristallanzeigezelle verwendet wird, ist die unscharfe Anzeige der Grenzzone dem Wesen nach unvermeidlich,, Dies ist weitgehend ähnlich den Gegenständen der offengelegten japanischen Patentanmeldungen98599/1974 und 1 V596/1974, insofern als diese den Zweck haben sollen, eine abgetönte Anzeige von Farbe und Helligkeit zu erzielen.

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Ein weiterer Punkt, in welchem die bekannten Verfahren einschließlich dieser zu verbessern sind, ist die Abhängigkeit der Schwelle von der Temperatur« Anders gesagt, für ein und dieselbe Spannung läßt sich die Lage der Grenze über die Temperatur versetzen, und dies ist bei den bekannten Verfahren auffällige Auf diese Weise werden gewisse Hilfseinrichtungen zur Durchführung einer Temperaturkompensation oder dergleichen notwendig, um einen solchen Effekt zu vermeiden, und dies wiederum führt zu einer Verkomplizierung der Vorrichtung und entsprechend zu einer größeren Zahl von Herstellungsschritten und damit zu höheren Herstellungskosten.

Unter einem anderen Gesichtspunkt bestand hochgradig der Wunsch, eine Anzeigevorrichtung mit einfachem Schaltkreisaufbau einzusetzen, bei welcher eine Vielzahl verschiedener Informationssignale als Eingang einer Anzeigezelle eingegeben werden kann, um auf diese Weise als Ausgabe eine Vielzahl von Anzeigen zu erhalten oder eine Vielzahl von Informationssignalen anzuzeigen, bei welchen die Koinzidenz oder Nicht-Koinzidenz der verschiedenen Informationssignale auf der Anzeigefläche unterschieden werden kann.

Wenn sich jedoch eine Anzeigevorrichtung mit der oben beschriebenen Leistung durch die Verwendung eines Amperemeter oaer einer LED-Anzeigezelle, der am besten bekannten Anzeigezelle, schaffen ließe, würde die Trägheit des beweglichen Teils des Amperemeters ein langsames Ansprechen bewirken, und bei abwechselndem Anlegen einer Vielzahl verschiedener Signale würde der bewegliche Teil um den Mittelwert von zwei Eingangsgrößen zittern, mit dem Ergebnis, daß es mit einer einzelnen Anzeigevorrichtung unmöglich wäre, zwei oder mehr verschiedene Anzeigeausgangsgrößen sichtbar gleichzeitig anzuzeigen. Würde die sogenannte Sieben-Segment-LED-Anzeigezelle verwendetem eine numerische Anzeige zu erzielen, so wäre derTreiberschaltkreis hierfür komplex und hinzu kommt, daß ^d'^e sich innerhalb

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kurzer Zeiten ändernde numerische Anzeige nicht abgelesen werden könnte«, Auf der anderen Seite würde die Verwendung einer gepunkteten LED-Anzeigezelle eine AD-Wandlerschaltung zur Umwandlung eines analogen Eingangssignals in ein digitales Signal erforderlich machen, und dies würde nicht nur zu einer Verkomplizierung der Schaltung, sondern auch zu einer stufenweisen Anzeige anstelle einer kontinuierlichen Anzeige führen,,

Im Hinblick auf die vorgenannten Punkte ist es in erster Linie Ziel der Erfindung, eine neuartige Flüssigkristal !anzeigevorrichtung zu schaffen, die all die verschiedenen Probleme überwindet, die für die bekannten Flüssigkristallanzeigevorrichtungen typisch sind.

Es ist ferner Ziel der Erfindung, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu schaffen, weiche mit niedriger Spannung und bei niedriger Leistungsaufnahme betrieben werden kanmunddarüberhinaus in einem sehr weiten Bereich in Bezug auf Spannungsschwankungen der Spannungsquelle und Lastschwankungen stabil arbeitete

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu schaffen, welche durch einen scharfen Kontrast ein Erkennen der Grenze der Anzeigezone ermöglicht und welche die Anzeige, einschließlich analogen Betriebes, durch die Verwendung von zwei oder mehr Spannungen leistet.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, eine neuartige Flüssigkristal !anzeigevorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Mehrzahl von Informationen gleichzeitig wiederzugeben und darüber hinaus die Erkennung der Koinzidenz verschiedener Arten von Information ermöglichst.

Daneben ist es Ziel der Erfindung, eine Flüssigkristallanzeigezelle zu schaffen,

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die, obwohl als einzige vorhanden, in der Lage ist, über eine Mehrzahl verschiedener, abwechselnd als Eingangsgrößen eingegebener Signale eine Mehrzahl verschiedener Anzeigen auszugeben, und welche eine scharfe einzelne Anzeige ausgeben kann, wenn die Mehrzahl der Anzeigeausgangsgrößen miteinander koinzident sind,,

Darüber hinaus ist es Ziel der Erfindung, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu schaffen, welche kompakt, leichtgewichtig und einfach in ein tragbares elektrisches Instrument oder dergleichen einbaubar ist.

Die Merkmale der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung im einzelnen beschriebene Auf dieser ist

Fig« 1 ein Blockschaltbild, welches den Grundaufbau einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung zeigt«,

Fig. 2 und Fign. 3(a),(b),(c) sind schematische Darstellungen, die den Grundaufbau der in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung verwendeten Flüssigkristallanzeigezelle zeigen.

Fign. 4 und 5 sind graphische Darstellungen der elektrooptischen Charakteristik der in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung verwendeten Flüssigkristallanzeigezelle«,

Fign. 6 und 8 zeigen das Anzeigeprinzip der in Fig. 2 und den Fign. 3(a), (b), und (c) gezeigten Flüssigkristallanzeigeanzeigezelle.

Fig. 9 ist ein Schaltbild,welche eine, Grundausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig«, 10 ist ein Schaltbild, welches im wesentlichen die einfachste Ausführungsform der Erfindung zeigt«,

Fign.11 (a),(b) sind Schaltbilder, welche weitere Ausführungsformen der Meßschaltung (IV) der Fig. 10 zeigen und die Fign«, 11 (c) und (d)

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sind graphische Darstellungen, die deren Charakteristiken zeigen.

Fign. 12 und 13 sind Schaltbilder, die wiederum weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

Fig_o 14 ist ein ''Schal tschema, welches eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fign. 15 (a),(b) und (c) stellen das Anzeigeprinzip der in der Ausführungsform der Fig. 14 verwendeten Flüssigkristallanzeigezelle (III) dar«,

Fign. 16,17,19 und 20 sind Schaltschemata , weiche weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

Fig. 18 ist eineschematische Darstellung zur Ausführungsform der Fig. 17_O

Fig«, 21 ist ein Schaltbild der Spannungsversorgungseinheit (V) zur Flüssigkrisfal!anzeigevorrichtung der Erfindung,,

Fign. 22,23, und 25 sind Schaltbilder, welche weitere Ausführungsformen der Erfindungen zeigen,,

Fign. 24 (a), (b) sind Schaltbilder, die weitere Ausführungsformen der Meßschaltung (IV) der Ausführungsform der Fig. 23 zeigen»

Fig„ 26 ist ein Schaltschema, . welches eine Ausführungsform der

Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung zeigt, welche eine Mehrzahl von Informationsanzeigen leistet«,

Fign. 27 (a) und (b) stellenschematisch das Anzeigeprinzip in Fig. 26„dar.

Fign. 28 bis 31 sindschematische Ansichten weiterer bei der Erfindung verwendeter Flüssigkristallanzeigezellen.

Fign„ 32 (a),(a'),(b) und (Jo') und Fign«, 33 (a), (b) stellenSchemafisch das Anzeigeprinzip der in den Figuren 30 und 31 gezeigten Flüssigkristallanzeigezellen dar.

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Fig„ 34 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der bei der Erfindung verwendeten Flüssigkristal lanze igezel Ie₀

Fign. 35 (a) und (b) stellen die durch die Flüssigkristal lanze igezel Ie der Fig_o34 bewirkten Anzeigen dar.

Fign. 37 und 38 zeigen schematisch einen Teil der Grundschaltung-als Treiber für die Flüssigkristallanzeigezelle der Fig. 30, 31, 34 oder 36

Fig. 39 (a), (b), (c), (d), (e) und (f) zeigen verschiedene Formen der durch die bei der Erfindung verwendete Flüssigkristallanzeigezelle bewirkten Anzeige«,

Fign. 40 (a) und (b) zeigen weitere Formen der Anzeige und Fig» 40 (c) ist eineschematische Ansicht, weiche den Aufbau einer solche Anzeigeformen bewirkenden Flüssigkristallanzeigezelle zeigt,,

Fign. 41 (a), (b) und (c) sind chematische Darstellungen einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung, wie sie in einer Kamera verwendet wird.

Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung besitzt eine Spannungsversorgungseinheit, eine Wandlereinheit, eine Flüssigkristallanzeigezelle und eine Steuersignalausgabeeinheif. Die Steuersignalausgabeeinheit umfaßt eine Steuereinheit und eine Signaleingabeeinheit. Die von der Spannungsversorgungseinheit der Wandlereinheit zugeführte Spannung wird durch die Wandlereinheit in eine für den Betrieb der Flüssigkristallanzeigezelle geeignete Spannung umgewandelt, welche dann der Flüssigkristallanzeigezelle zugeführt wird. Ferner wird das von der Steuersignalausgabeeinheit gewonnene Steuersignal ebenfalls an die Flüssigkristallanzeigezelle gelegt, wodurch die Anzeige bewirkt wird.

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Im folgenden wird wird nun die Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben.

Fig„ 1 ist ein Blockschaltbild, welches den Grundaufbau der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung zeigt,, Sie umfaßt eine Spannungsversorgungseinheit, eine Wandlereinheit/ eine Flüssigkristallanzeigezelle und eine Steuersignalausgabeeinheit, welche ihrerseits eine Steuereinheit und eine Signaleingabeeinheit umfaßt.

Gemäß Fig. 1 wird die Flüssigkristallanzeigezelle zur Bewirkung der Anzeige eines Informationssignals in der Weise angetrieben, daßeine von der Spannungsversorgungseinheit gelieferte Spannung A auf die Wafidlereinheit gegeben wird, welche die Spannung A in eine Spannung B umwandelt, die ihrerseits als Ausgabegröße der Wandlereinheit der Flüssigkristallanzeigezelle zugeführt wird. Andererseits wird ein Steuersignal, entsprechend der' Einstellung einer Information von der Steuersignalausgabeeinheit ausgegeben und der Flüssigkristal fanzeigezel Ie zugeführt, wodurch die Anzeige auf der Anzeigefläche der Flüssigkristallanzeigezelle stattfindet. Die Anzeige kann auch dadurch bewerkstelligt werden, daß zunächst ein erstes Informationssignal auf die Steuereinheit gegeben wird und danach ein zweites Informationssignal von der Signaleingabeeinheit der Steuereinheit zugeführt wird, um auf diese Weise an ihrem Ausgang auf Anlegen dieser beiden Signale ein Steuersignal zu erhalten, und daß das Steuersignal der Flüssigkristallanzeigezelle zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt einen Grundaufbau einer in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung verwendeten Flüssigkristallanzeigezelle (JII)₀ Die dort gezeigte Flüssigkristallanzeigezelle (111) ist so aufgebaut, daßeine Flüssig!·* kristallzelle LC zwischen zwei polarisierenden Platten angeordnet ist. Die Flüssigkriställzelle der Fig. 2 zeigt eine erste polarisierende Platte 1, ein erstes Substrat 2, eine

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auf dem Substrat 2 ausgebildete Widerstandsschicht 3, eine mit einem nematischen. Flüssigkristall auszufüllenden Zwischenraum 4, ein zweites Substrat 6, eine auf dem zweiten Substrat 6 ausgebildete elektrisch leitende Schicht oder eine Widerstandsschicht 5 und eine zweite polarisierende Platte 7. Die in Fig. 2 gezeigte Flüssigkristallanzeigezelle (III) ist vom Transmissionstyp. Soll es sich hingegen um eine Flüssigkristallanzeigezelle des Relexio'nsfyps handeln, so kann eine diffuse Reflektorplatte hinter der polarisierenden Platte 7 angeordnet werden.

Gemäß Fig. 3 (a), welche eine Draufsicht des Substrats 2 darstellt, ist die Widerstandsschicht 3 auf dem Substrat 2 ausgebildet und an mindestens zwei voneinander getrennten Bereichen der Widerstandsschicht 3 sind Elektrodenabschnitte (Anschlußelektroden) 3a, 3b guter Leitfähigkeit vorgesehen.

Gemäß Fig. 3 (b), weiche eine Draufsicht des Substrats 6 darstellt ist eine leitfähige Schicht öder eine Widerstandsschicht auf dem Substrat 6 ausgebildet und weist mindestens einen Elektrodenabschnitt (Anschlußelektrode) 5a guter Leitfähigkeit auf. Die Flüssigkristallanzeigezelle (III) läßt sich herstellen, indem die beiden Substrate parallel übereinander mit einem Zwischenraum von üblicherweise 4 bis 50 Mikron angeordnet werden, der Zwischenraum mit einem einem Feideffekt.-zeigenden nematischen Flüssigkristall ausgefüllt wird, dies ganze zwischen den zwei polarisierenden Platten angeordnet wird, die Anschlußelektroden an einen externen Schaltkreis anschließbar gemacht werden (vergl. Fig. 3 (c) , in welcher die Flüssigkristallanzeigezelle (111) lediglich schematisch dargestellt ist, und die Bezugsziffer 3. die auf auf dem Substrat 2 befindliche Widerstandsschicht bezeichnet, während die Bezugsziffer 5 die auf dem Substrat 6 befindliche leitfähige Schicht bezeichnet) und die Anordnung hermetisch versiegelt wird_o

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Die Fign. 4 und 5 zeigen ein Beispiel einer elektrooptischen Charakte- > ristik der in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung verwendeten Flüssigkristallanzeigezelle (111). In den Fign„ 4 und 5 stelltdie Abszisse die Spannung und die Ordinate die durchgelassene Lichtmenge dar. Die in Fig. 4 dargestellte Charakteristik bezieht sich auf den Fall einer gewundenen nematischen Feldeffekt-Flüssigkristallanzeigezelle (TN-FEM-ZeIIe; TN-EM für engl«, twisted nematic field effect mode), und die in Fig» 5 dargestellte Charakteristik auf den Fall einer Feldeffekt-Flüssigkristallanzeigezelle des Typs der Deformation einer vertikal ausgerichteten nematischen Flüssigkristall Phase (DAT-FEM-ZeIIe)₀ Die Charakteristik der TN-FEM-ZeIIe gilt für Messung mit weißem Licht und die Charakteristik der DAT-FEM-ZeIIe für die Messung mit monochromatischem Licht dreier verschiedener Wellenlängen \ / Λ_ο und

In den Fign. 5 ist die Spannung, bei welcher die elektrooptische Modulation jedes der beiden ZeI Itypen einsetzt, die SchwelIspannung, die mit Vth bezeichnet ist. Bei der TN-FEM-ZeIIe liegt die Schwellspannung Vth bereits bei ein bis drei Volt, bei der DAP-FEM-ZeIIe beträgt Vth ungefähr drei bis ungefähr sechs Volt«, Daraus ergibt sich, daß verglichen mit der die DSM ausnützenden DSM-ZeIIe beide dieser zwei Zellen ausreichend niedrige Schwellspannungen haben,,

Zu den Flüssigkristallanzeigezellen vom FEM-Typ mit niedriger Schwellwertcharakteristik gehören auch modifizierte TN-FEM- oder DAP-FEM-Zellen, die man durch Modifikation der Orientierung des Flüssigkristalls oder durch Modifikation des Anzeigenachweisverfahrens unter Verwendung polarisierender Platten oder dergleichen erhält,, Ferner sind Flüssigkristallanzeigezellen verfügbar, bei weichen eine d!chromatische Färbmasse

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der Flüssigkristallschicht zugesetzt wird, so daß der Farbumschlag als '

Folge der Orientierungsänderung direkt ohne die Verwendung irgendeiner pol irisierenden Platte wahrgenommen werden kann.

Bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung kann eine beliebige dieser Flüssigkristallanzeigezellen mit niedriger Schwelle verwendet werden, und es ist besonders wirkungsvoll, die TN-FEM-ZeIIe zu verwenden, die die niedrigste Schwellspannung Vth unter allen bekannten Typen von Flüssigkristallzellen hat.

Im folgenden wird nun unter Bezug auf die Fign.-6.bis 8, die in Fig. 2 und den Fign. 3 (a),(b),(c) gezeigte Flüssigkristallanzeigezelle beschrieben.

