SE516183C2 - liquid crystal - Google Patents

liquid crystal

Info

Publication number
SE516183C2
SE516183C2 SE9503785A SE9503785A SE516183C2 SE 516183 C2 SE516183 C2 SE 516183C2 SE 9503785 A SE9503785 A SE 9503785A SE 9503785 A SE9503785 A SE 9503785A SE 516183 C2 SE516183 C2 SE 516183C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
liquid crystal
cell
crystal cell
transmission
state
Prior art date
Application number
SE9503785A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9503785D0 (en
SE9503785L (en
Inventor
Aake Hoernell
Stephen Palmer
Original Assignee
Hoernell Internat Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoernell Internat Ab filed Critical Hoernell Internat Ab
Priority to SE9503785A priority Critical patent/SE516183C2/en
Publication of SE9503785D0 publication Critical patent/SE9503785D0/en
Priority to CN 96197859 priority patent/CN1200661A/en
Priority to AU73567/96A priority patent/AU7356796A/en
Priority to PCT/SE1996/001374 priority patent/WO1997015256A1/en
Priority to EP96935760A priority patent/EP0957852A1/en
Priority to JP9516547A priority patent/JPH11514457A/en
Publication of SE9503785L publication Critical patent/SE9503785L/en
Publication of SE516183C2 publication Critical patent/SE516183C2/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/04Eye-masks ; Devices to be worn on the face, not intended for looking through; Eye-pads for sunbathing
    • A61F9/06Masks, shields or hoods for welders
    • A61F9/065Masks, shields or hoods for welders use of particular optical filters
    • A61F9/067Masks, shields or hoods for welders use of particular optical filters with variable transmission
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13471Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

A liquid crystal shutter construction, suitable for glass shields or automatically darkening welding glass filters, which is switchable between a first state with high transmission of light and a second state with low transmission of light, and vice versa, in response to an electric control signal. The construction has a nematic type liquid crystal cell disposed between transparent plates having electrodes for providing an electric field in response to the control signal. The plates have mutually facing surfaces, each of which is provided with alignment means for defining a respective molecule alignment direction for molecules in the proximity of said alignment means in the absence of said electric field. The liquid crystal cell is mounted between polarisers and comprises a band pass filter. The liquid crystal cell and the band pass filter are matched so that the wavelength dependency of the transmission characteristics of the band pass filter in a certain wavelength range is substantially complementary to the wavelength dependency of the transmission characteristics of the liquid crystal cell in the absence of the electric field.

Description

U: 10 15 25 5.16 183 if;'§ï*.g"§°_f=."I=zïï. i ingivna men ej ännu publicerade patentansökningarna SE 9401423-0 och motsva- rande PCT/SE95/00455. Molekylema i de använda vätskekristalltypema har en in- byggd egen dielektrisk anisotropi och kan därför till övervägande del uppriktas ge- nom påläggning av ett elektriskt fält med en spänning, som överstiger ett för cellen specifikt tröskelvärde. Slcruvstmkttiren i cellen blir då upplöst, och kristalhnoleky- lema orienteras istället utefter det elektriska fältet. När den är placerad mellan pola- risatorer kan transmissionsdensiteten för en dylik celluppsättning styras genom att variera det pålagda elektriska fältet. När en sådan vätskekristallcell är placerad mel- lan korsade polarisatorer har cellkonstruktionen hög transmittans, vid fiånvaro av varje stimulerande spänning och säges då ha nonnalt vit mode. I kontrast häremot medför en placering av cellen mellan parallella polarisatorer en cellkonstruktion som har låg transmittans vid frånvaro av stimulerande spänning och säges ha nor- malt svart mode. En anordning med hög transmittans betyder att ljus kan passera genom anordningen med bara liten minskning av ljusintensiteten. Hög transmittans kan även beskrivas som låg optisk densitet eller lågt mörktal. En anordning med låg transmittans kan å andra sidan beskrivas som med hög optisk densitet och högt mörktal. U: 10 15 25 5.16 183 if; '§ï * .g "§ ° _f =." I = zïï. in filed but not yet published patent applications SE 9401423-0 and the corresponding PCT / SE95 / 00455. The molecules in the types of liquid crystal used have their own built-in dielectric anisotropy and can therefore be predominantly aligned by applying an electric field with a voltage which exceeds a threshold value specific to the cell. The screw structure in the cell is then dissolved, and the crystal molecules are instead oriented along the electric field. When placed between polarizers, the transmission density of such a cell array can be controlled by varying the applied electric field. When such a liquid crystal cell is placed between crossed polarizers, the cell structure has a high transmittance, in the presence of each stimulating voltage, and is then said to have a normal white mode. In contrast, a placement of the cell between parallel polarizers results in a cell construct that has low transmittance in the absence of stimulating voltage and is said to have normal black mode. A device with high transmittance means that light can pass through the device with only a small reduction in the light intensity. High transmittance can also be described as low optical density or low dark number. A device with low transmittance, on the other hand, can be described as having a high optical density and a high dark number.

