DE3027092A1

DE3027092A1 - Informationssichtanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE3027092A1
Application number: DE19803027092
Authority: DE
Inventors: Wesley Kenneth Waldron
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1979-07-19
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1981-02-05
Also published as: GB2052125B; FR2461992A1; MX148277A; US4277786A; CA1144288A; JPS5639584A; GB2052125A

Description

Beschreibung

InformationsSichtanzeigevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkristall-Sichtanzeigevorrichtungen und betrifft insbesondere neue Flüssigkristall-Sichtanzeigevorrichtungen mit mehreren Elektroden, die in wenigstens drei Ebenen angeordnet sind, zum Anzeigen von mehreren Zeichen in unterschiedlichen Formaten.

Flüssigkristall-Sichtanzeigevorrichtungen sind aufgrund ihres niedrigen Stromverbrauches erwünscht. In vielen Anwendungsfällen erfordert die Anzeige von relativ großen Informationsmengen, daß die Anzeigevorrichtungen nicht nur relativ dicht gepackt sind, sondern daß sie auch in der Lage sind, Information in mehr als einer Betriebsart anzuzeigen. Deshalb sind Flüssigkristall-Sichtanzeigevorrichtungen, die in der Lage sind, sichtbare Information in mehreren Betriebsarten zu liefern, höchst erwünscht.

Gemäß der Erfindung hat eine Flüssigkristall-Sichtanzeigevorrichtung mehrere Elektroden, die in wenigstens drei parallelen Ebenen angeordnet sind, wobei die koplanaren Elektroden von allen anderen Elektroden in dieser Ebene und von allen Elektroden

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in den übrigen Ebenen isoliert sind. Die Elektrodenebenen sind neben jeder der beiden Oberflächen einer Flüssigkristallschicht angeordnet, wodurch Teile der Schicht, die zwischen Elektroden neben entgegengesetzten Schichtoberflächen begrenzt sind, nur dann in einen ersten lichtdurchlässigen Zustand gebracht werden, wenn ein elektrisches Feld, dessen Größe ungleich null ist, durch diesen Teil der Flüssigkristallschicht auf an die verschiedenen Elektroden der Elektrodenebenen neben den entgegengesetzten Oberflächen der Flüssigkristallschicht angelegte Treiberspannungen hin gebildet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform werden drei Elektrodenebenen benutzt, wobei zwei Elektrodenebenen neben der sichtbaren Frontfläche der Flüssigkristallschicht angeordnet sind und die Elektroden in ausgewählter Weise durch Schwingungen mit im wesentlichen gleicher Frequenz und im wesentlichen entgegengesetzter Phase angesteuert werden, wodurch vier unterschiedliche Informationsbetriebsarten für eine Gruppe von drei Elektroden realisiert werden können, von denen jede in einer anderen der drei Elektrodenebenen angeordnet ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden vier Elektrodenebenen benutzt, wobei ein erstes Paar Elektrodenebenen neben der sichtbaren Frontfläche der Flüssigkristallschicht und ein weiteres Paar Elektrodenebenen neben der Rückfläche der Flüssigkristallschicht angeordnet wird und wobei acht unterschiedliche Informationsanzeigebetriebsarten in einer Anzeigevorrichtung realisierbar sind, die eine Elektrode in jeder der vier unterschiedlichen Elektrodenebenen hat, wobei jede Elektrode durch eine ausgewählte Schwingung der oben erwähnten beiden Treiberschwingungen mit im wesentlichen gleicher Frequenz und im wesentlichen entgegengesetzter Phase auswählbar angesteuert wird. Durch Anbringen der Ebene(n), die die Elektroden größten Flächeninhalts enthält (enthalten), am nahesten bei der Flüssigkristallschicht können die Elektrodenzuleitungen verborgen werden und bilden keine sichtbaren Hindernisse.

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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische

Ansicht einer Flüssigkristall-Sichtanzeigevorrichtung nach der Erfindung mit drei koplanaren Elektrodenschichten,

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht einer Abwand

lung der Dreischicht- oder Trioden-Flüssigkristall-Sichtanzeigevorrichtung von Fig. 1,

Fig. 1b eine perspektivische Ansicht einer Drei-

schichtsi-chtanzeigevorrichtung, die mehr als eine Elektrode in einer der Schichten hat-,

die Fig.2a-2d Diagramme einer möglichen Schar von Elek-

trodenansteuerschwingungen und der sich ergebenden elektrischen Feldschwingungen an dem Flüssigkristallmaterial innerhalb der Sichtanzeigevorrichtung/

die Fig.3a-3d schematische Darstellungen der mehreren

Zeichen, die durch die Triodensichtanzeigevorrichtungen von Fig. 1 oder 1a für mehrere verschiedene Kombinationen der Elektrodenansteuerung erzeugt werden,

die Fig.4a-4j schematische Darstellungen einer ausgewählten Untergruppe der mehreren Zeichen, die durch die Sichtanzeigevorrichtung von Fig. 1b erzeugt werden,

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ORIGINAL iNSPECTED

Fig, .5 eine Querschnittansicht, einer Vierschicht

oder Tetroden-Flüssi-gkristall-Sichtanzei— gevorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 5a eine Vorderansicht der Vorderseite der

Fluss igkr is tall-iSichtanzeigevorrichtung von Fig. 5 in Richtung von Pfeilen 5a -5a,

die Fig.6a-6h Darstellungen von einigen der mehreren

Zeichen, die auf der Vorderfläche der Sichtanzeigevorrichtung von Fig. 5 und Fig. 5a sichtbar sind., für verschiedene unterschiedliche Ansteuerzustände, und

Fig. 7 eine perspektivische Schnittansicht eines

Teils einer Tetrodensichtanzeigevorrichtung, in welcher die An-zeig-eelektr-oden^zu— leitungen -effektiv verdeckt ^ind.

Gemäß Fig. 1 hat eine Flüssigkristail-Sichtanzeigevorrichtung 10 ein vorderes Substrat 11/ das aus einem optisch durchlässigen Material, wie Glas od.dgl., gebildet ist, und ein hinteres Substrat 12, das aus einem Isoliermaterial gebildet ist. Eine erste Elektrode 14, die aus einem im wesentlichen lichtdurchlässigen, leitenden Material, wie Indiumoxid, Zinnoxid, Indium-Zinn-Oxid od.dgl., gebildet ist, ist in einem gewünschten Muster auf der Fläche 11a des vorderen Substrats hergestellt, die dem hinteren Substrat 12 zugewandt ist. In dem dargestellten Beispiel ist die erste Elektrode 14 im wesentlichen über der gesamten vorderen Elektrodenfläche 11a hergestellt. Eine Zuleitungsvorrichtung 15 verbindet eine Quelle (nicht gezeigt) eines ersten Elektrodentreiber- oder Elektrodenansteuerpotentials V- mit der ersten Elektrode 14. Eine Schicht \ 7 aus einem lichtdurchläassigen., dielektrischen Isoliermaterial ist auf der ersten Elektrode 14 auf

