DE2066188C1 - Display element with a liquid crystal - Google Patents

Display element with a liquid crystal

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DE2066188C1 DE19702066188 DE2066188A DE2066188C1 DE 2066188 C1 DE2066188 C1 DE 2066188C1 DE 19702066188 DE19702066188 DE 19702066188 DE 2066188 A DE2066188 A DE 2066188A DE 2066188 C1 DE2066188 C1 DE 2066188C1
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Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Anzeigeelementen mit einem Flüssigkristall gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention is concerned with display elements with a liquid crystal according to the preamble of claim 1.

Solche Anzeigeelemente mit Flüssigkristallen sind durch die US-PS 35 05 804 bekannt. Es ist bekannt, daß sogenannte nematische Flüssigkeiten in einem elektrischen Feld im auffallenden Licht einen dynamischen Vorwärts-Streueffekt zeigen. Dieser Effekt kann zum Bau von Anzeigeelementen ausgenutzt werden, z. B. indem man einen Flüssigkristall zwischen zwei Kondensator-Beläge anbringt, wobei ein Belag die Form des wiederzugebenden Zeichens aufweist. Bei Anlegen eines elektrischen Feldes an einem solchen Kondensator und bei Bestrahlen der Anordnung mit Licht, wobei vorausgesetzt ist, daß zumindest ein Kondensator-Belag lichtdurchlässig ist, wird das entsprechend der Figur des einen Kondensator-Belages geformte Zeichen sichtbar. Der Vorteil solcher Anzeigeelemente ist unter anderem darin zu sehen, daß der Kontrast des wiedergegebenen Zeichens weitgehend unabhängig von der Beleuchtungsstärke ist und somit das wiedergegebene Zeichen auch bei groi3er Umgebungshelligkeit gut sichtbar ist.Such display elements with liquid crystals are known from US Pat. No. 3,505,804. It is known that so-called nematic liquids in an electric field in the incident light a dynamic Show forward scattering effect. This effect can be used for the construction of display elements, e.g. B. by placing a liquid crystal between two capacitor pads, one pad having the shape of the has to be reproduced character. When an electric field is applied to such a capacitor and upon irradiating the arrangement with light, provided that at least one capacitor plate is present is translucent, the character shaped according to the figure of a capacitor coating is visible. The advantage of such display elements is, among other things, that the contrast of the displayed Character is largely independent of the illuminance and thus the reproduced character is clearly visible even in very bright surroundings.

Die US-PS 35 05 804 zeigt einen Uhrenbaustein mit einer Flüssigkristallanzeige, dessen äußere Anschlüsse auf der Rückseite angeordnet sind. Die Zuführungen zu den Elektroden auf der Frontplatte sind seitlich durch isolierende Distanzteile der eigentlichen Flüssigkristallzelle geführt und mit Anschlußstiften in einem ίο Isolierteil, das auch die Batterie des Uhrenbausteins aufnimmt, verbunden. Die Rückelektrode der Flüssigkristallzelle ist eine leitende Platte.The US-PS 35 05 804 shows a clock module with a liquid crystal display, the external connections are arranged on the back. The leads to the electrodes on the front panel are through the side insulating spacers of the actual liquid crystal cell out and with connecting pins in one ίο Insulating part, which is also the battery of the clock module records, connected. The back electrode of the liquid crystal cell is a conductive plate.

Aus der US-PS 33 22 485 ist eine Flüssigkristall-Anzeigezelle bekannt, deren äußere Anschlüsse entsprechend der Lage der Elektroden auf beiden aus Isoliermaterial bestehenden Deckplatten angeordnet sind.From US-PS 33 22 485 a liquid crystal display cell is known whose external connections accordingly the position of the electrodes on both cover plates made of insulating material are.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anzeigeelement der eingangs genannten Art hinsichtlich der Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen den äußeren Anschlüssen und den Elektroden zu vereinfachen und eine einfache Möglichkeit vorzusehen, den Flüssigkristall auf eine gewünschte Temperatur zu bringen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.The present invention is based on the object of providing a display element of the type mentioned at the beginning Kind in terms of making the electrical connections between the external terminals and to simplify the electrodes and to provide a simple way of applying the liquid crystal to a to bring the desired temperature. This object is achieved by the features characterized in claim 1.