In Fig. 6 (a), in der die Abszisse die Längsrichtung 1 der Anzeigeflächeder inFig.2 gezeigten . . Widerstcndsschicht 3 und die Ordinate die Spannung darstellt, bedeutet eine Gerade AB den zwischen den Punkten A und B der Figur 3 (c) dur.ch die gleichförmige Widerstandsschicht 3 bei Anlegen einer Spannung zwischen den Punkten A und B erzeugten Potential gradienten . Auf der anderen Seite erscheint in den Fällen wo die Schicht 5 der Figur 3 eine Schicht mit ausreichend niedrigerem Widerstandswert als demjenigen der Widerstandsschicht 3 oder eine leitfähige Schicht ist, kein Potentialgradient in der Fläche der Schicht 5, und dies ist durch eine horizontale Gerade CC dargestellt. Die sich dann in der Flüssigkristallanzeigezelle (III) ergebende Spannungsverteilung stellt sich zwischen den Geraden AB und CC' dar, wie durch mehrere Pfeile in Figur 6 angedeutet ist, jedoch ist in Wirklichkeit die Spannungsverteilung kontinuierlich.

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Keine der elektrooptischen Charakteristiken der im Rahmen der Erfindung verwendeten Flüssigkristallanzeigezellen weist eine Polarität (oder - Gerichtetheir)auf, und wenn die Breite - Vth mit CC' als Mitte genommen wird, beträgt die Schwellspannung der Zelle 2 Vth, so daß, in dem Bandbereich 2Vth

.- keine elektrooptische Modulation im Bereich I]Il', wie durch den die Potentialdifferenz darstellenden Pfeil angedeutet ist,stattfindet.

Die Anzeigesituation in einem solchen Fall ist in FIg₀. 6 (b) dargestellt, in der das Rechteck die gesamte Anzeigefläche darstellt, während der dem Bereich I]I-]' entsprechende Nichtmodulationbereich (A) den gerade anzeigenden Teil darstellt.

Es ist daher im Rahmen der Erfindung möglich, eine punkt- oder linienartige Anzeige zu schaffen, indem der Bereich (B), in welchem die Schwellspannung der Flüssigkristallanzeigezelle überschritten wird, gegenüber dem Bereich (A), in weichem die Schwel !spannung nicht überschritten wird, ausreichend vergrößert wird.

Ein einzelnen heißt dies, daß die Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung die Anzeige nicht-stufenweise an einer beliebigen gewünschten Stelle der gesamten Anzeigefläche durch Veränderung des Potent ia I gradienten zwischen A und B (dargestellt durch die Steigung der Geraden AB)oder durch die Veränderung des Potentialniveaus von C (dargestellt durch die vertikale Versetzung der Geraden CC) bewirken kann_o Mit anderen Worten heißt dies, daß eine solche Anzeigevorrichtung eine perfekte Analoganzeige ■ darstellt.

Fig«, 7 (α) bezieht sich auf den Fall, daß der Potentialgradient zwischen A und B der Fig, 6 verändert wird und Fig_o 7 (b) zeigt die sich daraus ergebenden

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Veränderungen in der Anzeige, Der Potential gradient nimmt in der Folge der Indizes 1,2 und 3 ab„ Die sich dann ergebende Anzeige ist derart, daß mit zunehmendem Potentialgradienten der Nichtmodulationsbereich kleiner und damit die Linienbreite enger wird. Fig_o 8 (a) bezieht sich auf den Fall, daß der Potentialgradient zwischen A und B konstant ist und das Potential η iveau von C verändert wird. Die sich daraus ergebende Anzeige ist in den Fign„ 8(b), (c) und (d) gezeigt.

Im Hinblick auf die Anwendung der Erfindung können also, als Grundausführung, das Signal zu Veränderung des Potentialgradienten zwischen A und B und das Signal zur Veränderung des Potentialniveaus von CC⁷ unabhängig voneinander oder gleichzeitig verändert werden, wodurch die Lage und die Breite jede für sich oder aber gleichzeitig angezeigt werden und auf diese Weise eine bestimmte Art von Funktionsanzeige ergeben. Beispielsweise kann hinsichtlich der Lageanzeige die Anwendung derart sein, daß diese die empfangene Radiofrequenz wiedergibt, während die zugehörige Anzeigenbreite die Abstimmung der empfangenen Frequenz bezüglich der übertragenen Frequenz angibt. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Erfindung wird ferner bei Spektroskopen die verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten finden, von denen eine die Anzeige der Mittelwellen-Länge der ■ Spektral linie durch die Lage und die Anzeige der Bandbreite durch die Linienbreite ist.

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß die Flüssigkristallanzeigezelle der Erfindung den Feldeffekt-Flüssigkristall benützt und von dem bekannten kristalloptischen Nachweisverfahren Gebrauch macht, um nachzuweisen, und zu erkennen, daß das Dipolmoment der Flüssigkristallmoleküle unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes aus seiner ursprünglichen Orientierung in eine andere Orientierung übergeht_o

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Die einfachste optische Nachweisvorrichtung bei den oben beschriebenen ' kirstal!optischen Nachweisverfahren besteht daher in der Verwendung polarisierender Platten» Im Rahmen der Erfindung unterliegen die polarisierenden Platten keinen besonderen Einschränkungen, sie sollten lediglich mit besonderen optischen Eigenschaften, was den sichtbaren Kontrast oder die Helligkeit anbelangt, ausgestattet sein« Beispielsweise können sowohl die erste polarisierende Platte 1 auf die zweite polarisierende Platte 7 linear polarisierende Platten sein. Es sind die verschiedensten Arten linear polarisierende Platten, die sich in Polarisationsgrad und Transmissionsfaktor unterscheiden, kommerziell verfügbar und lassen sich einfach und billig beziehen,, Eine typische solche polarisierende Platte umfaßt ein Laminat aus einer Grundschicht aus Azetat oder oder dergleichen und einer PVA-Schicht, die mitjod, das darin orientiert wird, behandelt ist. Eine solche Platte ist leicht und billig kommerzeiell verfügbar. Die Anordnung (Polarisationsfläche) dieser polarisierender Platten ist, für den Fall der TN-FEM-ZeIIe in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet» Der auf der polarisierenden Platte 1 zu sehende Pfeil gibt die Polarisationsebene an, der auf der Widerstandsschicht zu sehende Pfeil gibt die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle auf der Oberfläche dieser Schicht an, und schließlich gibt der auf der Schicht 5 zu sehende Pfeil die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle auf der Oberfläche der Schicht 5 an, die der Widerstandsschicht 3 gegenüberliegt. Die Moleküle des zwischen diese Schichten gegossenen Flüssigkristalls bieten eine forfschreitend verdrehte Orienfierung innerhalb des durch die beiden gestrichelten Pfeile gebildeten Winkels dar. Der auf der polarisierenden Platte 7 befindliche Pfeil stellt deren Polarisationsebene dar. Diese polarisierende Platte 7 dient zum Nachweis des von der Flüssigkristallzelle LC kommenden Lichts. In Fig. 2 trägt die Verdrehung der Orientierung der Moleküle des Flüssigkristalls 90 °_o

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In Fig. 2 wird das auf der Zeichnung nach unten einfallende Licht Io '

entsprechend der Polarisationsebene der polarisierende Platte 1 polarisiert, wonach beim Durchgang durch die zwischen der Widerstandsschicht 3 und der Schicht 5 befindliche Flüssigkristallschicht die Polarisationsebene um einen der Verdrehung der Orientierung der Moleküle des Flüssigkristalls entsprechenden Winkel gedreht wird, und das Licht in die zweite polarisierende Platte 7 eintritt. Bildet die Polarisationsebene dieses Licht mit der Polarisationsebene der polarisierenden Platte 7 einen Winkel von 90 , so wird das einfallende Licht Io darin abgefangen, so daß der Betrachter der polarisierenden Platte 7 von unten diese als dunkel wahrnimmt.

Bei Anlegen eines elektrischen Feldes an die Flüssigkristallzelle LC werden die Moleküle des Flüssigkristalls so orientiert, daß deren Hauptachse senkrecht zur Substratebene liegt, womit der FlüssigkristalIisotrop bezüglich des einfallenden Lichts Io ist, mit der Folge, daß die Polarisationsebene des einfallenden Lichts nicht mehr gedreht wird. Wenn daher die Polarisationsrichtungen der beiden polarisierenden Platten parallel zueinander sind, kann das Licht hindurchtreten, so daß sich für den Betrachter der Eindruck "hell" ·» ergibt, in Gegensatz zu dem oben beschriebenen Fall, wo keine Spannung angelegt wird.

Dieser Unterschied entspricht dem Unterschied zwischen dem Zustand, in welchem die Polarisationsrichtungen der beiden polarisierenden Platten parallel zueinander sind, und dem Zustand, in welchem diese senkrecht aufeinander stehen. Dreht man eine der beiden polarisierenden Platten um 90 , das heißt wählt man die Polarisationsrichtungen der beiden polarisierenden Platten 1 und 7 senkrecht zueinander, dann schafft man einen Zustand, in welchem die vorgenannte negative/positive Beziehung

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umgekehrt worden ist.

Im Falle der DAP-FEM-ZeIIe und ohne angelegte Spannung sind die Moleküle des Flüssigkristalls senkrecht zu den Ebenen der beiden Substrate orientiert und damit in einem isotropen Zustand, während bei Anlegen einer Spannung die Moleküle einen anisotropen Zustand einnehmen, so daß eine Änderung in der HeII/Dunkelanzeige vorgesehen werden kann, die in einer umgekehrten Beziehung- verläuft wie bei der TN-FEM-ZeIIe.

Im folgenden wird nun im Gegensatz zu der oben beschriebenen Hell/Dunkelanzeige ein Verfahren für eine chromatische Anzeige beschrieben.

Für die chromatische Anzeige wird eine der beiden linear polarisierenden Platten durch eine zirkulär polarisierende Platte ersetzt,, Die zirkulär polarisierende Platte umfaßt eine linear polarisierende Platte mit einer darauf geschichtet angeordneten λ/4-Platte und ermöglicht die dichromatische Anzeige wegen der Wellenlängenabhängigkeit der Phasendifferenz zwischen dem polarisierten Licht, welches die Modulationszone der Flüssigkristallzelle LC durchlaufen hat und demjenigen, das die Nichtmodulationszone durchlaufen hat. Ein anderes Verfahren der chromatischen Anzeige besteht im Falle der in Figur 1 gezeigten TN-FEM-ZeIIe darin, jede der Polarisationsrichtungen der polarisierenden Platten um 45 in eine Richtung bezüglich der Molekülorientierung zu verdrehen, wodurch sich die Färbung höchstwirksam erreichen läßt. Bei der DAP-FEM-ZeIIe tendiert die durch das Feld verursachte Neigung der Moleküle zu einer graduellen Schwankungsbreite, und, wie in Flg«, 5, die die Charakteristik einer solchen Zelle für unbuntes Licht zeigt, dargestellt, ist die Charakteristik der in Abhängigkeit von der Spannung durchgetassenen Lichtmenge mit der Wellenlänge veränderlich, weshalb in der Umgebung der Schwellenspannung bzw.

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in der Grenze zwischen der Modulations- und der Nichfmodulationszone leicht ein regenbogenartiges Streifenmuster auftritt,, Auch die TN-FEM-ZeIIe leidet unter einer ähnlichen Erscheinung, jedoch ist diese Erscheinung bei einer solchen Zelle weniger auffällig, da die Spannung niedriger liegt ,und führt zu keinen ersten Problemen. Darüberhinaus ist bei dem Anzeigeverfahren durch die Flüssigkristallzelle, wie es gemäß der Erfindung angewandt wird, die genannte Erscheinung in einem Maße vernachlässigbar, daß dadurch in der Praxis keine Probleme entstehen.

Wird eine zircularpolarisierende Platte oder eine polarisierende Platte mit einer um 45 versetzten Polarisationsebene bei einer Anzeigezelle mit zwei

nicht- parallel angeordneten Substraten verwendet, so ist es möglich, gleichzeitige Vielfarbenanzeigen zu bewirken, wobei die Anzeigefarben sich von einer Anzeigeposition zur nächsten ändert.

Ferner würde die Verwendung von farbigen polarisierenden Platten oder von Farbfiltern eine farbige Anzeige durch das durchgelassene Licht in seinem hellen Zustand ermöglichen, wobei sich ein Effekt ähnlich dem oben beschriebenen erzielen läßt, jedoch handelt es sich dabei nicht im eigentlichen Sinn um eine chromatische Anzeige.

Als Hilfsmittel bei der durch die Verwendung polarisierender Platten bebewirkten Anzeige kann je nach den Gegebenheiten, unter denen die Anzeige abgelesen wird, eine Beleuchtung oder ähnliches beim Transmissions-, Reflexions.- oder Projektionsverfahren hinzutreten.

Bei der Flüssigkristallanzeigezelle vom Transmissionsfyp läßt sich eine größere Effektivität erzielen, Indem man eine diffuse Transmissionsplatte auf der Rückseite der Zelle zur Verbesserung der Lesbarkeit der Anzeige

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vorsieht» Auch in den Fällen, wo Fremdlicht bzw. Licht einer Beleuchtungsquelle in die Anzeigezelle von der Betrachterseite her eintritt, ergibt sich eine höhere Wirksamheit, wenn man eine diffuse Reflektorplatte auf der Rückseite der Zelle (nämlich der Zelle vom ' Reflexionstyp) vorsieht.

Ein weiteres geeignetes Verfahren besteht darin, auf der Rückseite der Zelle eine Beleuchtungsquelle anzuordnen, so daß das Licht zur Erzielung der Anzeige direkt oder durch ein optisches System (Linsensystem) auf einen Transmissionsschirm oder einen Reflexionsschirm projiziert werden kann. Die Substrate 2 und 6 können aus einem Material bestehen, welches eine leitfähige Schicht oder eine Widerstandsschicht abgibt, in der Regel wird das Substratmaterial transparent sein, aber im Falle der Flüssigkristallanzeigezelle vom Reflexionstyp muß zwar zumindest das die Vorderseite der Zelle bildende Substrat transparent sein, jedoch ist nicht nötig, daß beide Substrate transparent sind.

Als Material für die Substrate ist Glas besonders gebräuchlich, denn es ist hart und ausgezeichnet plan in dem Sinn, daß sich der Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Substraten konstant halten läßt, jedoch lassen sich auch andere Materialien, wie durchsichtige, durchscheinende oder undurchsichtige Keramiken, Quarz oder Plastikwerkstoffe verwenden.

Jeder für die Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung geeignete Flüssigkristall kann im Rahmen der Erfindung angewandt werden, wobei der nematische Flüssigkristall für TN-FEM oder DAP-FEM besonders geeignet ist.

Der für TN-FEM verfügbare Flüssigkristall ist ein nematischer Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie,bei we! ehern das Dipolmoment der Moleküle in Richtung der Hauptachse der Moleküle orientiert ist (im

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folgenden abgekürzt Np Flüssigkristall). Ein Flüssigkrisfall dieses Typs ·

muß bei Verwendung in einer Zusammensetzung nur die Bedingung erfüllen, daß die letztliche Zusammensetzung eine positive dielektrische Anisotropieaufweist,weshalb ein solcher Flüssigkristall mit einer Substanz mit negativer dielektrischer Anisotropie'vermischt sein kann, um irgend einen weiteren Effekt zu erzielen oder einen Zusatz bereit zu stellen, der die Orientierung erleichterte

Der bevorzugte Np-Flüssigkristall, der sich im Rahmen der Erfindung verwenden läßt, kann unter Flüssigkristallen ausgewählt sein, die zu Schiffschem Salz , Ester-, Azo-, Azoxy-und Biphenylverbindungen gehören. Typische Np Flüssigkristalle sind unten genannt.

R—(OVh=N-/6V-CH (1)

■wobeiR : C H₀ COO 2 = η = 8

η 2η+1

C H_n . 1 ^ η £ 8

η 2η+1

C H₀ „0 3^n^8

η 2n+l

R—(O)N=CH(O)-CH (2)

wobei R : C H„ . 1 = η = 8

C H₀.0 1 = η = 8

η 2n+l

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(3)

wobei R : C H₀

η <sn+l

C H₀ .0

η 2n+l

C H„. COO -η idn+1

C H„ ■ 0 COO η ίίη+1 4 i η £ 9

k
5

η „

έ 9

_R_/_O>-OC-(O)-CN

wobei R :

^Cn^H2n₊l° 5 ύ η έ 8

(5)

wobei R : C H_n .