Den optiska densiteten definieras konventionellt såsom D=1+ 7/3 x *°10g(1/'r), där T är transmissionskoefficienten.The optical density is conventionally denoted as D = 1 + 7/3 x * ° 10g (1 / 'r), where T is the transmission coefficient.

När, närmare bestämt, den ovan beskrivna kända slutaren används som ljusfilter i exempelvis en ögonskyddsanordning, såsom en automatiskt mörlcnande svets- glasskärm, där svetsglaset aktiveras och mörknar i motsvarighet till detekterat svets- ljus, är det av säkerhetsskäl viktigt att tillförsälcra att snabbast möjliga svarstid upp- nås från ljust tillstånd till mörkt tillstånd. Väsentligen föreligger det två omkopp- lingstider av betydelse vid drift av en vätskekristallcell.When, more specifically, the known shutter described above is used as a light filter in, for example, an eye protection device, such as an automatically darkening welding glass screen, where the welding glass is activated and darkens corresponding to detected welding light, it is important for safety reasons to ensure the fastest possible response time. achieved from light state to dark state. Essentially, there are two significant switching times when operating a liquid crystal cell.

Den första omkopplingstiden rör omkoppling av cellen från oaktiverat tillstånd till aktiverat tillstånd genom påläggning av en drivspänning, och det tar typiskt mindre 10 15 20 25 30 516 '183 än en millisekimd för lcristallen att reagera. Den andra omkopplingstiden uppträder vid den motsatta processen, där lcristallrelaxation sker vid borttagning av drivspän- ningen, och tar omkring 20 gånger längre tid.The first switching time involves switching the cell from inactivated state to activated state by applying a drive voltage, and it typically takes less than a millisecond for the crystal to react. The second switching time occurs in the opposite process, where crystal relaxation occurs when the drive voltage is removed, and takes about 20 times longer.

För slutare som erfordrar mycket snabb omkopplingstid från ljust tillstånd till mörkt tillstånd är det därför vanligt att använda vätskelcristallceller i normalt vit mode. Om emellertid drivelektroniken inte fimgerar och av något skäl inte levererar aktive- ringsspänning, har en slutare av typ normalt vit mode av känt slag den nackdelen, att den står kvar i potentiellt farligt ljust tillstånd. Vid känd teknik kan detta problem lättas genom att använda en cell i norrnalt svart mode, men detta sker då till priset av omkopplingshastigheten från ljust till mörkt, skyddande tillstånd. Följaktligen är detta icke en tillfredsställande lösning. Om svetsglasskyddet har lång omkopplings- tid från ljust tillstånd till mörkt tillstånd, så utsättes användaren bokstavligen för ljus med hög intensitet under lång tid vid början av en svetsoperation.For shutters that require very fast switching time from light state to dark state, it is therefore common to use liquid crystal cells in normal white mode. However, if the drive electronics do not emit and for some reason do not supply activation voltage, a shutter of the normal white mode type of known type has the disadvantage that it remains in a potentially dangerously bright state. In the prior art, this problem can be alleviated by using a cell in northern black mode, but this is done at the cost of the switching speed from light to dark, protective state. Consequently, this is not a satisfactory solution. If the welding glass cover has a long switching time from light state to dark state, then the user is literally exposed to high intensity light for a long time at the beginning of a welding operation.