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deren von dem vorderen Substrat 11 abgewandter Seite hergestellt. Eine zweite Elektrode 19 aus einem im wesentlichen lichtdurchlässigen und leitenden Material ist in einem gewünschten Muster auf der Fläche 17a der Isolierschicht 17 hergestellt, die von der ersten Elektrode 14 am weitesten entfernt ist. Die zweite Elektrode 19 hat vorteilhafterweise einen Flächeninhalt, der kleiner als der Flächeninhalt der ersten Elektrode 14 ist, wodurch wenigstens ein Teil der ersten Elektrode 14 nicht durch irgendeinen Teil der zweiten Elektrode 19 überlagert ist. Eine weitere Zuleitungsvorrichtung 20 verbindet eine Quelle (nicht gezeigt) eines zweiten Elektrodentreibex- oder Elektrodenansteuerpotentials V~ mit der zweiten Elektrode 19. Eine hintere oder dritte Elektrode 22 ist auf der Fläche 12a der hinteren Elektrode 12 hergestellt, die der vorderen Elektrode 11 zugewandt ist. In Abhängigkeit von dem Typ der herzustellenden Sichtanzeigevorrichtung kann die leitende Elektrode 22 einen stark reflektierenden Belag auf ihrer dem vorderen Substrat 11 am nächsten gelegenen Fläche haben, wenn eine reflektierende Flüssigkristall-Sichtanzeigevorrichtung erwünscht ist, oder die leitende Elektrode 22 kann im wesentlichen lichtdurchlässig sein, wobei das hintere Substrat 12 ebenfalls im wesentlichen ein lichtdurchlässiges Material ist, wenn eine lichtdurchlässige Sichtanzeigevorrichtung erwünscht ist. Die Substrate sind im wesentlichen parallel zu einander ausgerichtet, wodurch jede der mehreren (z.B. drei) Elektroden jeweils in einer Ebene angeordnet ist, die im wesentlichen parallel zu, aber mit Abstand von den Ebenen der übrigen (z.B. zwei) Elektroden angeordnet ist. Der Abstand zwischen der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 19 wird durch die Dicke der Isolierschicht 17 festgelegt, bei der es sich vorteilhafterweise um eine dünne dielektrische Schicht aus Siliciumdioxid handelt, die eine Dicke zwischen etwa 50 nm (500 Angstrom ) und etwa 1000 nm(iO 000 Angstrom ) hat. Der Abstand D zwischen den einander zugewandten Flächen der ersten Elektrode 14 und der dritten Elektrode 22 wird auf einen viel

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größeren Wert eingestellt, der typischerweise in der Größenordnung von 10-20 um liegt, welcher für die Dicke einer Flüssigkristallmaterialschicht 25 erforderlich ist, die den Raum, zwischen dem vorderen und dem hinteren Substrat und den Elektroden, die auf deren Innenflächen hergestellt sind, iüllt. Obwohl in den Figuren nicht gezeigt, die aus Darstellungsgründen übertrieben groß gezeichnet sind, werden geeignete Dichtungsvorrichtungen in bekannter Weise um und zwischen den Umfangen der Substrate benutzt, um das Flüssigkristallmaterial 25 zwischen den Substraten einzuschließen. Es wird zwar ein dichroitisches Flüssigkristallmaterial, das vorzugsweise ein nematisches Wirt-Flüssigkristallmaterial mit positiver dielektrischer Anisotropie hat, in welchem ein dichroitischer Gast-Farbstoff aufgelöst ist, aus Darstellungsgründen' benutzt, es können jedoch andere Formen von Flüssigkristallmaterial, mit oder ohne aufgelöste dichroitische Farbstoffe und ähnlichen Färbmitteln, gleichermaßen gut benutzt werden, solange sich das Flüssigkristallmaterial so verhält, daß es das Durchlassen von Licht durch die Flüssigkristallschicht auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes in der Flüssigkristallschicht hin erleichtert und ein wesentliches Durchlassen von Licht durch die Flüssigkristallschicht auf das NichtVorhandensein bzw. Vorhandensein von elektrischen Feldzuständen in der Flüssigkristallschicht hin verhindert.

Weiter sei angemerkt, daß die Isolierschicht 17 nur die zweite Elektrode 19 von der ersten Elektrode 14 zu trennen braucht und sich nicht über Teile der ersten Elektrode 14 zu erstrekken braucht, über denen kein Teil der zweiten Elektrode 19 angeordnet ist. In Fig. 1a ist die Isolierschicht 17' nur zwischen der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 19 angeordnet und hat dieselbe Form wie die darauf hergestellte zweite Elektrode 19, während über den übrigen Teilen der ersten Elektrode 14 kein Isolator angebracht ist. Das Vorhandensein der Isolierschicht 17' nur dort, wo sie auf ent-

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gegengesetzten Seiten durch die erste Elektrodenschicht 14 und die zweite Elektrodenschicht 19 begrenzt wird, ergibt eine gleichmäßige Lichtdurchlässigkeit über sämtlichen Bereichen der Flüssigkristall-Sichtanzeigezelle, wenn Ansteuerspannungen minimaler Amplitude benutzt werden.

Die Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkristallschicht 25 wird durch das elektrische Feld an jedem Teil derselben gesteuert, das durch die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung an der hinteren oder Steuerelektrode 22, welche an einer Fläche der Flüssigkristallschicht anliegt, und den Spannungen jeweils an der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 19 erzeugt wird. Das Aufbauen einer Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden 14 und 22 oder den Elektroden 19 und 22 kann zwar auf unterschiedliche Weise erfolgen, zu Darstellungszwecken ist jedo.:h die Verwendung von zwei Ansteuerrechteckschwingungen entgegengesetzter Phase gezeigt. So ist die erste Ansteuerschwingung 0.(FIg. 2a) eine ^^chteckschwingung, deren Amplitude sich periodisch zwischen null und +V Volt ändert, während die zweite Ansteuerschwingung 0„(Fig. 2b) eine Rechteckschwingung gleicher Frequenz und Amplitude ist, die eine Phasenverschiebung von 180 gegenüber der ersten Ansteuerschwingung 0. hat. Die Spannung an der Flüssigkristallschicht 25, die gleich der Differenz zwischen den Augenblickswerten der die Elektroden auf entgegengesetzten Flächen jedes Teils der Flüssigkristallschicht ansteuernden Schwingungen ist, hat einen Wert null, wenn die entgegengesetzten Elektroden durch in Phase befindliche Spannungen angesteuert werden, die mit 0 (Fig. 2c") bezeichnet sind,

χ—χ

wobei χ gleich 1 oder 2 ist. Das heißt, wenn beide einander gegenüberliegenden Elektroden durch dieselbe Ansteuerscnwingung angesteuert werden, sei es entweder die Schwingung 0. oder die Schwingung 0_?, hat das resultierende elektrische Feld an der Flüssigkristallschicht den Wert null. Umgekehrt, wenn eine der beiden einander gegenüberliegenden Elektroden,

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die die Flüssigkristallschicht begrenzen, durch eine erste Schwingung der beiden Ansteuerschwingungen 0₁ und -0 angesteuert wird, wird die andere begrenzende Elektrode durch die andere Ansteuerschwingung 0„ oder 0. angesteuert, wobei dann das elektrische Feld an der Flüssigkristallschicht ungleich null ist und eine Rechtecksciiwingungsform hat, deren Frequenz gleich der Frequenz der Ansteuerschwingungen ist, wobei der Effektivwert des Feldes in Beziehung zu dem Spitzenwert der Differenz zwischen den Augenblicksansteuerschwingungsamplituden steht. Somit ist gemäß Fig. 2d die das elektrische Feld erzeugende Spannung 0 _ an der Flüssigkristallschicht eine Rechteckschwingungsumschaltung zwischen Spitzenwerten von +V und -V Volt, d.h. eine Schwingung mit einem Spitze-Spitze-Wert von 2 V, mit einem Effektivwert von V Volt und mit einem Gleichstroman tei"¹. von null Volt (was erforderlich ist, um dauernde Polarisierungseffekte in dem Flüssigkristallmaterial zu verhindern). Wenn die Ans teuerschwingungsspitzenspannung V so gewählt wird, daß sie größer als eine Schwellenwert spannung V.., des Flüssigkristallmaterials ist, kann das Flüssigkristallmateria3. in einem ersten Lichtdurchlässigkeitszustand (z.B.. lichtabsorbierend) bei dem Nullfeldzustand (Fig.2c) sein, wenn beide einander gegenüberliegenden Elektroden in Phase angesteuert sind, während es in dem entgegengesetzten Lichtdurchlässigkeitszustand (z.B. lichtdurchlässig) sein wird, wenn die "einander gegenüberliegenden Elektroden Ansteuerschwingungen entgegengesetzter Phase empfangen (Fig. 2d). Der Lichtdurchlässigkeitszustand jedes Teils einer Anzeigevorrichtung,, der durch unterschiedliche vordere Elektroden 14 oder 19 begrenzt ist, hängt von der Beziehung der daran angelegten Ansteuerspannungsschwingung zu der an die Gegenelektrode 22 angelegten Ansteuerspannungsschwingung ab.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3a-3d werden die verschiedenen Kombinationen von Ansteuerschwingungen betrachtet, die an die drei Elektroden angelegt werden, welche sich jeweils in einer