η 2η+1

^Cn^H2n₊l° — ^Cn^H2„₊l ^C0°

R-(O)-N=N-(O) 0

CN

wobei R : C H„ .

η 2n+l

C H₀ ■ 0

η 2n+l

^Cn^H2n₊l ^C0° ^Cn^H2n₊l° ^C0° (6)

k = η = 9

R-(O)COO -(O)COO(O)

wobei R₁, R₂ ' C H

C H₀ .0

η 2η+1

C H₀ . COO

η 2η+1 ύ η

^ 8

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(8)

η 2η+1

^Cn^H2„₊l°

4 ί η < 8

(9)

wobei R :

k ί η $ &

Diese Flüssigkristalle können nicht nur rein,sondern auch in geeigneter Mischung mit anderen Substanzen verwendet werden, um so eine gewünschte elektrooptische Charakteristik, einen gewünschten Temperaturbereich für einen nematischen Kristall, eine gewünschte Standzeit, usw. zu erzielen.

Was den Flüssigkristall für eine DAP-FEM-ZeMe betrifft, so kann ein nematischer Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie (im folgenden als Nn Flüssigkristall abgekürzt) verwendet werden. Ein solcher Typ von Flüssigkristall muß bei Verwendung in einer Zusammensetzung nur die Bedingung erfüllen, daß die letztliche Zusammensetzung eine negative dielektrische An isotrop ie,g,ufwe ist, weshalb unter einen solchen Flüssigkristall andere Zusatzstoffe gemischt sein können, um irgendeinen anderen Effekt zu erzielen. Typische Nn Flüssigkristalle sind unten genannt.

(O) CH=I

wobei R₁, R₂ :

(10)

^Cn^H2n₊l° — ^Cn^H2n₊l ^C0° — ^Cn^H2n₊l° ^C0° ^Cn^H2n₊l «Ο —

η MO

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(O) N=N (Q) OCOR

wobei R₁, R₂ :

(11)

C H₀ .0

η 2η+1

C H₀ . COO

η 2η+1

C H₀ .0 COO η 2η+1

^ η i IO

R . (O >—N=N (O)-H

..„.. (12)

wobei R₁ , R

^Cn^H2n+l ^Cn^H2n₊! ° ~ ^Cn^H2n₊l ^C0° ^Cn^H2n₊l

η η

0 COO ....ο (13)

•wobei R₁ , R₀ : CH.

I. d, η ίίη+1

^Cn^H2n₊l° — ^Cn^H2n₊l^C0° ^Cn^H2n₊l° ^C0°

£ η S 10

Diese Flüssigkristalle können nicht nur rein sondern auch im Gemisch mit anderen Substanzen verwendet werden₇ um so ein gewünschtes elektrooptisches Verhalten, einen gewünschten FlüssigkristalI-Temperaturbereich und andere gewünschte Eigenschaften zu erhalten.

Die fundamentalen Anforderungen an die.FlüssigkristalIzusammensetzung für eine TN-FEM-ZeIIe zur Verwendung im Rahmen der Erfindung sind ein weiter nematischer FlüssigkristalI-Temperaturbereich und eine lange und

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stabile Standzeit, und insbesondere wird eine niedrige Schwellwertcharakteristik bevorzugt.

In diesem Sinne sollte der Flüssigkristall für eine TN-FEM-ZeIIe bevorzugtein hohes Maß an dielektrischer Anisotropie, und dementsprechend ein großes Dipolmoment in Richtung der Molekülachse haben.

Bevorzugte Materialien zur Verwendung als Widerstandsschicht 3 sind Metalloxide, wie In₀O ,SnO ,SiO,SiO₀,Zr O ,TiO₀, Fe₀O₀, Co₀O , Cr₀O , CdO, Y₉O₀, usw. Auch im Hinblick auf die Erhöhung der Leitfähigkeit im gewünschten Ausmaß ist es von Einfluß, die Reinheit des Materials zu steigern oder das Material zu dotieren. Die meisten dieser Metalloxide haben die Charakteristik eines η-leitenden Halbleiters, und wenn bei Ihnen einer hoher Widerstandswert gewünscht wird, hat bisweilen die Zugabe eines Dotierungsstoffes entsprechend dem Akzeptor für diese Materialien, beispielsweise Zugabe von Cb, Zn, Hg oder dergleichen zu In₀O₀, einen Einfluß.

Es ist überflüssig im einzelnen zu beschreiben, daß sich der Widerstandswert der Widerstandsschicht 3 auch über deren Dicke kontrollieren läßt und ferner durch die Bedingungen bei der Schichterzeugung, beispielsweise durch die Umstände der Wärmebehandlung, steuern läßt, weshalb Material und Bedingungen bei dem Aufbringen einer solchen Schicht sich' in geeigneter Weise nach Wunsch auswählen lassen. Darüber hinaus kann das Material für diese Schicht auch unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit, Filmbildung, Transparenz, Wirtschaftlichkeit, usw. ausgewählt werden.

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Lichtdurchlässige organische Halbleiter eignen sich auch als Material für die Widerstandsschicht, und bekannte Stoffe unter ihnen sind Anthrazen und Polycarbazol_o

Sie sollten natürlich unter solchen Materialien ausgewählt werden, die durch den Flüssigkristall nicht schädlich beeinflußt werden,,

Zu weiteren bevorzugt geeigneten Materialien für die Widerstandsschicht gehören Polyvinylpy ^n, Po., ".i/lakridin und Polyvinylanthrazen, welche alle Filme bilden.

Ein vergleichsweise hoher Widerstandswert für die Widerstandssahicht aus einem der oben genannten organischen oder anorganischen Stoffe ist bevorzugt. Der Grund hierfür ist der, daß die an die Widerstandss.chicht angelegte Spannung einen Stromfluß verursacht, der sogenannte Joulesche Wärme produziert,-die ihrerseits eine Erhöhung der Temperatur des Flüssigkristalls über seine Funktionstemperatur hinaus bewirkt und einen großen Leistungsverlust bedeutet«,

In diesem Sinne wird der Widerstandswert der Widerstandsschicht üblicherweise im Bereich zwischen lOkXXund 100Mn. über den Anschluß liegen. Wenn die Schicht 5 als Widerstandsschicht verwendet wird, sollten Werkstoff und-andere Bedingungen für die Widerstandsschicht in gleicher Weise wie bei der Widerstandsschicht 3 gewählt werden.

Wird die Schicht 5 als leitfähige Schicht verwendet, so kann diese Schicht durch einen leitfähigen Film aus Metalloxid, wie SnO ~ oder InJD,. ,oder durch einen dünnen Film aus Metall, wie Au ,Al oder Ag, gebildet sein.

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Die Bereiche der Widerstands- und leitfähigen Schichten müssen durch ,

entsprechende Änderung ihrer Größen unter Berücksichtigung der Kapazität in Übereinstimmung mit der Treiberfrequenz bestimmt werden. Gleichzeitig läßt sich der Wert der Kapazität durch Veränderung des Absfandes zwischen den zwei gegenüberliegenden Polen verändern.

In den Fällen, wo die Schicht 5 als leitfähige Schicht ausgebildet ist, kann das Material dieser Schicht einen niedrigeren Widerstandswert haben als dasjenige der Widerstandsschicht 3 und aus Materialien niedrigen Widerstandswert ausgewählt sein und nicht so sehr durch den wesentlichen Unterschied dieses Materials.

Wenn sich daher die gewünschte leitfähige Schicht (Schicht mit niedrigem Widerstandswert) nicht aus einem der obengenannten Material ien und unter den üblichen Herstellungsbedingungen erhalten läßt, kann ein einen Donator darstellender Zusatzstoff als Dotierung in Form einer extrem dünnen Metalloge zugefügt werden, beispielsweise kann Sb, Bi, As oder P zu ln£ Og zugefügt werden.

Die Anschlußelektroden 3a, 3b und 5a aus gut leitfähigem Material sind vorgesehen, um den elektrischen Anschluß nach außen sicherzustellen und um die gewünschte Spannungsverteilung in der Widerstandsschicht und der leitfähigen Schicht.herzustellen. In einigen Fällen können diese Elektroden direkt als Fortsatz der Widerstandsschicht 3 bzw. der leitfähigen Schicht 5 vorgesehen sein. Bei Anschlußelektroden 3a, 3b und 5a mit hohem Widerstandswert könnte dies aber bedeuten, daß die an die Schichten 3 bzw. 5 angelegte Spannung nicht gleichförmig wäre, abhängig von der Stelle, wo die Elektroden nach außen angeschlossen sind und der Kontaktfläche, weshalb

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in solchen Fällen die Verwendung von anderen Materialien für diese Elektroden zur Erzeugung der beabsichtigten Spannungsverteilung zweckmäßig ist.

In einigen anderen Fällen kann ein gut leitfähiges Material so behandelt sein, daß sich eine vollständigere galvanische Verbindung und elektrische r Kontakt ergibt» Als solche Materialien können neben den obengenannten Materialien, die die Widerstands- und leitfähigen Schichten bilden, verschiedene Metalle, wie Al, Ni, Cr, Au, Ag und Cu, einzeln, als Legierung oder in Schichten übereinander verwendet werden. Daneben können die Anschlußelektroden 3a, 3b und 5a auch durch einen leitfähigen Lack, Lot oder einen leitfähigen Kleber gebildet sein, die ebenfalls als galvanische Verbindung dienen können. Ein typisches Verfahren zur Herstellung der bei der Erfindung verwendeten Flüssigkristallanzeigezelle besteht darin, daß eine auf einem bestimmten Substrat gebildete Widerstandsschicht und eine dazu gegenüberliegend ausgebildete Ißitfähige oder Widerstandsschicht mit einem zwischen den beiden.Schichten gehaltenen Abstandsstück bestimmter Dicke festgelegt werden, das in einen dicht abgeschlossenen Zwischenraum durch eine Einlaßöffnung (Abzugsöffnung) durch Drücken, Saugen, unter Ausnützung des Kapilbrphänomens oder dergleichen Flüssigkristall eingegossen und die Öffnung dann verschlossen und versiegelt wird.

Bei dem Abstandsstück kann es sich um Mylar, Polyesterfolie oder ein anderes aus einer Reihe verschiedener Materialien oder um gleichförmig geformte Glasfasern oder Glaskugeln handeln. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das' Dichtmittel selbst als Abstandsstück zur Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen den Substraten (der Dicke der Flüssigkristallschicht) zu verwenden." Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eines der Glassubstrate einem

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Atzvorgang zu unterwerfen, um so eine konkave Oberfläche und damit * eine bestimmte Dicke zu erhalten.

Bei dem Dichtmittel kann es sich um organische Kleber, organische Klebefolien, eine Glasdichtung unter Verwendung einer Glasplatte, metallische Dichtungen, wie Glaslot und dergleichen,handeln, da diese , was die Güte des Kontaktes, die Luftdichtigkeit und Verläßlichkeit anbelangt, geeignet sind.

Als weitere Möglichkeit kann die gesamte Flüssigkristallanzeigezelle, beispielsweise rtiit lichtdurchlässigen Kunststoffen, formgedichtet bzw. eingegossen sein.

Bei der Flüssigkristallanzeigezelle des Feldeffektfyps müssen die Moleküle des Flüssigkristalls eine bestimmte molekulare Anordnung aufweisen,

bei der TN-FEM-ZeIIemüssen die Moleküle des Flüssigkristalls an der Grenze zu den Substraten mit ihrer Hauptachse parallel zu den Substratebenen und in eine Richtung orientiert sein» ' . Eine solche Anordnung läßt sich erzielen, in dem man die Oberflächen der Substrate einem physikalischen oder einem chemischen Orientierungsverfahren oder beidem unterwirft.

Warum und wie die Orientierung passiert, ist noch ungesichert und läßt sich nicht im einzelnen erklären, aber man geht davon aus, daß in feinen Rillen, die in einer bestimmten gleichförmigen Richtung auf der von dem Flüssigkristall berührten Oberfläche gebildet worden sind, die Moleküle des Flüssigkristalls aufgrund ihres elastokynetischen Verhaltens in Richtung der Rillen orientiert werden, was die physikalische Orientierung induziert. Daher besteht ein Mittel zur Orientierung der Moleküle des Flüssigkristalls darin, der vom Flüssigkristall berührten Oberfläche mechanische Reibung

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— ο Ι —

in eine bestimmte Richtung zuteil werden zu lassen, oder darin, einen Orientierungsstoff auf die Oberfläche schräg dazu aufzudampfen, um auf diese Weise auf der Oberfläche Rillen, entsprechend der Wachstumsrichtung des Kristalls des aufgedampften Films, zu erzeugen. Dies kann direkt auf der Widerstandsschicht oder der leitfähigen Schicht vonstatten gehen, es ist aber auch möglich, auf diesen Schichten eine weitere Orientierungsschicht vorzusehen. Ferner ist es möglich, auf der Oberfläche des Substrates eine Schicht auszubilden, die ein vergleichsweise sehr leichtes Herstellen der Rillen ermöglicht und die Rillen auT der Schicht durch Reiben ihrer Oberfläche herste! Ien.

Auf der chemischen Seite kann ein Verfahren, bei welchem eine Substanz mit großer Affinität zu den Molekülen des Flüssigkristalls zur Bildung einer Orientierungsschicht auf dem Substrat verwendet und die Schicht einer Reibbehandlung unterzogen wird, herangezogen werden, um die Moleküle des Flüssigkristalls auf natürliche Weise zu einer Orientierung auf der von den Molekülen berührten Oberfläche zu bringen.

Eine solche Wirkung läßt sich durch Grenzflächenaktivatoren, Polymere, Oberflächenbehandlungsmittel , usw„ erzielen. Um ferner die Verwindung zwischen den gegenüberliegenden Substraten einheitlich zu machen, können solche Hilfsvorkehrungen vorgesehen werden, wie das Halten des Orientierungswinkels zwischen den gegenüberliegenden Substraten auf weniger als 90 oder das Einrichten der Dicke zwischen den Substraten und das Hinzufügen einer optisch aktiven Substanz zum Flüssigkristall„ Im Falle der DAP-FEM-ZeIIe muß die Hauptachse der Flüssigkristallmoleküle senkrecht zur Substratebene ausgerichtet-sein,, Diese senkrechte Orientierung läßt sich erreichen, indem man die Substratoberfläche reinigt und sie einer sauren oder alkalischen Behandlung unterwirft oder indem.

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man ein Metalloxid auf die Widerstandsschicht oder die leitfähige Schicht aufdampft oder indem man einen Grenzflächenaktivator oder ein anderesOberflächenbehand:lungsmittel auf die Schichten aufbringt, oder indem man direkt in die Flüssigkristallschicht ein Orientierungsmittel einbringt,,

Die auf die oben bescnriebene Weise hergestellte Flüssigkristallanzeigezelle erlaubt es, daß die polarisierenden Platten, die Diffusorplatte der Filter und die Beleuchtungshilfsmittel einstückig daran befestigt bzw. damit verklebt werden oder aber auch, daß diese in geeigneter Weise verteilt im Lichtweg angeordnet werden.

Die soweit im einzelnen beschriebene Kristallanzeigezelle (III) wird, wie in Fig„ 9 gezeigt, an die Wandlereinheit (U) und die Steuersignalausgabeeinheit (V) angeschlossen. Die in Fig„ 9schematisch gezeigte Flüssigkristallanzeigezelle (111) ist ein Ausführungsbeispiel, bei welchem eine der Schichten, wie sie auf den. einander gegenüberliegenden Oberflächen der beiden Substrate vorgesehen sind, eine leitfähige Schicht ist (bezeichnet mit 5). Die Hochspannungsquelle (H) dient dazu, in der Widerstandsschicht 3 der Flüssigkristallanzeigezelle (III) einen geeigneten Potentialgradienten zu erzeugen.

In Fig. 9 ist die Spannungsquelle bzw. Spannungsversorgungseinheit (1) als Batterie dargestellt, die eine Gleichspannung der Wandlereinheit (II) zuführt, welche die Gleichspannung in eine für den Betrieb der Flüssigkristallanzeigezelle (III) geeignete Spannung umwandelte

Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung wird im folgenden

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im einzelnen unter Bezug auf einige spezifische Ausführungsformen der- j selben beschrieben«,

Fig., 10 ist ein Schaltbild, welches eine Grundausführung der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt. In der Figur bezeichnet (l)die Spannungsversorgungseinheit, (II) die Wandlereinheit, (III) die Flüssigkristallanzeigezelle und (IV) die Steuersignalausgabeeinheit.