Das erfindungsgemäße Anzeigeelement ist besonders vorteilhaft, da es einen sehr robusten Aufbau besitzt. Darüber hinaus ist es in einfacher Weise einbaubar, weil die äußeren Anschlüsse gemeinsam auf einer Seite herausgeführt werden können.The display element according to the invention is particularly advantageous because it has a very robust structure. In addition, it is easy to install because the external connections are common on one side can be led out.

Der beschriebene Aufbau ermöglicht eine wirkungsvolle Erwärmung des Flüssigkristallmaterials, so daß das Anzeigeelement auch bei tieferen Temperaturen, z. B. unter 0°C einsetzbar ist, ohne daß dadurch die durch Anlegen eines elektrischen Feldes bewirkten Anzeigefunktion nennenswert beeinträchtigt wird.The structure described enables effective heating of the liquid crystal material, so that the Display element even at lower temperatures, e.g. B. can be used below 0 ° C without thereby causing the Application of an electric field caused display function is significantly impaired.

Es ist zwar aus der US-PS 34 10 999 eine Anzeigevorrichtung mit einem Flüssigkristallmaterial bekannt, bei dem' eine Erwärmung des Flüssigkristalls durch Stromdurchgangswärme bewirkt wird, jedoch wird dort durch punktuell erzeugte Wärmestellen ein durch Wärme optisch veränderbarer Flüssigkristall zur Anzeige benutzt. In ähnlicher Weise betrifft das ältere deutsche Patent 20 17 148 eine Anzeigevorrichtung mit einem auch auf Wärme ansprechenden und durch Wärme steuerbaren Flüssigkristall.It is from US-PS 34 10 999 a display device known with a liquid crystal material, in which 'a heating of the liquid crystal by Passing heat is caused, but there is a through point generated by heat points Heat optically changeable liquid crystal used for display. Similarly, this affects the elderly German patent 20 17 148 a display device with a heat-responsive and by Heat controllable liquid crystal.

Aus der US-PS 33 27 153 ist ferner eine Glimmanzeigevorrichtung in Form einer Gasentladungsröhre bekannt, die ein flaches Röhrengehäuse besitzt, und bei der die Anschlüsse an einem der beiden flachen Gehäuseteile angeordnet sind. Die als leitender Belag ausgebildete Anode erhält ihre Spannung entweder über eine Kontaktierungsfeder oder aber sie wird von als Zuführungen ausgebildeten Trägern frei tragend innerhalb des Gasentladungsraumes gehaltert. Die Anodenzuführungen dienen nicht als den Abstand zwischen den beiden Gehäuseteilen bestimmende Distanzteile.From US-PS 33 27 153 a glow indicator device is also known in the form of a gas discharge tube which has a flat tube housing, and at which the connections are arranged on one of the two flat housing parts. The as a conductive covering formed anode receives its voltage either via a contact spring or it is from carriers designed as feeds are cantilevered within the gas discharge space. the Anode leads are not used to determine the distance between the two housing parts Spacers.

Die Fig. 1 und la zeigen ein erfindungsgemäßes Anzeigeelement, bei welchem die äußeren Anschlüsse in Form von Stiften ausgebildet sind.1 and la show a display element according to the invention, in which the external connections in Form of pins are formed.

Fi g. 1 zeigt eine Aufsicht auf die untere Deckplatte 1 des Anzeigeelementes mit den Elektroden 2. Die Elektroden 2 sind in Form eines numerischen Symbols aufgebracht, die es gestatten, je nach Zusammenhaltung verschiedener Elektroden, beliebige Ziffern darzustellen. Fi g. 1 shows a plan view of the lower cover plate 1 of the display element with the electrodes 2. The electrodes 2 are in the form of a numerical symbol applied, which allow any number to be displayed depending on how different electrodes are held together.