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gesonderten Ebene bezüglich der anderen beiden Elektroden befinden. In Fig. 3a sind sämtliche drei Elektroden mit der Schwingung 0.. angesteuert; daher ist die Größe des elektrischen Feldvektors E (Fig. 1) zwischen der Steuerelektrode 2 2 und der zweiten Elektrode 19 null. Deshalb bleibt das Flüssigkristallmaterial dieses Teils der Schicht 25 zwischen den Elektroden 19 und 22 in seinem Ausgangszustand, von dem darstellungshalber angenommen ist, daß es der lichtabsorbierende Zustand ist (wie er durch bekannte Elektrode-Flüssigkristallschicht-Begrenzungseinrichtungen gebildet wird). Somit erscheint derjenige Teil der Anzeigevorderfläche, der durch die Elektrode 19 (mit gestrichelter Linie gezeigt) begrenzt wird, welche sich hinter der Elektrode 14 befindet, als ein "dunkler" Bereich. Ebenso hat der elektrische Feldvektor E- (Fig. 1) zwischen der ersten vorderen Elektrode 14 und der Steuerelektrode 22 die Größe null, wenn beide Elektroden 14 und 22 durch Spannungen angesteuert sind, die im wesentlichen die gleiche Amplitude haben und in Phase sind. Demgemäß sind diejenigen Teile der Sichtanzeige, die durch Teile der Flüssigkristallschicht 25 begrenzt werden, welche durch die Elektroden 14 und 22 begrenzt sind, ebenfalls in dem lichtabsorbierenden oder "dunklen" Zustand und die gesamte Sichtanzeigevorrichtung ist in einem erstan oder völlig dunklen Anzeigezustand.

In Fig. 3b steuert die erste Ansteuerschwingung 0. die Steuerelektrode 22 an, während sowohl die erste vordere Elektrode 14 als auch die zweite vordere Elektrode 19 durch die zweite Ansteuerschwingung 0₉ angesteuert werden. Der erste elektrische Feldvektor E₁ zwischen der ersten vorderen Elektrode 14 und der Steuerelektrode 22 ist ungleich null, da die Ansteuerschwingungen, die an den Elektroden 14 und 22 anliegen, entgegengesetzte Phase haben (Fig. 2d). Demgemäß wird das Flüssigkristallmaterial der Schicht 25 zwischen ihnen in den lichtdurchlässigen Zustand geschaltet, wodurch der Bereich, der durch die erste vordere Elektrode 14 begrenzt wird, in den

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"hellen" Zustand gesteuert wird. Da die Spannungen zwischen der zweiten vorderen Elektrode 19 und der Steuerelektrode 22 entgegengesetzte Phase haben, hat auch der Feldvektor E₂ eine ausreichende Größe, um die Moleküle dieser Teile der Flüssigkristallschicht 25 zwischen der zweiten vorderen Elektrode 19 und der Steuerelektrode 22 umzuorientieren und diese Teile in den lichtdurchlässigen oder "hellen" Zustand zu bringen, wodurch die gesamte Vorderfläche der Anzeigevorrichtung in einem hellen oder zweiten Sichtanzeigezustand erscheint.

In Fig. 3c ist eine erste Ansteuerschwingung 0₁ an die erste vordere Elektrode und an die hintere Elektrode 22 angelegt, während die zweite Ansteuerschwingung 0„ an die zweite vordere Elektrode 19 angelegt ist. Das Feld E₂ ist aufgrund der Phasendifferenz zwischen den Schwingungen 0.. und 0„, die die Elektroden 22 bzw. 19 ansteuern, ungleich null, wodurch die Teile der Flüssigkristallschicht, die dazwischen begrenzt sind, in den lichtdurchlässigen oder "hellen" Zustand gebracht werden. Das Feld E₁ ist aufgrund des Ansteuerns der hinteren Elektrode und der ersten vorderen Elektrode über Teilen der letzteren, die n^cht durch das Muster der zweiten vorderen Elektrode 19 abgeschirmt sind, mit Ansteuerschwingungen gleicher Phase und Amplitude im wesentlichen null. Demgemäß sind die Bereiche der Flüssigkristallmaterialschicht 25, die durch die erste vordere Elektrode 14 außerhalb der Bereiche der zweiten vorderen Elektrode 19 begrenzt werfen, in dem Ruheoder lichtabsorbierenden(oder dunklen) Zustand, wodurch ein helles Zeichen (dargestellt als der Buchstabe H) vor einem dunklen Hintergrund in einem dritten Sichtanzeic 2zustand erscheint.

In Fig. 3d werden die zweite vordere Elektrode 19 und die hintere Elektrode 22 beide durch dieselbe Schwingung, die erste Ansteuerschwingung 0₁, angesteuert, während die erste vordere Elektrode 14 durch die andere Ansteuerschwingung,

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d.h. durch die zweite Ansteuerschwingung 0„ angesteuert wird. Der Vektor E des elektrischen Feldes zwischen der ersten vorderen Elektrode 14 und der hintere Elektrode 22 ist wegen der Phasendifferenz zwischen den Ansteuerspannungen ungleich null. Das Flüssigkristallmaterial der Schicht 25 sollte demgemäß in dem angeregten Zustand sein, wodurch die Schicht 25 in einem lichtdurchlässigen Zustand ist. Dieser Zustand ergibt sich tatsächlich für diejenigen Teile der Flüssigkristallschicht, die nur durch Teile der vorderen Elektrode 14 begrenzt werden. Die übrigen Teile der Schicht 25, die durch die zweite vordere Elektrode 19 am engsten begrenzt werden, haben einen elektrischen Feldvektor E₂ von im wesentlichen null, und zwar wegen des Anliegens von gleichphasigen Schwingungen mit im wesentlichen gleichen Amplituden zwischen der zweiten vorderen Elektrode 19 und der hinteren Elektrode 22, die diese Teile der Schicht 25 begrenzen, wodurch die zweite vordere Elektrode 19 als eine elektrische Abschirmung zwischen der ersten vorderen Elektrode 14 und der hinteren Elektrode 22 dient und die Flüssigkristallschichtteile unter der zweiten vorderen Elektrode 19 in den Ruhe- oder lichtabsorbierenden Zustand gebracht werden. Deshalb wird ein "dunkles" Zeichen (in der Form des Buchstaben H) auf einem hellen Hintergrund in einem vierten Sichtanzeigezustand gebildet.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Zeichenbildungsmöglichkeiten der Trioden- oder Dreiplanarelektrodenschicht-Sichtanzeigevorrichtung von Fig. 1 eine Gesamtanzahl von Zeichenbildungszuständen erleichtert, die durch die Anzahl der vorderen Elektroden festgelegt wird. Scniit hat bei zwei vorderen Elektroden die Sichtanzeigevorrichtung zwei sichtbare Bereiche (den durch die innerste vordere Elektrode begrenzten Bereich und einen zweiten Bereich, der durch den Bereich der äußersten Elektrode begrenzt wird, ausschließlich desjenigen Bereiches, der durch die innerste Elektrode be-