Soll die Anzeige der Flüssigkristallanzeigezelle (111) die Form eines dünnen Bandes haben, so ist, wie bereits ausgeführt eine höhere über die Widerstandsschicht 3 angelegte Spannung zweckmäßiger, weshalb in Fig„ 10 die Wandlereinheit (III) als Spannungshöherschaltung dargestellt ist, nämlich als Wechselrichter (gleichbedeutend mit einem Transistortyp-Wechselrichter), welcher die Gleichspannung E der die Spannungsversorgungseinheit (1) bildenden Batterie in eine hohe Wechselspannung umsetzt» Kurz gesagt,arbeitet die Spannungshöher folgendermaßen: der dort gezeigte Transistortyp-Wechselrichter ist im Prinzip ein Wechselrichter, bei welchem ein Vibrator verwendet wird und bildet eine Schalr tung, bei welcher die Sättigungscharakteristik des magnetischen Materials des Transformators dazu ausgenützt wird, den Transistor immer wieder zu schalten, um auf diese Weise aus einer bestimmten Gleichspannung eine gewünschte Spannung, beispielsweise eine Wechselspannung mit Rechteckform einer bestimmten Frequenz, an der Sekundärwicklung des Transformators zu erhalten. Die Arbeitsweise einer solchen Schaltung bildet keinen wesentlichen Bestandteil der Erfindung und braucht daher hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

In Fig. 10 ist ein Meßkreis als Steuersignalausgabeeinheit (IV) angenommen. Er umfaßt - dies ist ein Beispiel - einen variablen Widerstand VR und ein damit in Reihe geschaltetes photoleitendes Element PC«, Die über die

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Widerstandsschicht 3 der Flüssigkristallanzeigezelle (111) angelegte Wechselspannung ist auch über dem Meßkreis angelegt, und der gemeinsame Punkt von photoleifendem Element PC und variablem Widerstand VR an die leitfähige Schicht 5 der Flüssigkristallanzeigezelle (111) in der gezeigten Weise angeschlossen«,

Durch eine solche Schaltung läßt sich ein geeigneter Potentialgradient in der Widerstandsschicht der Flüssigkristallanzeigezelle (111) erzeugen und ebenso ein Potential, welches der Intensität des auf das photoleitende Element PC des Meßkreises einfallenden Lichts entspricht, in der der Widerstandsschicht 3 gegenüberliegenden leitfähigen Schicht 5. Das heißt, das Potential η iveau der leitfähigen Schicht ändert sich entsprechend der Änderung der auf das photoleitende Element PC einfallenden Lichtintensität, so daß der Meßwert in Form eines dünnen Bandes auf der Anzeigefläche der Flüssigkristallanzeigezelle lageangezeigt wird. Ebenso kann durch Veränderung des variablen Widerstandes VR der Meßeinheit die Lage der Anzeige auf der Flüssigkristallanzeigezelle (III) nach Belieben verändert werden, so daß bei logarithmischer Änderung des Widerstandswertes des variablen Widerstandes VR mit dem Drehwinkel der variable Widerstand VR als Photographierinformation in einer Kamera, als da etwa sind Filmgeschwindigkeit und und Verschlußgeschwindigkeit und manchmal Blendeninformation,Lichtverstärkerinformation usw der verwendeten Linse//erwendetwerden kann. Wenn femer eine lagarithmische Verteilung für den Widerstandswert der Widerstandsschicht der Flüssigkristallanzeigezelle (III) gewählt wird und wenn auch der Potential gradient zwischen A und B logarithmisch gemacht wird, dann läßt sich auch die Anzeige der Flüssigkristallanzeigezelle (111) logarithmisch machen.

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Die Fign. Π (α), (b), (c), und (d) zeigen weitere Ausführungsformen für die Meßschaltung und deren Charakteristiken,,

Die Ausführungsform der Figur 11 (a) verwendet zwei photoleitende Elemente PCI und PC2, die in Serie geschaltet sind, so daß die Spannung im Punkt P bezüglich des logarithmischen Wertes des einfallenden Lichts linear verändert werden kann. Zur Kompensation der Charakteristik des photoleitenden Elements PC2 auf der Seite niedriger-Intensität des einfallenden Lichts ist ein variabler Widerstand VR2 ■vorgesehen.

Fig. 11 (b) zeigt eine weitere Ausführungsform, welche parallel liegende photoleitende Elemente PCI und PC2 verwendet, die aber die gleiche Wirkung hat wie die Ausführungsform der Fig. 11 (a)„ Das Verhalten der photoleitenden Elemente PCI und PC2 in Abhängigkeit von der Helligkeit wird nun im einzelnen beschriebene In Fig. 10 ändert sich bei Anlegen der Spannung an die leitfähige Schicht 5 der Flüssigkristallanzeigezelle (III) die Spannung am gemeinsamen Punkt von photoleitendem Element PC und dem variablen Widerstand VR linear für einen bestimmten Helligkeitsbereich, wie in Fig. 11 (c) gezeigt ist, da sich der Widerstandswert des photoleitenden Elements PC im wesentlichen linear mit dem Logarithmus der Helligkeit ändert.

Im Hinblick auf die Verwendung einer solchen Charakteristik bei einem breitbandigen linearen Belichtungsmesser oder einer Kamera ist es wünschenswert, die Linearität der Ausgangsspannung an den genannten gemeinsamen Punkt weiter auszudehnen.

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Zu diesem Zweck kann ein doppeltes photoieitendes Element,, so wie es ' in Fig« Π (α) oder (b) dargestellt ist, in einer Kamera oder dergleichen angewendet werden,, In Fig. 11 (a) oder (b) ist PCI das photoleitende Element, das im wesentlichen im Bereich großer Helligkeit im Einsatz ist, und PC2 das photoleitende Element, das im wesentlichen im Bereich geringer Helligkeit im Einsatz ist. Die Verwendung dieser photoleitenden Elemente ergibt eine sich linear sich ändernde Ausgangsspannung, die gemäß der Darstellung in Fig. Π (d) ausgedehnt ist. Gewöhnlich ist der Widerstandswert des photoleitenden Elements PCI ungefähr zehnmal so groß wie derjenige des photoleitenden Elements PC2„

Wo ein solches doppeltes photoleitendes Element verwendet wird und der variable Widerstand VRl der Fig_o 11 (a) oder (b) als variabler Widerstand mit logarithmischer Änderung als Funktion des Drehwinkels ausgelegt ist, ändert sich der durch den variablen Widerstand VRl fließende Strom linear mit dem Logarithmus der Helligkeit. Auf diese Weise ist es durch Abnahme der Teilerspannung am gezeigten Teilerpunkt möglich, verschiedene Werte der Photographierinformation, wie Filmgeschwindigkeit, Verschlußgeschwindigkeit, Blendenwert, usw., entsprechend der Lage des Teilerpunktes linear einzustellen.

Fig. 12 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 10, bei welcher die Wandlereinheit (II) eine Spannungserhöherschalkmg (a-1), eine Stromwenderschaltung (a-2), eine Unterbrecherschaltung (a-3), eine Schutzschaltung (a-6) und eine Puls-Oszilatorschaltung (a-7) umfaßt.

Die Flüssigkristallanzeigezelle (111) hat solche physikalischen Eigenschaften, daß bei Erhöhung der daran angelegten Wechsel Spannungsfrequenz sie wegen der herabgesetzten Ansprechgeschwindigkeit des Flüssigkristalls

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selbst oftmals nicht mehr in der Lage ist, die Anzeige klar in Form eines dünnen Bandes zu bewirken. In solchen Fällen ist es daher notwendig, die Frequenz der an die Flüssigkristallanzeige (111) angelegten Wechselspannung unter einen bestimmten Frequenzwert herabzusetzen. Dies läßt sich wirkungsvoll durch die Ausführungsform der Fig. 12 realisieren.

Die als Spannungsquelle dienende Spannungserhöherschaltung (a-1) der Fig. 12 umfaßt einen Oszilbtor , der, beispielsweise, Schwingungen von mehreren hundert bis zu mehreren tausend Hertz erzeugt. Für einen solchen Oszillator ist eine Oszillationsfrequenz von weniger als 100 Hz nicht praktikabel, da dies einen überdimensionierten Kern für den Oszillatortransformator erfordern oder die Leistungsverluste in Transistoren und dem Kern erhöhen und damit den Wirkungsgrad herabsetzen würde. Aus diesem Grunde ist bei der hier beschriebenen und in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform die Spannungserhöherschaltung so ausgelegt, daß sie mit hoher Frequenz schwingt und die Wechselspannung an der Sekundärwindung des Oszillatortransformatoisdurch die Wenderschaltung (a-2) gewendet und in eine hohe Gleichspannung umgewandelt werden kann, wobei die Gleichspannung durch das von einer niederfrequenten Puls-Oszillatorschaltung (a-7) kommende Signal EIN-AUS-gesteuert werden kann, wodurch man intermittierend eine niederfrequente Wechselspannung erhält.

In Fig. 12 ist die Verwendung der Wenderschaltung (a-2) deshalb sehr vorteilhaft, weil sie die Spannung an der Sukundärwicklung des Oszillatortransformators der Spannungserhöherschaltung (a-1) verdoppelt und wendet, was die Zahl der Windungen der Sekundärwicklung des Transformators minimal isiert und dementsprechend die Größe des Transformators reduziert. Die Unterbrecherschaltung (a-3) wird durch das von der niederfrequenten Puls-Oszillatorschaltung (a-7), die einen Transistor-Multivibrator oder dergleichen enthalten kann, kommende Signal intermittierend angetrieben

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und erzeugt auf diese Weise eine niederfrequente Wechselspannung. In Fig. 12 ist die Puls-Oszillatorschaltung (a,'-7) als Multivibrator gezeigt, und durch das von diesem Multivibrator kommende Signals werden Transistoren Tr2 und Tr3 wiederholt ein- und ausgeschaltet. Im einzelnen heißt dies, daß',, wenn der Transistor Tr3 eingeschaltet ist, der Transistor TrI abgeschaltet ist und die Emitter spannung des Transistors TrI zu Null wird. Mit den Ausschalten des Transistor Tr3 wird der Transistor TrI eingeschaltet und am Emitter des Transistor TrI erscheint eine bestimmte Spannung. Der Transistor Tr2 dient dazu, die an einem Kondensator C gespeicherte Spannung zu entladen und die Transistoren TrI und Tr2 werden abwechselnd ein- bzw. ausgeschaltet, wodurch am Ausgang des Kondensators C eine niederfrequente Wechselspannung erzeugt wird. Die Schutzschaltung (a-6) ist aus den untengenannten Gründen vorgesehen. Wird die Sekundärwicklung bzw. die Lasfseite des Oszillatortranformators in der Spannungserhöherschaltungia-l) kurzgeschlossen oder in einer anderen Weise gestört, so daß ein übermäßiger Stromfluß entsteht, dann wird in dem Transistor TrI der Unterbrecherschaltung (a-3) eine große Leistung umgesetzt, die zu einer Beschädigung des Transistors führen kann, oder aber ein zu hoher Strom fließt durch die Primärwindung des Oszillatortransformators, was zu einer Beschädigung des ·■ Schalttransistors führen kann. Es ist daher notwendig, den Transistor TrI der Unterbrecherschaltung (a-3) abzuschalten, um die an der Lastseite liegende Spannung zu NuI I zu machen. Die aus diesem Grunde vorgesehene Schutzschaltung (a-6) hat eine Wirkungsweise, wie sie im folgenden kurz beschrieben wird. Wenn ein Widerstand Ro zum Nachweis eines Überstroms einen Strom erlebt, der das normale Maß überschreitet, so entsteht an diesem Wider- <;«----d Ro ein Spannungsabfall und die auf einem geeigneten Werfeingestellte Emitterspannung des Transistor Tr4 wird von dessen Basisspannung überschritten, so daß der Transistor Tr4 eingeschaltet wird. Als Ergebnis dessen wird.'die

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Basisspannung des Transistors Tr6 in der Puls-Oszillatorschaltung (a-7) im wesentlichen zuNull, so daß der Transistor Tr4 abgeschaltet wird. Dadurch hört die Puls-Oszillatorschaltung (a-7) auf zu schwingen und der Transistor Tr7 wird abgeschaltet, wodurch die Transistoren Tr2 und Tr3 im EIN-Zustand gehalten werden und der Transistor TrI abgeschaltet wird, wodurch die Ausgangsspannung zu Null wird, so daß die gesamte Schaltung auf diese Weise geschützt wird.

In Fig. 13 stellt (III) die Flüssigkristallanzeigezelle dar und (b-5) bezeichnet den Meßkreis«,

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. In dieser Figur entsprechen die Schaltungen (b-1) bis (b-3), (b-5) bis (b-7) und (Ul) den Schaltungen (a-1) bis (a-3), (a-5) bis (a-7) und (111) in Figur Mit (b-8) ist eine Unterbrecherschaltung für das Meßsignal bezeichnet, welche das von der Meßschaltung (b-5) kommende Meßsignal in ein intermittierendes Signal umwandelt,und sie bewirkt eine synchrone Steuerung durch das von der Puls-Oszillatorschaltung (b-7) kommende Signal, welches die Unterbrecherschaltung (b-3) für hohe Spannungen treibt«, Am Ausgang der Unterbrecherschaltung (b-8) wird daher eine Pulsspannung erzeugt, deren Amplitude sich gemäß der Meßwertausgangsgröße der Meßschaltung (b-5) ändert. Mit (b-9) ist eine Signalverstärkerschaltung bezeichnet, die obengenannte Pulsspannung auf eine geeignete Amplitude verstärkt und von der die verstärkte Spannung einer Signalerhöherschaltung (b-10) eingegeben wird. Die Schalung umfaßt einen Signal transformator, der Signale bis hinunter zu ausreichend niedrigen Frequenzen durchläßt und die Maximal spannung auf der Sekundärseite des Transformators wird auf eine Spannung angehoben, die gleich der an die Widerstandsschicht der Flüssigkristallanzeigezelle (III) angelegten Spannung ist, und dann

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an die leitfähige Schicht der Flüssigkristallanzeigezelle (111) angelegt.

Diese Schaltung hat folgende Vorteile: Da die Meßschaltung (b-5) für die Spannungserhöherschaltung (b-1), wie in Fig. 13 gezeigt, keine Last bildet, kann der als ein Beispiel für die Spannungserhöherschaltung (b-1)

gezeigte Transistortyp-Wechselrichter eine geringe Kapazität haben und dementsprechend extrem kompakt gemacht werden. Außerdem ist die über dem photoleitenden Element der Meßschaltung (b-5) angelegte Spannung so niedrig, daß das photoleitende Element nicht besonders spannungsfest sein muß.