Die Untere Deckplatte 1 besteht aus einem isolierenden Material, beispielsweise aus Glas. Die Elektroden 2 sowie zwei weiteren Kontaktierungsstreifen 3 bestehen aus elektrisch leitenden Belägen. Die einzelnen Elektroden sowie die Beläge 3 auf der unteren Deckplatte 1 sind mit äußeren Anschlüssen in Form von Stiften 8,9 und 9' elektrisch leitend verbunden.The lower cover plate 1 consists of an insulating material, for example glass. the Electrodes 2 and two further contact strips 3 consist of electrically conductive coatings. the individual electrodes and the pads 3 on the lower cover plate 1 are provided with external connections in the form of Pins 8, 9 and 9 'are electrically connected.

Wie aus dem Querschnitt der Fig. la zu ersehen ist, ist die der unteren Deckplatte zugewandte Oberfläche der oberen Deckplatte 6 mit einer durchgehend leitenden Elektrode 4 bedeckt. Die Deckplatte 6 besteht aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Isoliermaterial, und auch der elektrisch leitende Belag 4 ist durchsichtig oder durchscheinend ausgebildet. Er kann beispielsweise aus Zinnoxyd bestehen. Der Abstand zwischen der unteren Deckplatte 1 und der oberen Deckplatte 6 wird nun gemäß der Erfindung durch Distanzteile 5 bestimmt, die aus einem elektrisch leitenden Material bestehen und die außerdem dazu dienen, die Elektrode 4 mit den elektrisch leitenden Belägen 3 elektrisch zu verbinden. Da die Beläge 3 mit entsprechenden Stiften 9 bzw. 9' verbunden sind, kann der Elektrode 4 über einen oder mehrere Stifte an der unteren Deckplatte ein Potential zugeführt werden.As can be seen from the cross section of Fig. La, is the surface of the upper cover plate 6 facing the lower cover plate with a continuous conductive electrode 4 covered. The cover plate 6 consists of a transparent or translucent one Insulating material, and also the electrically conductive covering 4 is transparent or translucent. He can for example consist of tin oxide. The distance between the lower cover plate 1 and the upper cover plate 6 is now determined according to the invention by spacer parts 5, which consist of an electrical There are conductive material and also serve to the electrode 4 with the electrically conductive Electrically connect pads 3. Since the pads 3 are connected to corresponding pins 9 and 9 ', can the electrode 4 can be supplied with a potential via one or more pins on the lower cover plate.

Zwischen den beiden Deckplatter bzw. zwischen den Elektrodenbelägen der t unteren und der oberen ■ Deckplatte befindet sich der Flüssigkristall in Form einer Flüssigkeit mit nematischen Eigenschaften. Der Abstand zwischen den Belägen der oberen und der unteren Deckplatte beträgt im allgemeinen 5 bis 50 μιη, der sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Distanzstücke aus einem leitenden Material in einfacher Weise sicher einstellen läßt. Als Distanzteil kommt bevorzugt ein Metall, beispielsweise ein Wolfram- oder Golddraht in Frage.Between the two cover Platter and between the electrode pads of the t lower and the upper cover plate ■ the liquid crystal is in the form of a liquid with nematic properties. The distance between the coverings of the upper and the lower cover plate is generally 5 to 50 μm, which can be safely set in a simple manner with the aid of the spacers according to the invention made of a conductive material. A metal, for example a tungsten or gold wire, is preferably used as the spacer.

In den Fig. 2 und 2a ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt, bei welchem die äußeren Anschlüsse 23,29 als elektrisch leitende Beläge ausgebildet sind. Die untere Deckplatte 21 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Isoliermaterial. Auf der einen Oberfläche der unteren Deckplatte 21 sind wiederum transparente Elektroden 22, sowie Metallisierungsstreifen 25 in Form von Belägen aufgebracht. Sämtliche Elektroden und Metallisierungsstreifen sind durch dünne Zuführungen 24 mit entsprechenden äußeren Anschlüssen 23,29 verbunden.In Figs. 2 and 2a a further preferred embodiment according to the invention is shown, in which the outer connections 23, 29 are designed as electrically conductive coverings. The lower cover plate In this exemplary embodiment, 21 consists of a transparent or translucent insulating material. On one surface of the lower cover plate 21 there are again transparent electrodes 22, as well as Metallization strips 25 applied in the form of coatings. All electrodes and metallization strips are connected to corresponding external connections 23, 29 by thin leads 24.