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- rs -

grenzt wird). Jeder dieser beiden so definierten Bereiche kann entweder in dem lichtdurchlässigen oder hellen Zustand oder in dem lichtabsorbierenden oder dunklen Zustand sein, wodurch insgesamt vier Sichtanzeigezustände realisiert werden können. Es ist klar, daß das Ansteuern der hinteren Elektrode 22 mit der Schwingung 0~ entgegengesetzter Phase bewirkt, daß die hellen und dunklen Bereiche der Anzeigevorrichtung vertauscht werden. Das heißt, wenn in Fig. 3a gilt, V₃=0„, dann wird die gesamte Sichtanzeige in dem hellen Zustand sein (wie in Fig. 3b). Wenn in Fig. 3b gilt V₃=0„, dann wird die Sichtanzeige vollständig dunkel sein (wie in Fig. 3a) . Wenn gilt V-.=0~, würden die Darstellungen der Fig. 3c und 3d ebenfalls gegeneinander vertauscht. Das ergibt einen zweckmäßigen Mechanismus zum "Aufblitzen" der Sichtanzeige, um die Aufmerksamkeit auf sie zu ziehen, während die angezeigten Zeichen aufrechterhalten werden, indem die zugeführte Schwingung nur einer Elektrode, d.h. der hinteren Elektrode 22, periodisch umgekehrt wird.

Wenn die innerste Elektrodenebene durch mehr als eine zweite vordere Elektrode 19 eingenommen wird, die jeweils isoliert und mit Abstand voneinander angeordnet sind, dann wird die Anzahl der Sichtanzeigezustände um einen Faktor zwei für jedes zusätzliche zweite Schichtelektrodensegment erhöht. So ist in Fig. 1b, in der sämtliche anderen Elemente den Elementen von Fig. 1a gleichen, die zweite vordere Elektrode 19 längs einer Linie 30 in zwei zweite vordere Elektrodensegmente 19a bzw. 19b geteilt worden, die jeweils mit unabhängig schaltbaren Ansteuerpotentialen V„ und V», über Zuleitungseinrichtungen 20 bzw. 20' und zugeordnete Schalteinrichtungen 24a und 24b verbunden sind, wobei die erste vordere Elektrode 14 und die hintere Elektrode 22 ebenfalls mit einer der beiden Schwingungen 0₁ und 0„ über zugeordnete Schalteinrichtungen 24c und 24d wahlweise verbunden werden. Es können insgesamt acht unterschiedliche Zeichen gebildet werden, wie

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sie in den Fig. 4a-4j gezeigt sind. Wenn die Schalteinrichtung 24d die Schwingung 0₁ mit der hinteren Elektrode 22 verbindet, und wenn die Schalteinrichtung 24c die Schwingung 0. mit der ersten vorderen Elektrode 14 verbindet, führt die Betätigung der Schalteinrichtungen 24a und 24b zum Verbinden der Schwingung 0. mit beiden zweiten vorderen Elektrodensegmenten 19a und 19b dazu, daß sämtliche vorderen Elektroden 14, 19a und 19b in Phase mit der die hintere Elektrode ansteuernden Schwingung angesteuert werden, wodurch die Felder in der Flüssigkristallschicht eine Größe von im wesentlichen null haben und die gesamte sichtbare Vorderseite der Sichtanzeigevorrichtung dunkel ist (Fig. 4a). In Fig. 4b ist die Schalteinrichtung 24b betätigt worden, um die Schwingung 0„ mit dem zweiten vorderen Elektrodensegment 19b zu verbinden, wodurch ein Feld, dessen Größe ungleich null ist, an dem Teil der Flüssigkristallschicht existiert, der durch dieses Elektrodensegment begrenzt wird, und einen hellen Teil in einer ansonsten dunklen Sichtanzeige ergibt. In Fig. 4c ist die Schalteinrichtung 24a betätigt worden, um die Schwingung 0~ mit dem zweiten vorderen Elektrodensegment 19a zu verbinden, während das zweite vordere Elektrodensegment 19b die Schwingung φ. empfängt, wodurch der Teil der Flüssigkristallschicht unterhalb des Elektrodensegments 19a Licht durchläßt und einen hellen Sichtanzeigeteil bildet, während der übrige Teil der Sichtanzeige im abgedunkelten Zustand ist. In Fig. 4d sind die Schalteinrichtungen 24a und 24b so betätigt worden, daß die Schwingung 02 beiden zweiten vorderen Elektrodensegmenten 19a und 19b zugeführt wird, wobei diese Segmente hell auf dunklem Hintergrund erscheinen, weil die erste vordere Elektrode 14 in Phase mit der hinteren Elektrode 22 angesteuert wird. In den Fig. 4e-4h wird die.vordere Elektrode 14 mit entgegengesetzter Phase von der die hintere Elektrode 22 ansteuernden Schwingung durch Betätigung der Schalteinrichtung 24c angesteuert, während die zweiten vorderen Elektrodenseamente 19a und 19b mit den verschiedenen möglichen Kombinationen der Schwingungen 0, und 0₂ angesteuert werden.

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Während die Phasendifferenz zwischen der ersten vorderen Elektrode 14 und der hinteren Elektrode 22, wenn die zweiten vorderen Elektrodensegmente 19a und 19b nicht vorhanden wären, eine vollständig helle sichtbare Sichtanzeigefläche liefern würde, ergibt gemäß diesen Figuren das Vorhandensein einer oder beider zweiten vorderen Elektrodensegmente, die mit einer Schwingung angesteuert werden, welche dieselbe Phase wie die hintere Elektrode hat, eine Abschirmwirkung und bewirkt, daß derjenige Teil aer sichtbaren Fläche, der durch das zweite vordere Elektrodensegment, das in Phase mit der hinteren Elektrode angesteuert wird, begrenzt wird, in einer ansonsten hellen Sichtanzeige dunkel ist. In den Fig. 4i und 4j ist die Schalteinrichtung 24d so betätigt worden, daß die Schwingung 0~ mit der hinteren Elektrode 2 2 verbunden ist. Wenn die erste vordere Elektrode 14 durch die Schwingung 0- angesteuert wird (Fig. 4i), ist die Sichtanzeige hell, mit Ausnahme derjenigen zweiten vorderen Elektrodensegemente (z.B. 19a), die die Schwingung 0₂ empfangen, wodurch die gleichphasige Ansteuerschwingung und die Abschirmwirkung der zweiten Elektrodenschicht bewirken, daß ein dunkler Sichtanzeigeteil erscheint. Wenn die erste vordere Elektrode (Fig. 4j) in Phase mit der Schwingung 0„ angesteuert wird, die die hintere Elektrode ansteuert, erscheint die Sichtanzeige in dem normalerweise dunklen Zustand, mit Ausnahme derjenigen Teile, die durch eines der zweiten vorderen Elektrodensegmente (z. B. 19a) begrenzt werden, welche die Schwingung haben, deren Phase zu der der Schwingung der hinteren Elektrode entgegengesetzt ist, und in dem hellen Zustand erscheinen.