Fig„ 14 ist einschematisches Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung. Bei der Flüssigkristallanzeigezelle (III) der Fig. 14 handelt es sich um eine solche, bei der die Schicht 5 in der Flüssigkristalianzeigezelle der Fig. 2 ebenfalls eine Widerstandsschicht ist. Daher handelt es sich hier um ein Grundschaltbild mit einer Flüssigkristallanzeigezelle, die Widerstandsschichten auf allen beiden Substraten 2 und 6 aufweist. Das von einer gestrichelten Linie umgebene Teil (V) ist die Spannungsversorgung für die Flüssigkristallanzeigezelle (III). Wiederstände Rl, R2 und photoleitende Elemente PCI, PC2 bilden eine Brückenschaltung, durch welche die Flüssigkristallanzeigezelle (III) angetrieben wird₀ Wenn in Fig. 14 eine Spannung Vl an eine erste Widerstandsschicht 3 und eine Spannung V2 an eine zweite Widerstandsschicht 5 angelegt wird, entstehen Potentialgradienten in diesen Widerstandsschichfen 3 bzw. 5,wie sie durch Geraden AB und DE in Fig. 15(b) angedeutet sind. Daher entspricht die an einer bestimmten Stelle des gesamten Anzeigebereichs I der Flüssigkristallanzeigezelle (III) angelegte Spannung V den Pfeilen zwischen den Geraden AB und CD der Fig. 15 (b) (die Spannung V ist in allen Gebieten durch mehrere Pfeile angedeutet, in Wirklichkeit ändert sich die Spannung jedoch kontinuierlich innerhalb des Bereichs I). Nimmt man nun die Schwellspannung

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der Flüssigkristallanzeigezelle (111) als Vth an, dann behält der Flüssigkristall in dem Bereich a, wo die Spannung V unterhalb Vth liegt die ursprüngliche verwundene Orientierung (den Zustand vor Anlegen der Spannung), wärerd die Flüssigkristallschicht außerhalb des Bereichs α aus ihrer ursprünglichen verwundenen Orientierung in den isotropen Zustand übergeht,, Dies bedeutet, daß wenn die Polarisationsrichtungen der zwei polarisierenden Platten senkrecht aufeinanderstehen, der Bereich α das einfallende Licht durchläßt und hell aussieht, während die vom Bereich α verschiedenen Bereiche das einfallende Licht abfangen und dunkel aussehen,, Daher sieht man, wie in Fig_o15 (c) gezeigt, auf der Anzeigefläche der Flüssigkristallzelle (111) einen bandförmigen hellen Bereich (A) mit einem dunklen Bereich (B) als Hintergrund (im folgenden als Anzeigebereich bezeichnet)» Natürlich wird die HeII-Dunkelbeziehung dieses Falls umgekehrt, wenn man die Polarisationsrichtungen der beiden polarisierenden Platten einander parallel macht_o

Der Anzeigebereich (A) läßt sich mit beliebiger Bandbreite an einer beliebigen Stelle der Anzeigefläche der Flüssigkrisfallanzeigezelle (Il0Ό anordnen, indem man die an die Widerstandsschichten 3 und 5 angelegten Spannungen i>n geeigneter Weise variiert, jedoch muß als Analoganzeige, etwa als Lageanzeige oder dergleichen, die Bandbreite des Anzeigebereichs

(A) unabhängig von der Anzeigelage konstant sein, mit der einzigen Ausnahme, daß die Bandbreite variiert werden kann, wenn dies gewünscht wird. In diesem Sinne sollten die an die Widerstandsschichten 3 und 5 angelegten Spannungen vorzugsweise so eingestellt werden, daß sie folgender Gleichung genügen:

Vl + V2= = constans,
a

worin Vl die an die Widerstandsschicht 5, V2 die an die Widerstandsschichf 3, I die Breite des gesamten Anzeigebereichs der Flüssigkristall-

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anzeigezelle (III) der Figur 15 (b), und α die Anzeigebreite des Anzeige- ' bereichs (A) bedeuten.

Daher werden wie weiter unten beschrieben, durch eine geeignete Steuereinrichtung Vl und V2 gemeinsam so verändert, daß(Vl + V2) konstant
bleibt.

Mit anderen Worten bedeutet dies, daß,wenn die Mitte der Anzeigebreite α die Anzeigelage des Anzeigebereichs (A) darstellt und die gegenüberliegenden Enden des gesamten Anzeigebereichs I der Flüssigkristallanzeigezelle (111) durch A und B dargestellt werden und der Abstand des Punktes A von der genannten Mitte m ist, folgende Beziehung gilt:

Man sieht, daß sich die Lage des Anzeigebereichs (A) kontinuierlich mit konstanter Breite von einem Ende A zum Ende E des gesamten Anzeigebereichs 1 der Flüssigkristallanzeigezelle(lll) verschieben läßt.

Fig„ 16 ze igt schematisch ein spezifisches Beispiel der Schaltung zur Veränderung von Vl und V2 derart, daß (Vl + V2) konstant bleibt, und
zwar durch die Verwendung von zwei einander zugeordneten veränder-I ichen Widerständen VRl und VR2.

Wenn die Widerstände R3 und R4 gleich sind und ebenso die veränderlichen Widerstände VRl und VR2, dann wird die von der Spannungsquelle (V)
erzeugte Spannung V in V3 und V4 durch R3 und VRl und in V4 und V3 durch R4 und VR2 geteilt. Die an die Widerstandsschicht 5 angelegte
Spannung Vl ist daher gleich der Spannung V4 und die an die Widerstandsschicht 3 angelegte Spannung V2 ist daher gleich der Spannung V3,

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wobei (Vl + V2) * (V4 + V3) * V, und damit konstant ist. So eine Schaltung ist beispielsweise als Voltmeter anwendbar,, Es versteht sich jedoch, daß der Widerstand der Widerstandsschicht 5 größer als VRT und der Widerstand der Widerstandsschicht 3 größer als R4 ist.

Fig. 17 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 14, bei welcher ein Widerstand R5 zwischen Punkten D und D' und ein Widerstand R6 zwischen Punkten B und B⁷ eingesetzt ist.

Die Spannungsgradienten in den Widerstandsschichten 3 und 5 entsprechen in diesem Fall bei gleicher Wiedergabe wie in Fig. 15 (b) den in Fig. 18 (a)dargestellten.In Fig. 18 (a) ist die Anzeigebreite des Anzeigebereichs durch b bezeichnet«

Im Fall der Fig. 17 kann, verglichen mit dem Fall der Fig. 14, der Anzeigebereich (A)-von einem Ende des gesamten Anzeigebereichs I der Flüssigkristallanzeigezelle (Ui) zum anderen Ende beliebig verschoben werden, ohne daß das Potential im Punkt A oder E relativ angehoben wird, und dies erleichtert das Betreiben der Flüssigkristallanzeigezelle (IiI).

Wie im Zusammenhang mit Fig„ 16 beschrieben, kann bei der im Schaltbild-der Fig_o 17 gezeigten Flüssigkristallanzeigevorrichtung die Summe aus der an die Widerstandsschicht 3 der Flüssigkristallanzeigezelle (III) angelegten Spannung V2 und der an die Widerstandsschicht angelegten Spannung Vl durch Verwendung photoleitender Elemente mit gleicher Charakteristik (beispielsweise von CdS-Zellen) als photoleitende. Elemente PCI und PC2 konstant gemacht werden.

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Ein Merkmal der In Fig. 14 gezeigten Schaltung besteht darin, daß , weil die Widerstände der photoleitenden Elemente PCI und PC2 nicht auf Null geändert werden, die Anzeige nicht über den gesamten Anzeigebereich I der Flüssigkristallanzeigezelle stattfinden kann, wo hingegen durch Einsetzen der Widerstände R5 und R6 gemäß Fig. 17 in die Schaltung sich eine Anzeige über den gesamten Anzeigebereich l,wie in den Figuren 18 (a) und (b) darges'tellt,erzielen läßt«,

Weitere Ausführungsformen der Schaltung zur Variation von Vl und V2 derart, daß ihre Summe konstant ist, sind in den Fign. 15 und 20 gezeigt. In Fig. 17 war es notwendig, daß den photoleitenden Elementen PCI und PC2 eine gleiche Lichtmenge zuteil wird, damit (Vl + V2) konstant ist„ Demgegenüber kommt das in Fig. 19 gezeigte Beispiel mit nur einem photoleitenden Element aus„ Ein Verstärker 8 dient dazu, die durch Teilung durch Widerstände ? und 9' gewonnene Spannung als Referenzspannung zu liefern. Das photoleitende Element PC arbeitet so, daß bei Änderung des Potentials im Punkt F über den Bereich ~AV_f mit einer Änderung der empfangenen Lichtmenge diese Potential änderung durch einen Detektor 10 nachgewiesen und einer Rückkoppelungssteuereinheit 11 zugeführt wird, so daß die Ausgangsspannung über den Bereich -AV. durch den Verstärker 8 geändert wird.

In diesem Fall ändert sich also die an der Widerstandsschicht 5 liegende Spannung'über den Bereich -,ΛΥ. , während sich die an der Widersfandsschicht 3 liegende Spannung über den Bereich +AVp.ändert, so daß die Bedingung (Vl + V2) = const erfüllt ist. Die Schaltung der Fig,20 ist eine teilweise Abwandlung der Schaltung der Fig. 19. In Fig. 20 bezeichnet die Nummer 14 eine Siliciumphotozelle (SPC), welche sich von der CdS-ZeIIe in ihrer Charakteristik in Bezug auf Licht

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unterscheidet und daher mit gleich orientierten Dioden 12 und 13 anstelle der Widerstände 9' und 9" derFigur 19 verbunden. Die prinzipielle Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist ähnlich zu derjenigen der Ausführungsform der Fig. 19_O

Fig. 21 zeigt eine Ausführungsform der in den Fign. 14, 16, 17, 19 und 20vorkommenden Spannungsversorgungseinheit (V)₀ Die Spannungsversorgungseinheit (V) umfaßt eine Spannungserhöherschaltung (c-1), eine Stromwenderschaltung (c-2), eine Unterbrecherschaltung (c-3), eine Schutzschaltung (c-6) und eine Puls-Oszillatorschaltung (c-7)₀ Die Punkte X und Y sind mit den in den · genannten Figuren zu sehenden Punkten X und Y verbunden . Die Schaltungen arbeiten ähnlich wie die in Verbindung mit Fig« 12 beschriebenen.

Im folgenden wird nun eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zur Verwirklichung des Flüssigkristallanzeigeverfahrens beschrieben, welches von der gemäß Fig. 2 aufgebauten Flüssigkristallanzeigezelle Gebrauch macht, um die Potentiale der Schichten 3 und 5 gemäß einer Vielzahl von verschiedenen Eingangssignalen im Wechsel zu ändern und dadurch eine Vielzahl von verschiedenen Anzeigen durch die Flüssigkristallanzeigezelle möglich zu machen.

Die Figuren 22, 23 und 25 sind Schaltbilder, welche einige Ausführungsformen solche·Flüssigkristallanzeigevorrichtungen zeigen,, In Fig.22 umfaßt die Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine, nurSshematisch dargestellte, Flüssigkristallanzeigezelle (111), eine Steuersignalausgabeeinheit (IV), eine Spannungsversorgungseinheit (V) und eine Umschalter-

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einheit (Vl). Wenn die leitfähige Schicht 5 durch die Umschaltereinheit , (Vl), wie gezeigt,mit dem veränderlichen Widerstand 15 verbunden ist, und wenn das Potential der leitfähigen Schicht 5, wie es durch die Lage eines Abgriffs 16 bestimmt wird, gleich C,C ' gemäß Fig. 8 (a) ist, dann erscheint die Anzeigelinie, gemäß Fig. 8 (b), auf der rechten Seite der Anzeigefläche der Flüssigkristallanzeigezelle (111),, Wenn andererseits die Umschaltereinheit (Vl) mit dem variablen Widerstand 17 verbunden ist und wenn das Potential der leitfähigen Schicht 5, wie es durch die Lage eines Abgriffs 18 bestimmt wird, gleich C„C„ gemäß Fig. 8 (a) ist, dann erscheint die Anzeigelinie in der Umgebung der Mitte der Anzeigefläche der Flüssigkristallanzeigezelle (III), wie dies in Fig. 8 (c) dargestellt ist. Wird ferner in der Steuersignalausgabeeinheit (IV) ein drifter variabler Widerstand eingeführt und wird die leitfähige Schicht 5 über die Umschaltereinheit (Vl) mit dem dritten variablen Widerstand verbunden, so daß das Potential der leitfähigen Schicht gemäß Fig. 8 (a) C C_ ' wird, dann erscheint

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die Anzeigelinie auf der linken Seite der Flüssigkristallanzeigezelle (III). Durch ein aufeinanderfolgendes Umschalten der Spannung der leitfähigen Schicht 5 mit Hilfe der in Fig. 22 gezeigten Schaltung kann daher eine Vielzahl von Anzeigelinien mit einer einzigen Flüssigkristallanzeigezelle zur Erscheinung gebracht werden. Wenn die Umschalteinheit (Vl) so aufgebaut ist, daß sie nicht von Hand sondern automatisch in kurzen Abständen umschaltet, dann erscheinen eine Vielzahl von Anzeigelinien scheinbar gleichzeitig auf der Anzeigefläche einer einzigen Flüssigkristallanzeigezelle. Auch wenn mindestens einer der Widerstandsabgriffe 16 und 18 in Fig. 22 verändert wird, (sie können so konstruiert sein, daß sie sich automatisch mit dem Meßwert irgendeiner Meßgröße ändern),bis sie zusammenfallen, wird die Mehrzahl der Anzeigelinien zu einer einzigen

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Anzeigelinie· : " : (wenn C C ' und C₃C-' mit CX₂' zusammenfallen ergibt sich eine einzelne Linie), wodurch sehr deutlich festgestellt werden kann, daß der Fall des Zusammenfallens der Mehrzahl der Eingangssignale der Flüssigkristallanzeigezelle eingetreten ist. Auch wenn zwei von drei Eingangssignalen koinzident geworden sind, ändert sich die Anzahl der Anzeigelinien von 3 nach 2, was sehr leicht festgestellt werden kann. Daher läßt sich auf diese Weise die Anzeige einer Mehrzahl von Informationen verwirklichen«

Mit dem oben beschriebenen Anzeigeverfahren läßt sich das Vorliegen einer Koinzidenz von einer Mehrzahl von Eingangssignalen sehr leicht bestimmen, wie noch weiter ausgeführt wird_o Wenn das Zeitintervall für das Umschalten durch die Umschaltereinheit (Vl) lang ist, dann stellt sich dem Betrachter eine Vielzahl von unabhängigen Eingangssignalen .in zeitlicher Änderung der Anzeigelinien dar, es sei denn diese Eingangssignale fallen zusammen, und darüber hinaus läßt sich das Ausmaß der Ungleichheit der Eingangssignale aus dem Ausmaß der Änderung auf einen Blick erfassen. Wenn sich andererseits die Eingangssignale dem Zustand der Koinzidenz nähern, dann wird die Lageänderung der Anzeigelinie sehr gering und sfeerscheint bald als eine einzige stationäre Anzeigelinie. Es kann daher nicht nur das Vorliegen einer Koinzidenz mit großer Leichtigkeit festgestellt werden, sondern auch das Ausmaß der Ungleichheit Igßt sich intuitiv ablesen. Wird das Zeitintervall für die Umschaltung durch die Umschaltereinheit (VI) im Rahmen der Ansprechgeschwindigkeit des Flüssigkristalls kurzgewählt, dann wird die optische Modulation der Flüssigkristallanzeige unvollständig, so daß die Vielzahl der unabhängigen Anzeigelinien alle gleich undeutlich,wie die sogenannte Halbbeleuchtung (oder Nichtbeleuchtung), aussehen. Wenn jedoch

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die Eingangssignale zusammenfallen, wird die Spannung wiederholt an der gleichen Stelle an den Flüssigkristall angelegt, so daß eine einzelne Anzeigelinie sichtbar wird. Auf diese Weise kann das Vorliegen einer Koinzidenz zwischen den Eingangssignalen sehr leicht auch durch die scheinbare Konzentration (optische Konzentration) der Anzeigelinie festgestellt werden.

In Fig. 23 ist die Wandlereinheit (II) als Spannungserhöherschalrung in Form eines Wechselrichters (gleichbedeutend mit einem Tränsistortyp-Wechselrichter) zur Erhöhung der von der die Versorgungseinheit (I) bildenden Batterie gelieferten Gleichspannung E auf eine geeignete Wechselspannung gezeigt, da, wie bereits ausgeführt, eine höhere Spannung über der Widerstandsschicht 3 vorteilhafter zur Erzeugung einer Anzeige in Form eines schmalen Bandes ist.

In Fig. 23 bildet eine Meßschaltung die Steuersignalausgabeeinheit (IV) und kann, wie gezeigt, einen variablen Widerstand VR und ein damit in Reihe geschaltetes photoleitendes Element PC umfassen. Die über der Widerstandsschicht 3 der Flüssigkristallanzeigezelle (III) angelegte Wechselspannung liegt auch über der Meßschaltung_o Der gemeinsame Punkt von photoleitendem Element PC und variablem Widerstand VR ist mit der leitfähigen Schicht 5 der Flüssigkristallanzeigezelle(III) in der gezeigten Weise verbunden»

Durch diese Verschaltung wird in der Widerstandsschicht 3 der Flüssigkristallanzeigezelle (111) ein geeigneter Potentialgradient erzeugt und da sich ja der Widerstand des photoleitenden Elements PC der Meßschaltung gemäß der Intensität des auf das Element anfallenden Lichts ändert, wird

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die Änderung der einfallenden Lichtintensität als eine breite Änderung des ' Potentialniveaus der der Widerständsschicht 3 gegenüber liegenden leitfähigen Schicht 5 zugeführt, wodurch sich der Meßwert linear in Form einer dünnen Bandanzeige wiedergeben läßt. Auch durch eine Änderung des variablen Widerstands VR der Meßschaltung läßt sich die Anzeigelage der Flüssigkristallanzeigezelle (III) beliebig ändern, so daß beim Vorsehen einer logarithmischen Änderung des Widerstandswerts des variablen Widerstands VR in Abhängigkeit vom Drehwinkel ein solcher variabler Widerstand, beispielsweise, als Photographierinformation in einer Kamera, als da sind Film- und Verschlußgeschwindigkeit und manchmal die .Blendeninformation der verwendeten Linse, Verwendet werden kann. Wenn femer die Widerstandsverteilung der Widerstandsschicht 3 der Flüssigkristallanzeigezelle (111) ebenso wie der Potentialgradient zwischen A und B logarithmisch gemacht wird, kann auch die Anzeige der Flüssigkristallanzeigezelle (111) logarithmisch gemacht werden.