Den europeiska standarden EN 169: 1992 ”Personal Eye Protectionfilters for Wel- ding and Related Techniques - Transrnittance Requirements and Recommended Utilisation” föreskriver att den maximalt tillåtna skillnaden i mörkertalssteg mellan oaktiverat tillstånd och mörkt svetstillstånd ej får överstiga 9 mörktal. Ett svetsfilter, exempelvis, som uppnår ett mörktal 13 i mörktillståndet kan därför ej vara ljusare än mörktal 4 i oaktiverat tillstånd. För att ge tillräcklig ljusintensitet för användaren fö- re start av en svetsoperation har skett en utveckling i känd teknik för automatiskt mörknade svetsfilter, som ger ett mörktal i närheten av 3 i det ljusa tillståndet. Följ- aktligen föreligger istället ett problem för att uppnå ett tillfredsställande mörktill- stånd.The European standard EN 169: 1992 “Personal Eye Protection Alerts for Welding and Related Techniques - Transrnittance Requirements and Recommended Utilization” stipulates that the maximum permitted difference in dark number steps between inactivated state and dark welding state must not exceed 9 dark numbers. A weld filter, for example, which achieves a dark number 13 in the dark state can therefore not be brighter than dark number 4 in the inactivated state. In order to provide sufficient light intensity for the user before starting a welding operation, a development has taken place in known technology for automatically darkened welding filters, which gives a dark number in the vicinity of 3 in the light state. Consequently, there is instead a problem in achieving a satisfactory dark condition.

Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att lösa de ovan beskrivna problemen. 1 *Föreliggande uppfinning avser också problemet att uppnå en vätskekristallslutare, som har ett tillfredsställande ljust tillstånd vid 'frånvaro av intensivt ljus, och som ändå ger ett tillfredsställande mörkt tillstånd vid närvaro av intensivt ljus. 10 15 20 25 30 516 tas Ett ytterligare problem, som bör lösas med föreliggande uppfinning, och sålunda ett syfte för uppfinningen, är att uppnå en vätskekristallslutare med ökat optiskt densi- tetsvärde (eller mörktal) i oaktiverat tillstånd.It is an object of the present invention to solve the problems described above. The present invention also relates to the problem of obtaining a liquid crystal shutter which has a satisfactory light state in the absence of intense light, and which nevertheless gives a satisfactory dark state in the presence of intense light. An additional problem, which should be solved with the present invention, and thus an object of the invention, is to achieve a liquid crystal shutter with increased optical density value (or dark number) in the inactivated state.

Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma en blândningsskyddsanordning och en svetsglaskonstruktion med förbättrat transmissionsdensitetsvärde (eller mörktal) vid oaktiverat tillstånd för att åstadkomma förbättrad säkerhetsnivå. Ännu ett syfte är att åstadkomma en vätskekristallslutare, som genom sin transmit- tansnivå anger huruvida den är i ett funktionellt tillstånd eller ej. Ärmu ett syfte är att åstadkomma en vätskeldistallslutare, som utnyttjar minst ett vätskelcristallelement, placerat mellan inbördes korsade polarisatorer för att uppnå snabb ornkopplingstid från ljust tillstånd till mörkt skyddande tillstånd.Another object of the invention is to provide a mixing protection device and a welding glass structure with improved transmission density value (or dark number) in the inactivated state in order to achieve an improved level of safety. Yet another object is to provide a liquid crystal shutter which, by its transmission level, indicates whether it is in a functional state or not. Another object is to provide a liquid crystal shutter which utilizes at least one liquid crystal element placed between mutually crossed polarizers to achieve fast switching time from light state to dark protective state.

Ett ytterligare syfte är att åstadkomma en slutare av nämnt slag med mycket sym- metrisk mörkhetsgeometri i sitt mörka tillstånd och brett kontrastintervall vid aktive- rat mörktillstånd. l enlighet med uppfinningen uppnås dessa syften genom att anordna en spännings- styrbar vätskekristallcell, placerad mellan vinkelförskjuma polarisatorer och med en transmissionskaraktåristika, som varierar i motsvarighet till våglängden för infallan- de ljus, med ett filter, som i det synliga våglängdsområdet har en transmissionska- ralaäristika, som är komplementär till transmissionskaraktäristikan för vätskekris- tallcellen vid frånvaro av på cellen pålagd styrspânning.A further object is to provide a shutter of the type mentioned with a very symmetrical darkness geometry in its dark state and a wide contrast range when the dark state is activated. In accordance with the invention, these objects are achieved by arranging a voltage controllable liquid crystal cell, placed between angularly polarized polarizers and having a transmission characteristic varying according to the wavelength of incident light, with a filter having a transmission range in the visible wavelength range. rala characteristics, which are complementary to the transmission characteristics of the liquid crystal cell in the absence of control voltage applied to the cell.