Die Zuführungen bestehen zweckmäßig ebenfalls aus dünnen Belägen. Die Herstellung erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß man die einzelnen Elektroden und Beläge aus einem zusammenhängenden Belag auf der Deckplatte 21 herausätzt.The feeds are also expediently made of thin coatings. The production is expediently carried out in the way that the individual electrodes and pads from a coherent pad on the Etching out cover plate 21.

Die obere Deckplatte 28 besteht bei einer erfindungsgemäßen Anordnung aus einem Isoliermaterial, dessen Oberfläche mit einem durchgehenden elektrisch leitenden Belag versehen ist, der transparent oder reflektierend sein kann. Zur Kontaktierung der oberen Deckplatte 28 bzw. des Belages 27 auf der isolierenden Deckplatte 28 sind gemäß der Erfindung Distanzteile 26 aus elektrisch leitendem Material vorgesehen. Diese Distanzteile sind wiederum so angeordnet, daß sie einen elektrischen Kontakt zwischen den Belägen 25 auf der unteren Deckplatte 21 und dem Belag 27 auf der oberen Deckplatte 28'herstellen.The upper cover plate 28 consists in an arrangement according to the invention of an insulating material, the Surface is provided with a continuous electrically conductive coating, which is transparent or reflective can be. For contacting the upper cover plate 28 or the covering 27 on the insulating Cover plate 28, according to the invention, spacer parts 26 made of electrically conductive material are provided. These Spacers are in turn arranged so that they make electrical contact between the pads 25 on the Produce the lower cover plate 21 and the covering 27 on the upper cover plate 28 '.