Wenn andererseits ein Umschalter S so umgelegt wird, daß ein variabler Widerstand VRS, der gemäß der eingestellten Blendeninformation oder eingestellten Verschlußinformation variiert, mit dem Schalter S ^statt des photoleitenden Elements ■'' PC verbunden wird, dann wird das Potential im Punkt C durch die durch die Widerstände VR und VRS heruntergeteilten Spannungen bestimmt, wodurch man eine dem eingestellten Blenden- oder Verschlußgeschwindigkeitswert entsprechende Anzeigelinie erhält.

In der beschriebenen Weise werden die durch das photoleitende Element PC gelieferte Anzeigelinie und die durch den variablen Widerstand VRS gelieferte Anzeigelinie zusammenfallend gemacht, woraus sich eine richtige Belichtung gewinnen läßt. Es ist zu beachten, daß die

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Meßschaltung der Fig. 23 durch die Meßschaltung (b-5) der Fig. 13 ersetzt werden kann.

Ein variabler Widerstand VR2 dient dazu, die Charakteristik des photoleitenden Elements PC2 auf der Seite der schwachen Lichtintensitäten zu kompensieren.

In der Ausführungsform der Fig. 24 (b) sind die photoleitenden Elemente PCI und PC2 einander parallel geschaltet, wodurch im wesentlichen das gleiche erreicht wird wie mit der Ausführungsform der Fig» 24 (a).

Fig. 25 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die Wandlereinheit (II) eine Spannungserhöherschaltung (d-1), eine Stromwenderschaltung (d-2), eine Unterbrecherschaltung (d-3), eine Schutzschaltung (d-6) und eine Puls-Oszillatorschaltung (d-7). Die Steuersignalausgabeeinheit (IV) umfaßt eine Meßschaltung (d-5), eine Informationseinstellschaltung (d-11), eine Umschalterschaltung (d— 12) und eine eine Frequenzteilerschaltung (d-13). In Fig. 25 entsprechen die Bezugszeichen (d-1), (d-2), (d-3), (d-5), (d-6), (d-7), und (UI), den Bezugszeichen (a-1), (a-2), (a-3), (a-5), (a-6), (a-7), und (111), der Fig. 12. Die InformationseinsteI!schaltung (d-11), dient dazu, verschiedene Werte von Photographierinformationen, wie Filmgeschwindigkeit, Blendenöffnung und weiteres in der Kameraphotograph ie. Die Frequenzfeilerschaltung (d-13) kann Flip-flops zur Umwandlung der Periode der sich wiederholenden Impulse der Puls-Oszillatorschaltung (d-7) in eine geeignete Periode enthalten. Der Umschalter (d-12) dient dazu, abwechselnd die Ausgangswerte der Meßschaltung (d-5) und der Informationseinstellschaltung (d-11) umzuschalten und diezugehörigen Ausgangsgrößen auf die leitfähige Schicht 5 der Flüssigkrisfallanzeige-

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zelle (III) zu geben.

Im folgenden wird nun die Anzeigeweise der Flüssigkristallanzeigezelle (III) beschrieben, die von einer einer Steuersignalausgabeeinheit (IV) der oben beschriebenen Art Gebrauch macht_o

Die Periode der den Umschalter (d-12) antreibenden Frequenzteilerschaltung (d-13) wird so eingestellt, daß sie hinreichend langer ist als die Wiederholperiode der Puls-Oszillatorschaltung (d-7)„ Wenn das Potential im Punkt Ml der Meßschaltung (d-5) und das Potential im Punkt M2 der Informationseinstel!schaltung (d-11) zunächst so eingestellt sind, daß sie voneinander verschieden sind, und wenn die Umschaltperiode des Umschalters (d-12) geeignet eingestellt ist, dann geschieht die Anzeige der Flüssigkristallanzeigezelle (111) in zwei dünnen Bändern, die einen gewissen Abstand voneinander haben. Sei nun das Potential in Punkt M2 der lnformafionseinstel!schaltung (d-11) auf einen geeigneten Wert eingestellt, und sei der von der Flüssigkristallanzeigezelle (III) angezeigte Wert, der dieser Spannung entspricht, der geeignete Belichtungswert bei der Kameraphotograph ie. Dann wird der Vorgang des NuI labgleichs der Differenz zwischen der genannten Ausgangsgröße und dem dem Ausgangspotential der Meßschaltung (d-5) entsprechenden angezeigten Wert, solange bis die beiden Ausgangsgrößen zusammenfallen, oftmals verwendet (Zeigernachführungsvorgang), wohingegen in diesem Fall hier es allein nötig ist, die Ausgangsspannung der Meßschaltung (d-5) in Koinzidenz mit der Ausgangsschaltung der Informationseinstellschaltung (d-11) zu bringen. Dies läßt sich erreichen, indem die Intensität des auf das photoleitende Element der Meßschaltung (d-5) einfallenden Lichts mit Hilfe beispielsweise eines Blendenmechanismus oder dergleichen einge-

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stellt wird. Ferner ist es mit einer solchen Methode möglich, die t

Photograph ie information entweder, wie beschrieben, durch die Stelle zu erfahrea, an der die beiden Ausgangsgrößen koinzident geworden sind, oder durch die Versetzung der Anzeigeposition auf der Flüssigkristallanzeigezelle (III). Auch wenn eine hohe Schaltgeschwindigkeit für den Umschalter (d-12) vorher eingestellt ist und eine Differenz zwischen den Ausgangsspannungen der beiden Schaltungen vorhanden ist, läßt sich die Anzeige in dem Zeitpunkt, in dem die Ausgangsspannungen bei den beiden Schaltungen gleich geworden sind, durch Ausnutzung der Ansprechverzögerung der Flüssigkristallanzeigezelle (111) erzielen.

Im folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die Fign. 26 und 27 eine weitere Ausführungsform beschrieben, die eine Mehrzahl von Informafionsanzeigen .leistet. Bei dieser Ausführungsform umfaßt, anders als bei der Ausführungsform der Fig„ 25, die Flüssigkristallanzeigezelle (111) eine Widerstandsschicht 3 und eine zweite damit korrespondierende Widerstandsschicht 3', und die Steuersignalausgabeeinheit (IV) enthält einen variablen Widerstand 19 und Abgriffe 20, 21,22. Mit (V) ist die Spannungsversorgungseinheit bezeichnet, die, beispielsweise,die Schaltung der Fig. 21 enthalten kann.

Mit einem solchen Aufbau kann die Widerstandsschicht 3' mit einem Potentialgradienten versehen werden, wie er in Fig. 27 (a) durch die Gerade AB angedeutet ist, und der eine Funktion der Widerstandscharakteristik der Schicht und der Lage des Abgriffs 22 ist. Die andere Widerstandsschicht 3 kann mit einem Potentialgradienten entsprechend der Geraden ED oder ED' versehen werden, der eine Funktion der Wider-

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Standscharakteristik der Schicht und der Lage der Abgriffe 21 bzw„ 20 ist. Beim Umlegen des Umschalters (Vl) wird daher die Anzeigelinie auf der Flüssigkristallanzeigezelle (111) abwechselnd an einer Stelle , die dem Schnittpunkt zwischen den Geraden AB und ED entspricht, und an einer Stelle, die dem Schnittpunkt zwischen den Geraden AB und ED⁷ entspricht, erscheinen, wie dies in Fig. 27 (b) gezeigt ist. Wenn die Lage eines

Abgriffs geändert wird (der Abgriff 22 wird in Fig. 26 nach links bewegt) erfährt die Widerstandsschicht 3' einen Potentialgradienten, wie er durch die Gerade AB' in Fig. 27 (a) angedeutet ist, so daß die Lagen der beiden Anzeigelinien,'Wie in Fig. 27 ( c) gezeigt, nach rechts wandern. Im vorliegenden Fall sind die beiden Elektroden der Anzeigezelle durch Widerstandsschichten gebildet und an diese Elektroden werden verschiedene unabhängigige Eingangssignale gelegt, wodurch eine Vielzahl von Anzeigelinien erscheinen können und das Ausmaß der Ungleichheit und Vorliegen eines Zusammenfall ens der Eingangssignale sichtbar werden lassen. Die Widerstandscharakteristiken der Widerstandsschichten3" und 3' können auch nicht-linear sein, in welchem Fall die in den Widerstandsschichten 3 und 3' erzeugten Potentialgradienten in entsprechender Weise nicht-linear sind.

Im folgenden wird nun auf die Fign. 28 und 29 Bezug genommen, um abgewandelte Ausführungsformen der Flüssigkristallanzeigezelle zu beschreiben, die im Rahmen der Erfindung verwendbar sind_o

Bei den bislang beschriebenen Ausführungsformen war jede der beiden die Elektroden der Flüssigkristallanzeigezelle bildenden Schichten 3 und 5 kontinuierlich, während bei der in Fig„ 28 chematisch dargestellten Flüssigkristallanzeigezelle (VII) die auf einem der Substrate vorgesehene

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Elektrode 23 aus fein unterteilten leitfähigen Schichten besteht. Diese fein unterteilten leitfähigen Elektroden (leitfähigen Schichten) sind miteinander über einen Widerstand 25 verbunden, wodurch diesen fein unterteilten Elektroden an ihren jeweiligen Lagen ein Potential mitgefeilt werden kann. Die auf dem anderen Substrat befindliche gegenüberliegende Elektrode 24 ist eine kontinuierliche leitfähige Elektrode (leitfähige Schicht).

Bei der in Fig. 29 gezeigten Flüssigkristallanzeigezelle (Viii) ist die gegenüberliegende Elektrode 27 wie die Elektrode 23 fein unterteilt, und die fein unterfeiltenElektroden sind elektrisch miteinander durch einen Widerstand 28 in gleicher Weise wie bei der Elektrode 23 verbunden. In Fig. 28 und 29 können die Widerstände 25 und 28 mit den feinen Elektroden 23 bzw. 27 jeweils auf einem gemeinsamen Substrat (2 und 6 in Fig. 2) ausgebildet sein_o

Was das Treiben anbelangt, so sind die in den Fig. 28 und 29 gezeigten Flüssigkrisfallanzeigezellen (VlI) und (VIII) und die oben beschriebene FlüssigkristalIzelle (III) austauschbar. In solchen Fällen sind die Eingangssignale kontinuierliche Analogsignale, die Anzeige erfolgt jedoch in digitaler Form, bei welcher die Lage der Anzeigelinie, entsprechend den Lagen der jeweiligen Elektroden stufenweise versetzt wird. Der Zwischenraum 26 ist . mit Flüssigkristall gefüllt.

Eine Anzeige einer Vielzahl von Informationen läßt sich auch unter Verwendung weiterer Formen der Flüssigkristallanzeigezelle, wie sie in den Fign. 30 und 31 dargestellt sind, bewerkstelligen.

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Fig. 30 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher zwei Einheiten FlüssigkristalIze!Ien LC-I und LC-2 übereinander und zwischen zwei polarisierenden Platten 29 und 30 angeordnet sind_o Diese Ausführungsform einer Flüssigkristallanzeigezelle enthält ferner transparente Substrate 3I₇ 32 für die erste Flüssigkristallzelle LC-I, transparente Substrate 33, 34 für die zweite Flüssigkristallzelle LC-2, transparente Widerstandsschichten 35, 36, transparente leitfähige oder Widerstandsschichten 37, 38, FlüssigkristalIschichten 39 und Abstandsstücke 40.

Fig„ 31 zeigt eine Ausführungsform , bei welcher eine einzelne Einheit einer Flüssigkristallzelle LC-3 mit zwei Flüssigkristallschichten zwischen zwei polarisierenden Platten 41 und 42 angeordnet ist„ Diese Ausführungsform einer Flüssigkristallanzeigezelle enthält ferner transparente Substrate 43,44,45, transparente Widerstandsschichten 46, 47, transparente lejtfähige oder Widerstandsschichten 48, 49, Abstandsstücke 50 und Flüssigkristallschichten 51 _o

Das Anzeigeprinziep, wie es bei Verwendung der in den Fign. 30 und 31 gezeigten Flüssigkristallanzeigezellen bewirkt wird, wird nun unter Bezugnahme auf die Fign„ 32 (a), (b), (a') und (b) beschrieben. In diesen Fign. stellt LC-I die erste Flüssigkristallzelle,LC-2 die zweite Flüssigkristal Izelle, und 29 urid 30 stellen die polarisierenden Platten dar.

In Fig«, 32 sind die schraffierten Bereiche (A) und (A') die Anzeigebereiche der ersten bzw. zweiten FlüssigkristalIzelle und die unschraffierten Bereiche (B) und (B⁷) die Nicht-Anzeigebereiche der ersten bzw.

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zweiten Flüssigkristallzelle. Der Anzeigezustand, wie er sich einem Betrachter 52 darbietet, wenn die Polarisationsebenen der polarisierenden Platten 29 und 30 parallel sind, ist folgender: An den Nicht-Anzeigebereichen (B) und (B') liegt eine die elektrooptische Schwellspannung des Flüssigkristalls übersteigende Spannung (EIN-Zustand), weshalb die Flüssigkristallschicht in diesen Bereichen isotrop ist und keine Drehkraft hat, so daß in denjenigen Bereichen der Flüssigkristallzellen LC-I, LC-2, wo die Nicht-Anzeigebereiche (B) und (B⁷) einander überlappen, der Teil des einfallenden Lichts Io, der von der polarisierenden Platte 29 durchgelassen worden ist, direkt die polarisierende Platte 30 erreichte Auf der anderen Seite liegt an den Anzeigebereichen (A) und (A') eine unter der SchwelIspannung liegende Spannung (AUS-Zustand), so daß der Flüssigkristall in diesen Bereichen in der um 90 verwundenen Orientierung vorliegt und das durchgehende Licht um 90 dreht,so daß derjenige Teil des einfallenden Lichts lo, der von der polarisierenden Platte 29 durchgelassen worden ist, beim Durchgang durch die Bereiche um 90 gedreht wird, wonach er die polarisierende Platte 30 erreichte

Der Betrachter 52 vor der Zelle kann daher in dem durch parallele Polarisationsebenen der polarisierenden Platten 29 und 30 gekennzeichneten Fall die durch den hellen Bereich (D) und den dunklen Bereich (C) gelieferte Anzeige erkennen, wie in Fig„ 32 (b) zu sehen ist. Bei der Erfindung können Informationen tragende elektrische Signale unabhängig voneinander auf die Flüssigkristallzellen LC-I und LC-2 gegeben werden, so daß eine Mehrzahl von Informationssignalen gleichzeitig wiedergegeben werden kann (in Fig„ 32 (a) zeigen zwei dunkle Bereiche (C) zwei voneinander unabhängige Informationstypen an).

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Unter Bezugnahme auf die Fign. 32 (a') und (b') wird nun der Anzeigezustand erklärt, bei welchem der Anzeigebereich von wenigstens einer der Flüssigkristallzellen LC-I und LC-2 durch die an die Zelle angelegte Spannung soweit verschoben worden ist, daß sich die Anzeigebereiche (A) und (A') vollständig überlappen.,

Der Teil des von der polarisierenden Platte 29 durchgelassenen Lichts, der später die einander überlappenden Gebiete der Nicht-Anzeigebereiche (B) und(B') durchsetzt, wird durch den Nicht-Anzeigebereich (B) der Flüssigkrrstallzelle LC-I um 90 gedreht und um weitere 90 durch den Nicht-Anzeigebereich (B⁷) der Flüssigkristallzelle LC-2, wonach er die polarisierende Platte 30 erreicht» Das Licht befindet sich dabei in genau dem gleichen Zustand (hat genau die gleiche Polarisationsebene) wie das Licht, welches das Gebiet durchsetzt hat, in welchem die Anzeigebereiche (A) und (A') einander überlappen, so daß der Betrachter 52, wie in Figur 32 (b') den gesamten Bereich in seinem hellen Zustand sieht, das Dunkle also vollkommen eliminiert ist„ Der Betrachter kann also die Anzeige, die das Zusammenfallen einer Mehrzahl von voneinander unabhängigen Informationssignalen anzeigt,erkennen, wobei dieses Anzeigeverfahren, welches einen weiten Anwendungsbereich auf den verschiedensten Gebieten, wie beispielsweise hinsichtlich der Phofographierinformation bei Kameras, beim Abstimmen von Radio- oder Fernsehgeräten und bei gewöhnlichen Messungen der Entfernung ,des Gewichts usw„, finden wird, außerordentlich bemerkenswert ist.