Die mehreren parallelen, planaren Elektrodenschichten können an der hinteren Fläche der Flüssigkristallmaterialschicht 25 angeordnet sein, mit einer einzigen vorderen Elektrodenschicht. Mehrere Elektrodenschichten können an jeder der entgegengesetzten Flächen der Flüssigkristallschicht angeordnet sein, wie in der in den Fig. 5 und 5a gezeigten Sichtanzeigevorrichtung 10'. Die Sichtanzeigevorrxchtung 10* ist

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ein Beispiel für eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, welche ein im wesentlichen lichtdurchlässiges isolierendes vorderes Substrat 11' auf der gesamten Innenfläche 11a hat, von der eine erste vordere lichtdurchlässige Elektrode 14' hergestellt ist. Eine lichtdurchlässige, dielektrische Schicht 17', die auf einem Teil der Innenfläche der ersten vorderen Elektrode 14' hergestellt ist, trägt eine lichtdurchlässige zweite vordere Elektrode 19'. Eine erste hintere Elektrode 22' ist aus einem leitenden Material gebildet, das in einer reflektierenden Sichtanzeigevorrichtung eine stark reflektierende Fläche 22a¹ hat, die in dieser Ausführungsform dem vorderen Substrat 11' zugewandt ist, während die Funktion des hinteren Substrats erfüllt wird, indem die hintere Elektrode 22' bis zu einer ausreichenden Dicke hergestellt wird, um die erforderliche Steifigkeit des hintersten Teils zu schaffen. Eine Schicht 30 aus lichtdurchlässigem, dielektrischem Material wird auf einen Teil der ersten hinteren Elektrodenvorderflache 22a hergestellt, um eine zweite hintere Elektrode 35 abzustützen, und zwar in gleicher V7eise, wie die zweite vordere Elektrode 19' auf der Innenfläche der ersten vorderen Elektrode 14' durch die dielektrische Schicht 17' abgestützt ist. In einer reflektierenden Sichtanzeigevorrichtung hat die erste Fläche 35a der zweiten hinteren Elektrode ebenfalls einen stark reflektierenden Belag. Die Zuleitungseinrichtungen 15", 20', 23' und 36 sind für die erste vordere Elektrode 14', die zweite vordere Elektrode 19', die erste hintere Elektrode 22' bzw. die zweite hintere Elektrode 35 vorgesehen, um an diese die Ansteuerschwingungen V.,, V₂, V- bzw. V. anzulegen. Der Raum, der auf einer ersten Seite durch die erste und die zweite vordere Elektrode 14' bzw. 19' und den vorderen Isolator 17' und auf einer zweiten Seite durch die erste und die zweite hintere Elektrode 22' und 35 und durch eine Isolierschicht 30 begrenzt ist, ist mit Flüssigkristallmaterial 25' gefüllt, das durch eine geeignete Dichtungseinrichtung 40 darin gehalten wird.

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Die erste vordere Elektrode 14' bedeckt, wie durch das im wesentlichen lichtdurchlässige vordere Substrat 11' hindurch sichtbar (Fig. 5a), die gesamte vordere Fläche der Anzeigevorrichtung, in der die zweite vordere und die zweite hintere Elektrode 19' bzw. 35 Bereiche bilden, die in der dargestellten Ausführungsform einander überlappen und einen Überlappungsbereich 42 bilden. Es ist klar, daß die Zuleitungen 15', 20', 23' und 36 jeweils über geeignete Schalteinrichtungen (nicht gezeigt) mit Quellen (ebenfalls nicht gezeigt) unterschiedlicher Ansteuerschwingungen verbunden sein können. Zu Erlauterungszwecken werden die entgegengesetzte Phase und im wesentlichen gleiche Amplitude aufweisenden Rechteckschwingungen (Rechteckspannungen) von Fig. 2a und Fig. 2b als Ansteuerschwingungen benutzt.

Im Betrieb ist die sichtbare Fläche der Anzeigevorrichtung ΊΟ¹, d.h. die äußere Fläche des im wesentlichen lichtdurchlässigen Substrats 11' z.B. in einem dunklen Zustand (dem lichtabsorbierenden Zustand), wenn ein Feld mit einer Größe, die kleiner als die des Flüssigkristallmaterialschwellenwertfeldes ist, in dem Flüssigkristallmaterialschichtteil zwischen einander gegenüberliegenden Elektroden aufgebaut wird, und in dem hellen Zustand (dem lichtreflektierenden Zustand), wenn ein Feld mit einer Größe, das größer als das Schwellenwertfeld ist, in einem zugeordneten Teil des Flüssigkristallmaterials aufgebaut wird, beispielsweise durch Ansteuern jeder Elektrode eines Paares einander gegenüberliegender Elektroden mit Schwingungen entgegengesetzter Phase. Beispielshalber werden in Fig. 6a sämtliche Elektroden 14', 19', 22' und 35 durch die Schwingung 0₁ angesteuert. Die gleichphasigen Ansteuerschwingungen zwischen einer der ersten und der zweiten vorderen Elektrode 14" und 19' und einer der ersten und der zweiten hinteren Elektrode 22" und 36 ergeben ein Feld, dessen Größe im wesentlichen null ist, über sämtlichen Teilen des Flüssigkristallmaterials, was zur Folge hat, daß das Flüssigkristallmaterial in seinem Ursprungszustand bleibt.

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von dem angenommen worden ist, daß es der lichtabsorbierende Zustand ist, wodurch die gesamte Sichtanzeige in dem "dunklen" Zustand erscheint, welcher einen ersten Sichtanzeigezustand darstellt.

In Fig. 6b ist die Ansteuerspannung an der ersten vorderen Elektrode 14' auf die Schwingung 0~ umgeschaltet, deren Phase zu der der Schwingungen, di - die zweite vordere Elektrode 19' und beide hinteren Elektroden 22' und 35 ansteuern, entgegengesetzt ist. Bei gegenphasiger Ansteuerung zwischen der ersten vorderen Elektrode und beiden hinteren Elektroden sollte die gesamte Fläche der Sichtanzeige normalerweise in dem "hellen" Zustand sein, mit Ausnahme desjenigen Bereiches der zweiten vorderen Elektrode, der mit einer Schwingung angesteuert wird, dessen Phase gleich der der Schwingung der Elektroden auf der entgegengesetzten Seite der Flüssigkristallschicht ist. Wenn die zweite vordere Elektrode 19 mit der Ansteuerschwingung 0. angesteuert wird, deren Phase gleich der der Schwingungen 0- ist, die beide hinteren Elektroden ansteuert, hat somit derjenige Teil der Flüssigkristallschicht, der durch den Bereich der zweiten vorderen Elektrode 19 begrenzt wird, ein elektrisches Feld, dessen Amplitude im wesentlichen null ist, und erscheint in dem lichtabsorbierenden oder "dunklen" Zustand, wodurch ein dunkles Quadrat in der oberen rechten Ecke der ansonsten hellen Sichtanzeige erscheint. In Fig. 6c wird die zweite hintere Elektrode 35 durch die Schwingung 0₂ angesteuert, während die übrigen drei Elektroden mit der Schwingung 0₁ angesteuert werden. Der Bereich, der durch die zweite hintere Elektrode 35 dargestellt wird, ist der einzige Bereich, in welchem gegenphasige Schwingungen ein elektrisches Feld, das ungleich null ist, in der dazwischenliegenden Flüssigkristallschicht erzeugen und einen lichtdurchlässigen oder "hellen" Bereich auf einer ansonsten dunklen Sichtanzeige ergeben. In Fig. 6d werden die beiden vorderen Elektroden mit Schwingungen glei-

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eher Phase angesteuert, während beide hinteren Elektroden mit der gegenphasigen Schwingung angesteuert werden, wodurch das elektrische Feld in sämtlichen Teilen einer Flüssigkristallschicht zwischen den vorderen und den hinteren Elektroden ein elektrisches Feld hat, das ausreicht, um die Schicht in den lichtdurchlässigen Zustand zu bringen, und die gesamte sichtbare Fläche der Sichtanzeigevorrichtung ist in dem hellen Zustand.