Da Flüssigkristalle in einem bestimmten Aggregatzustand vorliegen müssen, der zwischen dem festen, kristallinen und dem flüssig, isotropen liegt, ist auch den Fragen der Betriebstemperatur solcher Zellen Bedeutung zu schenken. Insbesondere muß dafür gesorgt werden, daß die Substanzen im geforderten Temperaturbereich gehalten werden, da sie im wesentlichen nur dann ihre Eigenschaften zeigen. Zwar sind zur Zeit bereits Substanzen und Mischungen bekannt, die bei Raumtemperatur innerhalb eines weiten Temperaturbereiches nematische Eigenschaften aufweisen, trotzdem wird es, insbesondere bei Betriebstemperaturen unter Null 0C notwendig sein, die Flüssigkristallzellen auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Bei der beschriebenen Ausführung kann dies auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß man an die Anschlüsse 9 und 9' bzw. 23 und 23', die die Vorderelektrode 4 bzw. 27 über die leitenden Distanzstücke 5 bzw. 26 kontaktieren, eine Spannung legt. Da die Vorderelektrode bevorzugt aus einem halbleitenden Material, z. B. Zinnoxyd besteht, wird der Strom durch Ohm'sche Heizung die Elektroden erwärmen und den Flüssigkristall auf die gewünschte Temperatur bringen. Diese Erwärmung der Flüssigkristallzelle ohne Beeinträchtigung ihrer Funktionsfähigkeit ist deshalb möglich, da der Widerstand der Vorderelektrode um einige Größenanordnungen kleiner ist als der der Zelle und so ein geringer Potentialabfall auf der Vordereleketrode keine Verschlechterung der Eigenschaften mit sich bringt.Since liquid crystals have to exist in a certain physical state, which lies between the solid, crystalline and the liquid, isotropic, the questions of the operating temperature of such cells are also important. In particular, it must be ensured that the substances are kept in the required temperature range, since they essentially only then show their properties. Although already substances and mixtures are known at present, which have nematic at room temperature within a wide temperature range characteristics, although it will be necessary especially at operating temperatures below zero 0 C to bring the liquid crystal cells to the desired temperature. In the embodiment described, this can be done in a simple manner by applying a voltage to the connections 9 and 9 'or 23 and 23', which contact the front electrode 4 and 27 via the conductive spacers 5 and 26, respectively. Since the front electrode is preferably made of a semiconducting material, e.g. B. tin oxide, the current will heat the electrodes by ohmic heating and bring the liquid crystal to the desired temperature. This heating of the liquid crystal cell without impairing its functionality is possible because the resistance of the front electrode is several orders of magnitude smaller than that of the cell and so a small potential drop on the front electrode does not lead to any deterioration in the properties.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Anzeigeelement mit einem Fliissigkeitskristall, der in einem Zwischenraum zwischen zwei sich mit durch wenigstens ein gesondertes Distanzteil bestimmten geringem Abstand gegenüberliegende Deckplatten angeordnet ist, wobei die sich zugewandten Oberflächen der Deckplatten zumindest teilweise als Elektroden ausgebildet sind und zugehörige von außen kontaktierbare elektrische Anschlüsse vorgesehen sind, und daß wenigstens eine Deckplatte aus Isoliermaterial besteht und die Elektroden dieser Deckplatte aus auf der Oberfläche der Deckplatte angeordneten elektrisch leitenden oder halbleitendcn Belägen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (8,9,23,29) an einer der beiden Deckplatten (1, 21) angeordnet sind, daß wenigstens eines der Distanzteile (5,26) elektrisch leitend ausgebildet und derart zwischen den Deckplatten (1, 6 bzw. 21, 28) angeordnet ist, daß es als elektrische Zuführung zu der oder den Elektroden (4, 27) an der nicht mit elektrischen Anschlüssen versehenen Deckplatte (6, 28) dient, und daß zumindest ein Teil der als Elektroden (4,27) ausgebildeten elektrisch leitenden oder halbleitenden Beläge als sich bei Stromdurchgang erwärmende Heizelemente mit jeweils zwei elektrischen Zuführungen ausgebildet ist.1. Display element with a liquid crystal, which is in a space between two with opposed small distance determined by at least one separate spacer part Cover plates is arranged, the facing surfaces of the cover plates at least are partially designed as electrodes and associated electrical ones that can be contacted from the outside Connections are provided, and that at least one cover plate is made of insulating material and the Electrodes of this cover plate made of electrically conductive ones arranged on the surface of the cover plate or semiconducting coatings exist, thereby characterized in that the electrical connections (8,9,23,29) on one of the two cover plates (1, 21) are arranged that at least one of the spacer parts (5, 26) is electrically conductive and is arranged between the cover plates (1, 6 or 21, 28) that it is used as an electrical feed to the electrode or electrodes (4, 27) on the cover plate (6, 28) is used, and that at least some of the electrically conductive electrodes formed as electrodes (4, 27) or semiconducting coverings as heating elements, each with two heating elements, which heat up when the current passes through electrical leads is formed. 2. Anzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der elektrisch leitenden Beläge aus transparentem Material besteht.2. Display element according to claim 1, characterized in that at least part of the electrical conductive coverings made of transparent material. 3. Anzeigeelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen (24) zu den Elektroden (22,27) aus auf der Oberfläche der Deckplatte (21, 28) angebrachten elektrisch leitenden oder halbleitenden Belägen bestehen.3. Display element according to claim 1 or 2, characterized in that the feeds (24) to the electrodes (22, 27) from attached to the surface of the cover plate (21, 28) electrically conductive or semiconducting coatings. 4. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (23) für die äußere Kontaktierung aus elektrisch leitenden Belägen bestehen.4. Display element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the connections (23) consist of electrically conductive coatings for the external contact. 5. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse für die äußere Kontaktierung aus frei abstehenden Stiften (8,9,9') bestehen.5. Display element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connections consist of freely protruding pins (8,9,9 ') for external contacting.
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