Dieses Anzeigeverfahren wird insbesondere dort erfolgreich und tauglich sein, wo die Abwesenheit einer Anzeige bevorzugt wird, sobald zur Erreichung einer bestimmten Einstellung der Meßwert mit dem Bezugswert

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zusammenfällt.

Die Ausführungsform der Fig„ 32 wurde unter Bezug auf den Fall beschrieben, wo die Polarisationsebenen der polarisierenden Platten 29 und 30 parallel sind, es liegt jedoch auf der Hand, daß eine orthogonale Anordnung der Polarisationsebene lediglich eine Vertauschung der hellen und dunklen Bereiche ergibt, ohne daß sich sonst etwas ändert.

Ferner wurde in Fig„ 32 ein Fall mit zwei Flüssigkristallschichten gezeigt, ein Aufbau mit drei oder mehr Flüssigkristallschichten könnte }edoch in gleicher Weise erklärt werden.

Schließlich waren in Fig. 32 die Anzeigebereiche (schraffierten Bereiche) der Flüssigkristall zelle mit gleicher Breite angenommen. Fig. 33 zeigt demgegenüber, das Anzeigeprinzip für den Fall, wo die Anzeigebereiche der Fiüssigkristallzellen unterschiedliche Breite haben.

Fig. 33 (a) bezieht sich auf den Anzeigezustand, der sich für den Betrachter ergibt, wenn die Anzeigebereiche der FlüssigkrisraUzelle einander nicht überlappen, in welchem FaI! (A) und (A') als jeweilige Anzeige für eine bestimmte Information wahrgenommen werden» Sobald wenigstens einer der Anzeigebereiche verschoben worden ist, um einen Überlapp der Anzeigebereiche herbeizuführen, bietet sich dem Betrachter der in Fig„ 33 (b) dargestellte Anzeige zustande wie sich leicht aus der Beschreibung zu Fig. 32 ergibt,,

Das Anzeige verfahren der Fig _o 33 ist beispielsweise in Fällen geeignet, wo sich der Anzeigebereich (A) auf eine Bezugsaröße mit einem bestimmten

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Bereich bezieht und der Anzeigebereich (A⁷) innerhalb von (A) eingestellt wird₀ In einem solchen Fall ist es ausreichend (A) bzw. (A') so zu steuern, daß sichergestellt ist, daß die beiden schraffierten Bereiche (C), wie sie in Fig. 33 (b) zu sehen sind, jeweils vorhanden sind*

Fig. 34 zeigt eine weitere Ausführungsform der Fl üssigkristali zelle zur Bewirkung einer Vielzahl von Informationsanzeigen, welche zwei Flüssigkristallschichten aufweist,, Bei der in Fig., 34 gezeigten Ausführungsform, welche eine Abwandlung der in Fig. 31 dargestellten Flüssigkristallzelle LC-3 ist, ist eine der Widerstandsschichten 47, wie bei 53 angedeutet, auf einem Teil des Substrats 45 vorgesehen. Andere Bezugszeichen sind in ihrer Bedeutung ähnlich denen in Fig. 31. Die Anzeigeweise, die durch die Fl üssigkristali zelle der Fig.34 bewirkt wird, ist so wie in Fig. 35 (a) gezeigt. Wenn die Anzeigebereiche zur Überlappung gebrahcht werden, wie in Fig. 32 (a'), ändert sich die Anzeige in die in Fig. 35 (b) gezeigte Erscheinungsform, bei welcher nur ein Teil der Anzeige eliminiert worden ist. In diesem Fall ist derjenige Teil der Flüssigkristallschicht, der zwischen dem nicht mit einer Widerstandsschicht versehenen Bereich 54 des Substrats 45 und der transparenten Widerstandsschicht 47 liegt, in dem Zustand, der keine Drehkraft hat.

Es wäre natürlich ausreichend, wenn die dem Substrat 45 gegenüberliegende, auf dem Substrat 44 befindliche Widerstandsschicht 47 nur den Bereich einnehmen würde, der der leitfähigen Schicht 53 entspricht, und ebenso könnte ohne Nachteil das Substrat 45 so gewählt sein, daß es nur die Fläche einnimmt, die der leitfähigen Schicht entspricht«, Einschematischer Querschnitt eines solchen Aufbaus ist in Fig„ 36 gezeigt. Im folgenden

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werden nun einige Beispiele von Treiberschaltungen für die obenbeschriebene Flüssigkristallanzeigezelle mit zwei Flüssigkristallschichten vorgestellt.

In Fig. 37 sind die erste Flüssigkristallzelle LC-I und die zweite FlüssigkristalIzelle LC-2 jeweils durch gestrichelte Kästen angedeutet, die Schichten 46 und 47 sind transparente Widerstandsschichten, während die Schichten 48 und 49 transparente leitfähige Schichten sind. Die Potentialgradienten AB und A'B⁷ in den transparenten Widerstandsschichten 46 und 47 sind gleich, da die Zellen LC-I und LC-2 bei X und Y mit einer gemeinsamen Spannungsquelle verbunden sind.

Da sich die Potentialniveaus der leitfähigen Schichten 48 und 49 über variable Widerstände VRl bzw. VR2 unabhängig voneinander einstellen lassen, kann eine dieser leitfähigen Schichten als Eingang für das Einstellwertsignal und die andere leitfähige Schicht als Eingang für das Arbeitswertsignal, welches auf das Einstellwertsignal einzuregulieren ist, verwendet werden.

Fig. 38 zeigt den Fall, wo ein photoleitendes Element P für den Einstellwert der Zelle LC-I verwendet wird, und der Einstellwert durch die Menge des von außen anfallenden Lichts bestimmt wird.

Diese Treiberschaltungen sind nur als Beispiel für das Prinzip zu verstehen, welches den Grundeinsatz der Erfindung ermöglicht und ermöglichen die verschiedensten Abwandlungen für den tatsächlichen Gebrauch. Beispielsweise können die jeweiligen elektrischen Schaltungen unabhängig voneinander vorgesehen sein, den Widerstandsschichten der Zellen LC-I und LC-2 können verschiedene Potentialgradienten mitgeteilt werden.

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'der Eingabe Vorgang für das Einstellwertsignal oder das Arbeitswertsignal können mit anderen Elementen des Instruments verbunden sein, und diese Eingangssignale können das Ergebnis von für die Arbeitsweise des Instruments notwendigen Vorgängen sein.

Im folgenden werden nun Abwandlungen der Anzeigeweise der Flüssigkristallanzeigezelle nach der Erfindung beschrieben.

Fig«, 39 (α) zeigt ein Beispiel, bei welchem die vorzusehende Widerstandsschicht nicht geradlinig auf dem Substrat angeordnet, sondern ringr- · artig ausgebildet ist. Der geschwärzte Bereich ist der Anzeigebereich , und die schraffierten Bereiche stellen die Anschlußelektrodenbereiche dar. Diese Bezeichnungen werden im folgenden beibehalten. Fig., 39 (b) ist ein Beispiel, bei welchem die Anschlußelektrodenbereiche in ungleichförmigem Abstand voneinander angeordnet sind, so daß sich ein in vertikaler Richtung ungleichförmiger Potentialgradient erzielen läßt«, Fig.39 (c) zeigt ein Beispiel, bei welchem eine Anzahl von Widerstandsschichten ineinem unvollständigen Sekton angeordnet ist, so daß sich die Länge der Nadel-bzw. Zeigeranzeige offensichtlich ausdehnen läßt und die Anzeige wie eine Meßgerätanzeige aussieht«, Die in den Fign. 39 (a) und (c) gezeigten Beispiele sind analog den herkömmlichen Meßgerätanzeigen. Wenn die Ausführungsform der Fig_o 39 (c) in eine Vollsektorform abgewandelt wird, dann folgen die elektrischen Feldlinien dem kürzesten Weg, so daß die Anzeige ähnlich der in Fig„ 39 (b) gezeigten wird_o Die in Fig, 39 (b) gezeigte Anzeige vermittelt den Eindruck, daß das Ende der Zeigeranzeige scharf ist, was ein genaues Ablesen der Stellung unterstützt. Die Ausführungsform der Fig. 39 (b) kann hinsichtlich der Form der Anschlußelektrodenbereiche auf verschiedenste Weise abgewandelt werden, jedoch würde dies viel Redundanz im Aufbau mit sich bringen«, Fig. 39 (d) zeigt ein Beispiel, bei welchem eine Anzahl von balkenartigen

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r 62 -

Anzeigebereichen beieinander angeordnet ist und verschiedene Potentialgradienten an die einzelnen Widerstandsschichten angelegt sind. Dieses Beispiel vermittelt eine Ausführungsform, bei welcher die Anzeige bestimmter Funktionen durch Anlegen von unterschiedlichen Potentialen an die einzelnen den Widerstandsschichten gegenüberliegenden leitfähigen Schichten bewerkstelligt wird. Während in den Figuren 39 (a) bis(d) Beispiele gezeigt sind, bei denen die Anzeige durch die Lage von g-eraden oder gekrümmten Linien bewirkt wird_p zeigt Fig, 39 (e) ein Beispiel, bei welchem Anschlußelektrodenbereiche (A,B,D und E) in den vier Ecken einer ebenen Widerstandsschicht angeordnet sind und verschiedene Potentiale an die einzelnen Anschlußelektrodenbereiche angelegt werden» Das Ergebnis dessen ist durch die gestrichelt angedeutete Äquipotential Linien wiedergegeben. Dies läßt sich erfolgreich ausnützen, um das Gleichgewicht zwischen einer Vielzahl von Potentialen mit Hilfe der Veränderung des Musters in der Ebene oder auch die Korrelationen zwischen verschiedenen, in Zeit und Dimension unterschiedlichen Erscheinungen zu beobachten. Fig» 39 (f) zeigt ein weiteres Beispiel, bei welchem Elektrodenbereiche in der Mitte und am U.mfang eines Sektors vorgesehen sind, so daß Anzeigen mit bei iebig unterschiedlichen Radien auf konzentrischen Kreisen erscheinen.

Fig. 40 zeigt Anzeigebeispiele, wie sie durch zwei Sätze von Flüssigkristal I-zeüen LC der in Fig. 2 gezeigten Grundform gewonnen werden, wenn diese übereinander und zwischen zwei polarisierenden Platten so angeordnet werden, daß die Anzeigenbereiche dieser FlüssigkristailzeMe senkrecht aufeinander stehen. Durch Verwendung von Flüssigkristallzellen eines solchen Aufbaus findet die Flüssigkristal !anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung ein weites Anwendungsfeld.

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Die in Fig. 40 gezeigte Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist so aufgebaut, daß der Potentialgradient der Widerstandsschicht der Flüssigkristallzelle LC-I in Richtung xx' und der Potential gradient der Widerstandsschicht der anderen Flüssigkristalizelle LC-2 in Richtung yy' verläuft. Der Querschnitt einer solchen Flüssigkristallanzeigevorrichtung entspricht den in Fig. 40 (c) gezeigten/ wobei das Bezugszeichen 58 eine erste polarisierende Platte, LC-I eine erste FlüssigkristalIzelle, 59 eine zweite polarisierende Platte, LC-2 eine zweite FlüssigkristalIzelle und 60 eine dritte polarisierende Platte bezeichnet«,

Fig. 40 (a) zeigt ein Anzeigebeispiel, bei welchem der Überlapp zwischen einem,der Anzeigebereiche 55 der FlüssigkristalIzelle LC-loder 56 der FlüssigkristalIzelle LC-2 und dem Nicht-Anzeigebereich der anderen Flüssigkristallzelle, und der Überlapp zwischen dem Anzeigebereich der FlüssigkristaHzelle LC-I und dem Anzeigebereich der Flüssigkristallzelle LC-2 dunkel wiedergegeben werden. Fig. 40 (b) zeigt ein Beispiel, bei welchem die Anzeige im Bereich 57 geschieht, in welchem sich der Anzeigebereich 55 der Flüssigkristalizelle LC- 1 mit dem Anzeigebereich 56 der Flüssigkristalizelle LC-2 überlappt. In den Figuren 40 (a) und (b) sind die Anzeigebereiche 55 und 56 in x- bzw. y- Richtung verschiebIich, so daß diese analog jeden beliebigen Punkt in der xy-Ebene abtasten können.

Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Erfindung, wie sie oben im einzelnen beschrieben ist, hat nicht nur hervorragende Eigenschaften, sondern läßt sich auch auf den verschiedensten Gebieten wirkungsvoll einsetzen und wird sich kommerziell hoher Wertschätzung erfreuen. Die Bereiche, in denen sich die Vorrichtung nach der Erfindung nutzbringend einbringen läßt, umfassen die verschiedensten Typen von Meßinstrumenten, optischen Instrumenten, elektrischen Instrumenten usw., und eine Anwendung der Vorrichtung in einer Kamera wird im folgenden im einzelnen beschrieben.

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Fig. 41 zeigt eine FlüssigkristalIzelIe (111), die in einen Leuchtrahmensucher eingebaut ist. Wie gezeigt, ist die Zelle (III) in einen Gesichtsfeldrahmen 61 eingebaut, der in dem herkömmlichen Leuchtrahmensucher vorgesehen ist, so daß, wie noch weiter beschrieben wird, eine Anzeigelinie entsprechend der Ausgangsgröße des Meßvorgangs sowie eine weitere Anzeigelinie durch einen variablen Widerstand, der entsprechend einem Blendenring oder einer Verschlußscheibe variabel ist (nicht gezeigt) ausgegeben werden können. Mit diesem Aufbau ist es möglich, den Blendenring oder die Verschlußscheibe so drehen und gleichzeitig in den Sucher zu blicken, um die beiden Anzeigelinien übereinander und damit die Kamera in einen Zustand zu bringen, der eine richtige Belichtung gewährleistet. Fig. 42 zeigt eine weitere Anwendungsform der Flüssigkristallanzeigezelle (111) nach der Erfindung, nämlich in einer einäugigen Spiegelreflexkamera. Wie in Fig. 42 (a) gezeigt, befindet sich die Flüssigkristallanzeigezelle (111) an einer Mattscheibe 61, wodurch man sowohl die Anzeige als auch das Bild auf der Mattscheibe beim Blick durch den Sucher im Bereich des klaren Gesichtsfelds sehen kann. Wie in Fig.42 (b) gezeigt, ist zwischen einer Kondensorlinse 62und der Mattscheibe 61 eine Feldmaske 63 angeordnet , damit man den effektiven Gesichtsfeldbereich und das Flüssigkrisfal!anzeigefenster 66 voneinander getrennt sieht. Mit 64 ist ein total refektierender Spiegel und mit 65 ein Pentagonprisma bezeichnet. Durch das Vorsehen der Feldmaske 63 wird verhindert, daß die Grenze zwischen der Flüssigkristallanzeigezelle (III) und der in Fig. 42 (a) gezeigten Mattscheibe unansehnlich aussieht. Auch hier kann eine richtige Belichtung herbeigeführt werden, indem die zum Meßvorgang gehörige Anzeigelinie und die Anzeigelinie für den eingestellten Wert übereinandergebracht werden.

Ferner kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung als Volumenmesser bzw. Aussteuerungsanzeiger, Entfernungsmesser,Blitzmesser

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Batterieprüfer usw,eingesetzt werden und findet ferner weitere Anwendung als Thermometer, Druckmesser, Geschwindigkeitsmesser, Analoguhr,.· Flußmesser usw.

Zusammengefaßt schafft die Erfindung, eine "Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Spannungsversorgung, einem Spannungswandler, einer Flüssigkristallanzeigezelle und einem Generator zur Erzeugung eines Steuersignals. Die von der Spannungsquelle an den Wandler gelieferte Spannung wird in eine für den Betrieb der Flüssigkristallanzeigezelle geeignete Spannung umgewandelt und die so umgewandelte Spannung wird an die Flüssigkristallanzeigezeile gelegt, während gleichzeitig ein von dem Steuersignal generator abgeleitetes Steuersignal ebenfalls an die Flüssigkristallanzeigezelle gelegt wird, was die Anzeige ergibt.