In Fig. 6e werden die erste vordere und die erste hintere Elektrode mit der Ansteuerschwingung 0₁ angesteuert, ebenso wie die zweite hintere Elektrode 35. Die zweite vordere Elektrode 19' empfängt die Ansteuerschwingung 0~/ und, wenn deren Ansteuerschwingung nicht mit der Schwingung in Phase ist, die beide hinteren Elektroden ansteuert, ist der durch die zweite vordere Elektrode 19' dargestellte Bereich in dem hellen Zustand. Die übrige sichtbare Fläche der Sichtanzeigevorrichtung ist in dem dunklen Zustand, und zwar wegen der gleichphasigen Ansteuerschwingungen, die zwischen den Elektroden an den Oberflächen der Flüssigkristallschicht angelegt sind. In Fig. 6f werden die erste hintere Elektrode 22' und die zweite vordere Elektrode 19^r mit der Schwingung 0₁ angesteuert, während die erste vordere Elektrode 14' und die zweite hintere Elektrode 35 mit der gegenphasigen Schwingung 0„ angesteuert werden. Das Flüssigkristallmaterial in dem Bereich 42, der durch die Überlappung zwischen der zweiten vorderen und der zweiten hinteren Elektrode 19' bzw. 3 5 gebildet wird, wird somit durch Elektrodenteile angesteuert, an denen gegenphasige Schwingungen anliegen, und erscheint in einem hellen Zustand. In dem Flüssigkristallschichtbereich, der durch den übrigen Teil der zweiten vorderen Elektrode 19' auf deren vorderer Fläche und durch die erste hintere Elektrode 22' auf deren zweiter Fläche begrenzt wird, ist ein elektrisches Feld gebildet, dessen Größe im wesentlichen null ist, und er istdemgemäß in dem lichtabsorbierenden, dunklen Zustand. Ebenso ist der Teil der Flüssigkristallschicht,

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der auf der Vorderseite durch die erste vordere Elektrode 14' und auf der hinteren Fläche durch den übrigen Teil der zweiten hinteren Elektrode 35 begrenzt wird, ausschließlich des Überlappungsteils 42, durch gleichphasige Spannungen 0~ angesteuert und ist in einem dunklen Zustand. Der übrige Teil der Flüssigkristallschicht, der durch die erste vordere Elektrode 14 und die erste hintere Elektrode 22' begrenzt wird, ausschließlich der durch eine der zweiten vorderen und hinteren Elektroden 19' und 35" dargestellten Bereiche, wird durch gegenphasige Schwingungen angesteuert und ist in dem hellen Zustand.

In Fig. 6g werden sowohl die vordere als auch die hintere erste Elektrode 14' und 22' mit gleichphasigen Schwingungen 0. angesteuert, während sowohl die vordere als auch die hintere zweite Elektrode 19' und 35 durch gleichphasige Schwingungen 0₂ angesteuert werden. In dem Gebiet 42 der Überlappung zwischen der vorderen und der hinteren Elektrode 19' und 35' ist das elektrische Feld im wesentlichen null, und zwar aufgrund der Ansteuerung der beiden zweiten vorderen und hinteren Elektroden mit gleichen Schwingungen 0„, weshalb das Gebiet 42 in einem abgedunkelten Zustand ist. Der übrige Bereich der zweiten vorderen und der zweiten hinteren Elektrode 19' und 35, ausschließlich des Überlappungsbereiches 42, besteht aus entgegengesetzten Teilen der ersten hinteren und d^r ersten vorderen Elektrode 22' bzw. 14', an denen gegenphasige Ansteuerspannungen anliegen, und ist deshalb in dem hellen Zustand. Die übrigen Teile jenseits des Umfangs der zweiten vorderen und der zweiten hinteren Elektrode sind in dem dunklen Zustand, da die erste vordere und die erste hintere Elektrode 14' und 22' mit gleichphasigen Schwingungen angesteuert werden.

In Fig. 6h werden die erste vordere und die erste hintere Elektrode mit gegenphasigen Schwingungen angesteuert, während

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die zweite hintere Elektrode 35 mit einer Schwingung derselben Phase wie die erste vordere Elektrode 14' angesteuert wird. Die zweite vordere Elektrode 19" wird ebenfalls mit der Schwingung 0 angesteuert, die nicht mit der der ersten hinteren Elektrode 22' in Phase ist. Demgemäß ist der durch die zweite hintere Elektrode 35' dargestellte Bereich in dem dunklen Zustand, während der übrige Teil der sichtbaren Fläche der Anzeigevorrichtung in dem hellen Zustand ist. Es ist klar, daß die acht Beispiele unterschiedlicher Zeichen, die mit der Tetroden(Vierelektrodenebenen)-Vorrichtung gebildet werden, die möglichen Kombinationen nicht völlig erschöpfen. Durch Anbringen von mehr als einer Elektrode in jeder der vier Elektrodenschichten können noch größere Kombinationen von Zeichen gebildet werden.

Gemäß Fig. 7 sind bei einer bevorzugten Tetrodenanzeigevorrichtung 60 die Ebenen der Elektroden größten Flächeninhalts nahe den Oberflächen der Flüssigkristallschicht angeordnet, um die verschiedenen Elektrodenzuleitungen unsichtbar zu machen und so die Bildung von sichtbaren Artefakten durch die Zuleitungen bei Stromzufuhr im wesentlichen zu verhindern. Das vordere Substrat 11" wird wieder aus einem Teil aus lichtdurchlässigem Isoliermaterial, wie Glas od.dgl., hergestellt. Auf der Innenfläche 11a" des vorderen Substrats wird eine erste Ebene wenigstens einer leitenden Elektrode 62 hergestellt, die eine leitende Zuleitung 64 hat, welche integral mit ihr verbunden und ebenfalls auf der Innenfläche 11a" des vorderen Substrats hergestellt wird. Die Dicke der Zuleitung 64 und der Elektrode 62 der ersten vorderen Elektrodenebene kann gleich oder^wie dargestellt, unterschiedlich sein. Eine Schicht 66 aus lichtdurchlässigem Isoliermaterial ist auf demjenigen Teil des Bereiches der Innenfläche 11a" des vorderen Substrats aufgebracht, der nicht durch die erste Vorderebenenelektrode 62 bedeckt ist; der Bereich, der durch die Zuleitung 64 bedeckt ist, welche der Elektrode 62 der ersten vor-