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Claims (29)

1. Patentansprüche

   Flüssigkristallanzeigevorrichtung, gekennzeichnet durch eine Spannungsversorgung, eine Flüssigkristallanzeigezelle, eine Wandlereinrichtung zur Umwandlung der von der Spannungsquelle gelieferten Spannung in eine für den Betrieb der Flüssigkristallanzeigezelle geeignete Spannung und zum Zuführen dieser Spannung zur Flüssigkristallanzeigezelle, und eine Steuersignalausgabeeinrichtung zum Aufbringen eines gesteuerten Steuersignals auf die Flüssigkristallanzeigezelle, wobei die Steuersignalausgabeeinrichtung eine Signaleingabeeinrichtung für das Anlegen eines Informationssignals und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des durch die Signaleingabeeinrichung angelegten Informationssignals aufweist.
2. 2. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallanzeigezelle eine zwischen zwei polarisierenden Platten angeordnete Flüssigkristallzelle aufweist ,daß die Flüssigkristallzelle zwei einander gegenüberliegende Substrate, von denen wenigstens eines transparent ist, eine Widerstandsschicht auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate, Anschlüsse an den gegenüberliegenden Enden der Widerstandsschicht,eine der Widerstandsschicht gegenüberliegende Elektrodenschicht auf der anderen der gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate, wobei wenigstens die auf dem transparenten Substrat vorgesehene Schicht transparent ist, und zwischen der Widerstandsschicht und der Elektrodenschicht gehaltenen nematischen Flüssigkristall

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   aufweist, daß der Spannungsausgang der Wandlereinrichtung mit den Anschlüssen der Widerstandsschicht verbunden ist, um in ihr einen Potentialgradienten zu erzeugen, und daß das von der

   Steuersignalausgabeeinrichtung ausgegebene Steuersignal an die Elektrodenschicht der Flüssigkristallanzeigezelle gelegt ist.
3. 3. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch I₇ dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung eine Gleichspannungsquefle ist, daß die Flüssigkristallanzeigezelle eine zwischen zwei polarisierenden Platten angeordnete Flüssigkristallzelle aufweist, daß die FlüssigkristalIzelle zwei einander gegenüberliegende Substrate, von denen wenigstens eines transparent ist, eine auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate vorgesehene Widerstandsschicht, Anschlüsse an den gegenüber liegenden Enden der Widerstandsschicht, eine der Widerstandsschicht gegenüberliegende Elektrodenschicht auf der anderen der gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate , wobei wenigstens die auf dem transparenten Substrat vorgesehene Schicht transparent ist, und zwischen der Widerstandsschicht und der Elektrodenschicht gehaltenen nematischen Flüssigkristall aufweist, daß der Spannungsausgang der Wandlereinrichtung mit den Anschlüssen der Widerstandsschicht verbunden ist, um in ihr einen Potentialgradienten zu erzeugen, und daß das von der Steuersignalausgabeeinrichtung ausgegebene Steuersignal an die Elektrodenschicht der Flüssigkristallanzeigezelle gelegt ist„
4. 4_# Flüssigkristallanzeigt'vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet

   net, daß die Wandlereinrichtung eine SpannungserhöherschaItung zur Erhöhung der von der Spannungsversorgung gelieferten Gleichspannung auf eine geeignete Wechselspannung ist.

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5. 5. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung von dem Typ ist, der eine Gleichspannung in eine niederfrequente Wechselspannung verwandelt und diese ausgibt, und daß sie eine Spannungserhöherschaltung zur Erhöhung der von der Spannungsversorgung gelieferten Gleichspannung auf eine geeignete Wechselspannung und zur Ausgabe dieser Spannung, eine Wenderschaltung zur Verdoppelung und Wendung der Wechselspannung und Ausgabe einer hohen Gleichspannung, eine niederfrequente Puls-Oszillatorschaltung und eine entsprechend dem von der niederfrequenten Puls-Oszillatorschaltung herkommenden Signal intermittierend getriebene Unterbrecherschaltung zur Ausgabe der hohen Gleichspannung als : niederfrequenter Wechselspannung aufweist.
6. 6„ Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleingabeeinrichtung eine Lichtsignaleingabeschaltung und die Steuereinrichtung eine Informationseinsfel !schaltung aufweist.
7. 7. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsignaleingabeschaltung und die Informationseinstellschaltung miteinander in Reihe geschaltet sind.
8. 8. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsignaleingabeschaltung wenigstens ein photoleitendes Element enthält.
9. 9. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge-

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   kennzeichnet, daß die Informationseinstellschaltung einen variablen Widerstand enthält.
10. 10. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsignaleingabeschaltung wenigstens ein photoleitendes Element und die Informationseinstel!schaltung einen variablen Widerstand enthält.
11. 11. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsignaleingabeschaltung zwei photoleitende Elemente und einen variablen Widerstand enthält_o
12. 12. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei photoleitenden Elemente miteinander in Beihegeschaltet sind.
13. 13. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei photoleitenden Elemente zueinander parallel geschaltet sind.
14. 14. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei photoleitenden Elemente miteinander in Serie geschaltet sind, und daß der variable Widerstand zu einem der photoleitenden Elemente parallel geschaltet ist_o
15. 15. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden photoleitenden Elemente zueinander parallel geschaltet sind, und daß der variable Widerstand zu einem der photoleitenden Elemente in Reihe geschaltet ist.

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16. 16. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung eine Gleichspannungsquelle ist, daß die Flüssigkristallanzeigezelle eine zwischen zwei polarisierenden Platten angeordnete Flüssigkristallzelle aufweist, daß die Flüssigkristallzelle zwei einander gegenüberliegende Substrate, von denen wenigstens eines transparant ist, eine auf einer der gegenüber liegenden Oberflächen der Substrate vorgesehene Widerstandsschicht, Anschlüsse an den gegenüberliegenden Enden der Widerstandsschicht, eine gegenüber der Widerstandsschicht auf der anderen der gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate vorgesehene Elektrodenschicht, wobei wenigstens die auf dem transparenten Substrat vorgesehene Schicht transparent ist,und zwischen der Widerstandsschicht und der Elektrodenschicht gehaltenen nematischen Flüssigkristall aufweist, daß der Spannungsausgang der Wandlereinrichtung mit den Anschlüssen der Widerstandsschicht verbunden ist , um in ihr einen Potentialgradienten zu erzeugen, daß das von der Steuersignalausgabeeinrichtung ausgegebene Steuersignal an die lektrodenschicht der Flüssigkristallanzeigezelle gelegt ist, daß die Signaleingabeeinrichtung eine Lichtsignaleingabeschaltung aufweist, daß die Steuereinrichtung eine Informationseinstellschaltung aufweist, daß die Lichtsignaleingabeschaltung und die Informationseinstel!schaltung miteinander zu einem Serienkreis in Serie geschaltet sind, daß der gemeinsame Punkt zwischen der Lichts-ignaleingabeschaltung und der Informationseinstellschaltung mit der Elektrodenschicht der Flüssigkristallanzeigezelle verbunden ist, und daß der Serienkreis zu der Widerstandsschicht der Flüssigkretallanzeigezelle parallel geschaltet ist.
17. 17. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch

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    gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung von dem Typ ist, welcher eine Gleichspannung in eine niederfrequente Wechselspannung verwandelt und diese Spannung ausgibt, und daß sie eine Spannungserhöherschaltung zur Erhöhung der von der Spannungsversorgung gelieferten Gleichspannung auf eine geeignete Wechselspannung und zur Ausgabe dieser Spannung, eine Wenderschaltung zur Verdoppelung und Wendung der Wechselspannung und Ausgabe einer hohen Gleichspannung, eine niederfrequente Puls-Oszillatorschaltung, und eine entsprechend dem von der niederfrequenten Puls-Oszillatorschaltung ausgegebenen Signal intermittierend getriebene Unterbrecherschaltung zur Ausgabe der hohen Gleichspannung als niederfrequenter Wechselspannung aufweist.
18. 18. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallanzeigezelle eine zwischen zwei polarisierenden Platten angeordnete Flüssigkristallzelle aufweist, daß die FlüssigkristalIzelle zwei einander gegenüberliegende Substrate, von denen wenigstens eines transparent ist, eine Widerstandsschicht auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate,Anschlüsse an den gegenüberliegenden Enden der Widerstandsschicht, eine gegenüber der Widerstandsschicht angeordnete Elektrodenschicht auf der anderen der gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate, wobei wenigstens die auf dem transparenten Substrat vorgesehene Schicht transparent ist, und zwischen der WiderstandssicKicht und der Elektrodenschicht gehaltenen nematischen Flüssigkristall aufweist, daß der Spannungsausgang der Wandlereinrichtung mit den Anschlüssen der Widerstandsschicht verbunden ist, um in ihr einen Potentialgradienten

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    zu erzeugen, und daß die Steuersignalausgabeeinrichtung zur Ausgabe einer Mehrzahl von an die Elektrodenschicht der Flüssigkristallanzeigezelle gelegten Steuersignalen eingerichtet ist, um auf diese Weise eine Mehrzahl von Informationsanzeigen zu verwirklichen.
19. 19. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale der Steuersignalausgabeeinrichtung über einen Umschalter an die Elektrodenschicht der Flüssigkristallanzeigezelle gelegt werden.
20. 20. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Steuersignalausgabeeinrichtung enthaltene Signaleingabeeinrichtung und Steuereinrichtung miteinander in Serie geschaltet sind, daß der gemeinsame Punkt der Signaleingabeeinrichtung und der Steuereinrichtung mit der Elektrodenschicht der Flüssigkristallanzeigezelle verbunden ist, und daß die Signaleingabeeinrichtung eine Lichtsignaleingabeschaltung, eine Handsignaleingabeschaltung und eine Umschalterschaltung aufweist, derart, daß Signale von der Lichtsignaleingabeschaltung und der Handsignaleingabeschaltung durch Umschalten der Umschalterschaltung wahlweise ausgegeben werden können.
21. 21. Flüssigkristal lanze ige vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ..-^ gekennzeichnet, daß die Steuersignalausgabeeinrichtung ferner eine Informationseinstellschaltung, eine Umschalterschaltung und eine Frequenzteilerschaltung zum Treiben der Umschalterschaltung aufweist, wobei die Umschalterschaltung so arbeitet, daß sie zwischen dem Signal von der Informationseinstellschaltung und dem

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    Signal von der aus der Signaleingabeeinrichtung und der Steuereinrichtung gebildeten Einrichtung umschaltet und diese Signale abwechselrdsuf die Elektrodenschicht der Flüssigkristallanzeigezelle gibt.
22. 22. Flüssigkristallanzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß

    sie eine Spannungsversorgung, eine Flüssigkristallanzeigezelle, eine Wandlereinrichtung zur Umwandlung der von der Spannungsversorgung gelieferten Spannung in eine für das Betreiben der Flüssigkristallanzeigezelle geeignete Spannung und zum Anlegen dieser Spannungan die Flüssigkristallanzeigezelle, und eine eine Mehrzahl von Steuersignalausgabeeinrichtungen zum Anlegen einer bestimmten Steuerspannung an die Flüssigkristallanzeigezelle aufweist, . daß die Steuersignalausgabeeinrichtung eine Signaleingabeeinrichtung zum Anlegen eines Informationssignals und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des durch die Signaleingabeeinrichtung angelegten Informationssignals aufweist, daß die Flüssigkristallanzeigezelle eine zwischen zwei polarisierenden Platten angeordnete Flüssigkristallzelle aufweist, daß die Flüssigkristallzelle zwei einander gegenüber angeordnete Substrate, von denen wenigstens eines transparent ist,eine erste auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate vorgesehene Widerstandsschicht mit Anschlüssen an ihren gegenüberliegenden Enden, eine gegenüber der ersten Widerstandsschicht auf der Oberfläche des anderen Substrats angeordnete zweite Widerstandsschicht mit Anschlüssen an ihren gegenüberliegenden Enden, wobei wenigstens die auf dem transparenten Substrat vorgesehene Schicht transparent ist, und zwischen der ersten und der zweiten Widerstandsschicht gehaltenen nematischen Flüssigkristall aufweist, - daß einer der Spannungs-

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    anschlüsse der Wandlereinrichtung gleichzeitig mit einem Anschluß der ersten Widerstandsschicht und einem Anschluß der zweiten Widerstandsschicht verbunden ist, daß das Signal von einer ersten der Steuersignalausgabeeinrichtungen an den anderen Anschluß der ersten Widerstandsschicht gelegt ist, und daß das Signal von einer zweiten der Steuersignalausgabeeinrichtungen an den anderen Anschluß der zweiten Widerstandsschicht gelegt ist, um auf diese Weise die Anzeige zu bewirken.
23. 23. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, in einer ersten der Steuersignalausjgabeeinrichtungen enthaltene Signaleingabeeinrichtung eine erste Lichtsignaleingabeschaltung aufweist, und daß eine erste der Steuereinrichtungen eine erste Informationseinstellschaltung aufweist.
24. 24. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, in einer zweiten der Steuersignalausgabeeinrichtungen enthaltene Signaleingabeeinrichtung eine zweite Lichfsignaleingabeschaltung aufweist, und daß eine zweite der Steuereinrichtungen eine zweite Informationseinstellschaltung aufweist.
25. 25. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jede der in einer ersten und einer zweiten Steuersignalausgabeeinrichtung enthaltenen Signaleingabeeinrichtungen eine Lichtsignaleingabeschaltung aufweist, und daß jede der Steuereinrichtungen eine Informationseinstellschaltung aufweist.

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26. 26. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Signaleingabeeinrichtung und die erste Steuereinrichtung miteinander in Serie geschaltet sind, und daß ihr gemeinsamer Punkt mit dem anderen Anschluß der ersten Widerstandsschicht verbunden ist.
27. 27. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signaleingabeeinrichtung und die zweite Steuereinrichtung miteinander in Serie geschaltet sind, und daß ihr gemeinsamer Punkt mit dem anderen Anschluß der zweiten Widerstandsschicht verbunden ist.
28. 28. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Steuersignalausgabeeinrichtung enthaltene erste Signaleingabeeinrichtung und die erste Steuereinrichtung miteinander in Serie geschaltet sind und daß ihr gemeinsamer Punkt mit dem anderen Anschluß der ersten Widerstandsschicht verbunden ist, und daß die in der zweiten Steuersignalausgabeeinrichtung enthaltene zweite Signaleingabeeinrichtung und zweite Steuereinrichtung miteinander in Serie geschaltet sind und daß ihr gemeinsamer Punkt mit dem anderen Anschluß der zweiten Widerstandsschicht verbunden ist.
29. 29. Photoapparat, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Spannungsversorgung , eine Flüssigkristallanzeigezelle für das Anzeigen der Photographierinformation, eine Wandlereinrichtung zur Umwandlung der von der Spannungsversorgung gelieferten Spannung in eine für den Betrieb der Flüssigkristallzelle geeignete Spannung und zum Anlegen dieser Spannung an die Flüssigkristallzelle, und eine Steuersignalausgabeeinrichtung für das Anlegen eines der Photo-

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    graphierinformation entsprechenden Steuersignals an die Flüssigkristall ze I le, um so die Phofographierinformation anzuzeigen, aufweist, daß die Flüssigkristallanzeigezelle eine zwischen zwei polarisierenden Platten angeordneten Flüssigkristallzelle aufweist, daß die Flüssigkristallzelle zwei einander gegenüberliegende Substrate, von denen wenigstens eines transparent ist, eine Wider- ^ Standsschicht auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate, Anschlüsse an den gegenüberliegenden Enden der Widerstandsschicht,eine gegenüber der Widerstandsschicht angeordnete Elektrodenschicht auf der anderen der gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate, wobei wenigstens die auf dem transparenten Substrat vorgesehene Schicht transparent ist, und zwischen der Widerstandsschicht und der Elektrodenschicht gehaltenen nemafischen Flüssigkristall aufweist, daß der Spannungsausgang der Wandlereinrichtung mit den Anschlüssen der Widerstandsschicht verbunden ist, um in ihr einen Potentialgradienten zu erzeugen, daß die Steuersignalausgabeeinrichtung eine Lichtsignaleingabeschaltung zur Ausgabe einer Spannungsverteilung als Funktion einer Änderung in der Bildhelligkeit und eine Informationseinstel!schaltung zur Ausgabe einer Spannungsverteilung als Funktion.einer Änderung in wenigstens einem der Parameter Belichtungszeit, Blendenöffnung, Filmgeschwindigkeit, Lichtstärke der verwendeten Linse,aufweist, wobei das von der Ausgangsgröße der Lichtsignaleingabeschaitung und der Ausgangsgröße der Informationseinstellschaltung bestimmte Steuersignal der Elektrodenschicht zu.führbar ist.

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