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deren Elektrodenebene zugeordnet ist, ist ebenfalls durch das Isoliermaterial der Schicht 66 bedeckt. Somit hat die Schicht 66 aus Isoliermaterial eine Dicke X, die größer als die Dicke Y der Elektrode 62 (und außerdem der Zuleitung 64) ist und ergibt eine im wesentlichen planare Innenfläche 66a der dielektrischen Schicht, in der ein Loch 66b über der ersten Vorderebenenelektrode 62 gebildet ist, die im wesentlichen gleiche Größe und Form hat. Eine zweite Ebene wenigstens einer Elektrode 68 ist auf der inneren Isolierschichtfläche 66a hergestellt. Die Elektrode 68 kann eine Einzelelektrode sein, die Durchgangslöcher sowie einen Flächeninhalt und eine Größe in Deckung mit der Elektrode 62 der ersten vorderen Elek-^rodenebene hat, oder es kann sich um mehrere Elektroden handeln, die in einem gewünschten Muster ausgebildet sind, welche aber frei von zweiten vorderen Elektroden in denjenigen Bereichen j._st, hinter welchen erste vordere Elektroden 62 angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist der Elektrodenflächeninhalt der Elektrode 68 in der zweiten vorderen Elektrodenebene größer als der Flächeninhalt der Elektrode 6 2 der ersten vorderen Elektrodenebene. Das Flüssigkristallmaterial 25" befindet sich neben der Innenfläche 68a der Elektroden der zweiten vorderen Elektrodenebene, füllt die Löcher 66b in der dielektrischen Schicht 66 aus und befindet sich an der Innenfläche 62a der ersten vorderebenenelektroden 62. Flüssigkristallmaterial 25" wird durch eine Dichtung 40' gehalten. Drahtzuleitungen 70 und 72, die mit der Zuleitung 64 in der ersten vorderen Elektrodenebene bzw. direkt mit der Elektrode 68 in der zweiten vorderen Elektrodenebene verbunden sind, werden benutzt, um ein geeignetes Betriebspotential an den betreffenden Elektroden einzuprägen.

Es ist zu erkennen, daß diese Ausführungsform Zuleitungen hat, z.B. die Zuleitung 64, von Elektrodenbereichen, die in der Mitte des gesamten sichtbaren Bereiches der Sichtanzeigevorrichtung angeordnet sind, welche bezüglich der Flüssigkristallschicht "hinter" anderen Elektroden, z.B. der Elek-

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trode 68, in der zweiten vorderen Elektrodenebene angeordnet sind. Somit ist das elektrische Potential, das an die Elektrode 62 der ersten vorderen Elektrodenebene über die Zuleitung 64 angelegt wird, von der Flüssigkristallschicht durch die Elektrode 68 abgeschirmt, wodurch ein elektrisches Feld nicht in der Flüssigkristallschicht zwischen irgendeiner der vorderen Elektrodenschichtzuleitungen 64 und einer hinteren Elektrode oder einer Zuleitung derselben gebildet werden kann, da die elektrischen Feldlinien von irgendeiner ersten vorderen Elektrodenebenenzuleitung 64 an einer darüberliegenden zweiten vorderen Elektrode 68 endigen. Demgemäß werden sichtbare Artefakte nicht durch ein Potential an irgendeiner der ersten vorderen Elektrodenebenenzuleitungen 64 erzeugt, die aus im wesentlichen lichtdurchlässigem Leitermaterial gebildet sind, welches Licht durchläßt, wenn die Sichtanzeigevorrichtung in Betrieb ist.

Ein hinteres Substrat 12" kann eine einzige hintere Elektrodenschicht (für eine Triodensichtanzeigevorrichtung), zwei im wesentlichen parallele hintere Elektrodenebenen (wie in der Sichtanzeigevorrichtung 10' von Fig. 5) oder irgendeine größere Anzahl von im wesentlichen parallelen Ebenen von Elektroden haben. In einer Sichtanzeigevorrichtung, die mehr als eine Ebene von hinteren Elektroden hat, sind die mehreren hinteren Elektrodenebenen vorteilhafterweise ähnlich wie die Vorderebenen der Elektroden 62 und 68 in der Sichtanzeigevorrichtung 60 angeordnet, d.h. die Elektroden mit größter Ausdehnung befinden sich neben der hinteren Fläche der Flüssigkristallschicht 25', um die Zuleitungen von anderen hinteren Ebenen von Elektroden abzuschirmen, die bezüglich der Flüssigkristallschichthinterflache nacheinander näher bei der Rückseite der Sichtanzeigevorrichtung sind. Gemäß Fig. 7 ist wenigstens eine Elektrode 78 auf der Fläche 12a" des hinteren Substrats hergestellt. Eine leitende Zuleitung 80 ist ebenfalls auf die hintere Elektrodenfläche 12a" aufgebracht und mit einer zugeordneten Elektrode 78 in der ersten hinteren

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Elektrodenebene verbunden. Ähnlich wie bei der vorderen Substrat-Elektrode-Struktur ist eine Schicht 82 aus einem im wesentlichen Ii undurchlässig en, dielektrischen Material über demjenigen Teil der Vorderfläche 12a" des hinteren Substrats aufgebracht, der nicht durch eine Elektrode 78 der ersten hinteren Elektrodenebene bedeckt ist. Wenigstens eine Elektrode 86 einer zweiten hinteren Elektrodenebene neben der hinteren Fläche der Flüssigkristallschicht 25" ist auf die Isolierschichtfläche 82a aufgebracht, die am weitesten von dem Substrat 12" entfernt ist, und hat die gewünschte Form und den gewünschten Flächeninhalt zum Anzeigen besonderer Kombinationen von Zeichen. Vorteilhafterweise erstreckt sich der Rand 86a der zweiten Hinterebenenelektroden 86 nicht bis zu den Seiten des Loches 82b, das in der dielektrischen Schicht 82 oberhalb der ersten Hinterebenenelektroden 78 gebildet ist. Der kleine Streifen 90 der Isolierschichtfläche 82a, der nicht durch zweite Hinterebenenelektroden 86 bedeckt ist, bildet einen Bereich, der im wesentlichen frei von Elektroden ist, wodurch ein elektrisches Feld nicht über jedem Streifen 90 gebildet werden kann, ungeachtet des Potentials auf irgendeiner der Elektroden in den Elektrodenebenen, die auf dem gegenüberliegenden Substrat hergestellt sind, und bilden immer einen entsprechenden Streifen der sichtbaren Fläche der Anzeigevorrichtung, der in dem "dunklen" Zustand ist. Wenn Potentiale auf benachbarten Elektroden so ausgebildet sind, daß die Flüssigkristallmaterialschichtteile, die den benachbarten Elektroden zugeordnet sind, in einem "dunklen" Zustand sind, gehen die dunklen Streifen 90 in den dunklen Hintergrund über. Wenn die Potentiale auf Elektroden, die einem Streifen 90 benachbart sind, so sind, daß Licht durch die den benachbarten Elektroden zugeordnete Flüssigkristallschicht durchgelassen wird, erscheinen die Streifen als ein dunkler Rand um die "hellen" Teile der sichtbaren Sichtanzeigefläche, die den benachbarten Elektroden zugeordnet sind. Auf diese Weise können zusätzliche Informationsan-

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zeigezustände durch die Mehrschichtanzeigevorrichtungen nach der Erfindung geschaffen werden. Bei Bedarf kann die dielektrische Schicht 82 so hergestellt werden, daß sie einen Schichtteil 9 5 hat, der die Elektroden 78 der ersten hinteren Elektrodenebene bedeckt, und bis zu einer solchen Tiefe, daß die Fläche 95a derselben koplanar zu der Fläche 82a der dielektrischen Schicht ist. Die Änderungen in der Dicke der Flüssigkristallschicht 25' zwischen Teilen der verschiedenen Elektrodenebenen, die auf den einander gegenüberliegenden Substraten hergestellt sind, wird somit reduziert, um vergleichbare optische Effekte durch irgendeinen Teil der Flüssigkristallschicht zu erleichtern. Die Elektrodenzuleitungen 80 bleiben im wesentlichen hinter den Elektroden 86 in einer Ebene abgeschirmt, die näher bei der Oberfläche der Flüssigkristallschicht ist, und verhindern im wesentlichen die Bildung von sichtbaren Artefakten aufgrund von auf den Zuleitungen 80 geführten Potentialen.

Die verschiedenen Schichten der Elektroden, die auf den Innenflächen eines Substrats oder beider Substrate hergestellt werden, können so gebildet werden, daß sich die Ebene des größten Elektrodenflächeninhalts neben der Flüssigkristallschichtoberfläche befindet, und mit oder ohne Streifen 90, die im wesentlichen frei von Elektroden sind.

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Claims

Patentansprüche :

(i · ' Informationssichtanzeigevorrichtung, mit einer Schicht aus Flüssigkristallmaterial mit einer ersten und einer dazu entgegengesetzten zweiten Fläche, wobei die Flüssigkristallmaterialschicht auf eine ihrer Flächen auftreffendes Licht absorbiert und durchläßt, je nachdem, ob ein in einem Teil der Schicht gebildetes elektrisches Feld eine erste oder eine zweite Größe hat,

gekennzeichnet durch wenigstens drei Ebenen, von denen jede wenigstens eine im wesentliche lichtdurchlässige Elektrode (14, 19, 22) enthält, wobei jede Elektrode von den übrigen Elektroden isoliert ist, wobei die Elektrodenebenen jeweils im wesentlichen parallel zu einander und zu den Flächen (11, 12) der Flüssigkristallschicht (25) angeordnet sind, wobei wenigstens zwei der Ebenen der Elektroden außen neben einer ersten der beiden Flächen der Flüssigkristallschicht sind, und wobei eine andere der Ebenen der Elektroden außen neben der übrigen der beiden Flä-hen der Flüssigkristallschicht ist;

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durch eine Schicht {17) aus Isoliermaterial, die wenigstens zwischen den Elektroden jedes Paares von Elektrodenebenen angeordnet ist., welche sich außen neben jeder der beiden Flächen der Flüssigkristallschicht befindet; und

durch Einrichtungen (15, 20, 23)" zum unabhängigen Anlegen von unter mehreren Ansteuerschwingungen ausgewählten Schwingungen an jede der Elektroden der wenigstens drei Elektrodenebenen, damit ein Teil der Flüssigkristallmaterialschicht zwischen irgendeiner Elektrode neTaen der ersten Flüssigkristallschichtfläche und irgendeiner Elektrode neben der zweiten Flüssigkristallschichtfläche zwischen einem lichtabsor bierenden und einem lichtdurchlässigen Zustand umschaltbar ist.
2. Sichtanzeigevorrichtung nach'Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen lichtdurchlässiges leitendes Zuleitungsteil (64), das mit einer zugeordneten Elektrode integral verbunden ist und in der Ebene dieser Elektrode liegt (Fig. 7).
3. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden einer innersten Ebene der mehreren Elektrodenebenen neben einer der Flüssigkristallschichtflächen zwischen der benachbarten Flüssigkristallschichtfläche und der Zuleitungseinrichtung angeordnet ist, die in sämtlichen Elektrodenebenen liegen, welche außerhalb der benachbarten Flüssigkristallschichtfläche angeordnet sind.
4. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in drei Ebenen angeordnet sind (Fig.1).
5. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallele Elektrodenebenen vor der sichtbaren ersten Fläche der Flüssigkristallschicht angeordnet

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sind, und daß die andere Elektrodenebene neben der zweiten Flüssigkristallschichtfläche angeordnet is⁴:.
6. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere der beiden Ebenen von Elektroden neben der Vorderfläche der Flüssigkristallschicht durch wenigstens eine Elektrode begrenzt ist, so daß sie einen Gesamtflächeninhalt hat, der kleiner ist als der Flächeninhalt der äußeren, übrigen Ebene von Elektroden, die am weitesten von der sichtbaren Fläche des Flüssigkristallbereiches entfernt ist.
7. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der inneren vorderen Elektrodenebene völlig innerhalb des sichtbaren Bereiches der äußeren vorderen Ebene von Elektroden angeordnet sind.
8. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere der beiden Ebenen von Elektroden neben der vorderen Fläche der Flüssigkristallschicht durch wenigstens eine Elektrode begrenzt ist, so daß sie einen Gesamtflächeninhalt hat, der größer als der Flächeninhalt der äußeren, übrigen Ebene von Elektroden ist, welche am weitesten von der sichtbaren Fläche des Flüssigkristallbereiches entfernt ist.
9. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der inneren vorderen Elektrodenebene völlig innerhalb des sichtbaren Bereiches der äußeren vorderen Ebene von Elektroden angeordnet sind.
10. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ebene von Elektroden mehrere unabhängige Elektrodenteile enthält, die jeweils voneinander isoliert sind, und daß die Einrichtung zum Anlegen der Ansteuerschwingung so ausgebildet ist, daß sie jede der mehre-

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ren. Ansteuerschwingungen mit jedem der mehreren Elektrodenteile unabhängig verbindet.
11. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in vier Ebenen angeordnet sind (Fig. 7).
12. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Ebene von Elektroden nacheinander neben der ersten Flüssigkristallschichtflache angeordnet sind, wobei die zweite Elektrodenebene zwischen der ersten Elektrodenebene und der Flüssigkristailschichtflache angeordnet ist.
13. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächeninhalt der Elektroden in der zweiten Schichtebene kleiner ist als der Flächeninhalt der Elektroden in der ersten Elektrodenebene.
14. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächeninhalt der Elektroden iα der zweiten Schichtebene größer ist als der Flächeninhalt der Elektroden in der ersten Elektrodenebene.
15. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte und die vierte Elektrodenebene nacheinander neben der zweiten Flüssigkristallschichtfläche angeordnet sind, wobei die dritte Elektrodenebene zwischen der zweiten Flüssigkristallschichtflache und der vierten Elektrodenebene angeordnet ist.
16. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächeninhalt der Elektroden der dritten Elektrodenebene kleiner ist als der Flächeninhalt der vierten Elektrodenebene.

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17. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächeninhalt der Elektroden der dritten Elektrodenebene größer ist als der Flächeninhalt der vierten Elektrodenebene.
18. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der ersten bis vierten Elektrodenebenen mehrere Elektrodenabschnitte aufweist, die jeweils gegeneinander isoliert sind und unabhängig Ansteuerschwingungen empfangen.
19. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß alle der ersten bis vierten Elektrodenebenen mehrere Elektrodenabschnitte aufweisen, die voneinander isoliert sind und unabhängig durch Ansteuerschwingungen angesteuert sind.
20. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 , dac'urch gekennzeichnet, daß ein Teil von jeder Elektrodenebene von einer Elektrode frei ist und wenigstens ein Teil der elektrodenlosen Abschnitte aller Elektrodenebenen außen von der einen Oberfläche der Flüssigkristallschicht miteinander fluchten.
21. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anlegen von Ansteuerschwingungen mehrere Schalter (24a, 24b, 24c, 24d) aufweisen, die jeweils mit einer der mehreren Elektroden verbunden sind, die in den wenigstens drei Elektrodenebenen ausgebildet sind, und daß Mittel vorgesehen sind zur Lieferung eines Satzes von Ansteuerschwingungen an jeden Schalter für eine Verbindung mit der zugehörigen Elektrode.
22. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschwingungen ein Paar im wesentlichen rechteckiger Wellen mit im wesentlichen gleichen Amplituden und im wesentlichen entgegengesetzten Phasen sind (Fig. 2a., 2b)

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23. Sichtanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial zwischen jedem Paar benachbarter Elektrodenebenen, die auf der gleichen Seite der
Flüssigkristallschicht angeordnet sind, nur in einem Volumen vorhanden ist, das auf jeder Seite durch die Fläche von
jedem Elektrodenpaar begrenzt ist.

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