I enlighet med en aspekt av uppfinningen kombineras sålunda en vätskeld-istallcell med normalt vit mode, som i oaktiverat tillstånd har hög transmittans för specifika våglängdsintervall, med ett bandpassfilter, som minskar transmittansen i de nämnda specifika våglängdsintervallen, så att ett fönnörkat tillstånd uppnås i det nämnda in- aktiverade tillståndet. Vidare år bandpassfiltret anordnat att ha hög transmittans för 10 15 20 25 30 våglängder, som transmitteras med styrbar transmittans genom vätskelqistallcellen i dess aktiverade tillstånd. Följaktligen har vätskekristallslutarkonsüukfionen låg transmittans i det inaktiverade tillståndet, hög transmittans i ett första aktiverat, ljust tillstånd och låg transmittaris i ett andra aktiverat, mörkt tillstånd, medan den snabba reaktionstiden från ljust till mörkt tillstånd bibehålles.Thus, in accordance with one aspect of the invention, a liquid white cell with normal white mode, which in the inactivated state has high transmittance for specific wavelength ranges, is combined with a bandpass filter which reduces the transmittance in said specific wavelength ranges to achieve a predetermined state. said disabled state. Furthermore, the bandpass filter is arranged to have high transmittance for wavelengths, which is transmitted with controllable transmittance through the liquid crystal cell in its activated state. Accordingly, the liquid crystal shutter consumption has low transmittance in the inactivated state, high transmittance in a first activated light state and low transmittance in a second activated dark state, while maintaining the fast reaction time from light to dark state.

Kort figu_rbeskrivning Uppfinningen kommer nu att beskrivas mera i detalj med hänvisning till utförings- exempel samt med hänvisning till ritningarna, där: Fig 1 visar en schematisk sprängskiss av ett första utförande av en anordning enligt uppfinningen.Brief description The invention will now be described in more detail with reference to exemplary embodiments and with reference to the drawings, in which: Fig. 1 shows a schematic exploded view of a first embodiment of a device according to the invention.

Fig 2 visar en schematisk sprängskiss av ett andra utförande av en anordning enligt uppfmningen.Fig. 2 shows a schematic exploded view of a second embodiment of a device according to the invention.

Fig 3A visar i heldragna linjer våglängdsberoendet för transmissionskaraktäristikan för en 90° twisted nematic vätskekristallcell vid frånvaro av styrsignal, och, med streckade linjer, visar fig 3A även våglångdsberoendet för ett bandpassfilters trans- missionsegenskaper.Fig. 3A shows in solid lines the wavelength dependence of the transmission characteristic of a 90 ° twisted nematic liquid crystal cell in the absence of a control signal, and, with dashed lines, fi g 3A also shows the wavelength dependence of a bandpass filter's transmission properties.

Fig 3B visar heldraget våglängdsberoendet för transmissionskaraktäristikan för 90° TN-cellen vid ett första aktiverat tillstånd under påverkan av en första drivspänning.Fig. 3B shows the solid wavelength dependence of the transmission characteristic of the 90 ° TN cell in a first activated state under the influence of a first driving voltage.

Fig 3C visar transmissionsegenskaperna enligt cellen för fig 3A och B vid ett andra aktiverat tillstånd under påverkan av en andra drivspänning.Fig. 3C shows the transmission characteristics according to the cell for fi g 3A and B in a second activated state under the influence of a second driving voltage.

Fig 4A visar, i heldragna linjer, våglängdsberoendet för transmissionskaralctärisfikan i en 0° slcruvvirilclad nematisk cell vid frånvaro av styrsignal, och, i fig 4A visas även 10 15 20 25 30 516 18 3 šï? šïïí *ïïê T* - 'IF- I? 6 . . . . .. . i streckade linjer våglängdsberoendet for ett bandpassfilters transmissionsegenska- per.Fig. 4A shows, in solid lines, the wavelength dependence of the transmission characteristic fi can in a 0 ° slvruvvirilclad nematic cell in the absence of control signal, and, in fi g 4A also shows 10 15 20 25 30 516 18 3 šï? šïïí * ïïê T * - 'IF- I? 6. . . . ... in dashed lines the wavelength dependence of a bandpass filter's transmission characteristics.

Fig 4B visar vâglängdsberoendet hos cellen enligt fig 4A under påverkan av en första styrspänning.Fig. 4B shows the wavelength dependence of the cell according to fi g 4A under the influence of a first control voltage.

Fig 4C visar våglängdsberoendet för transmissionskaralctäristikan hos cellen under påverkan av den andra styrspânningen.Fig. 4C shows the wavelength dependence of the transmission characteristics of the cell under the influence of the second control voltage.

Fig 5 visar ljustransmittansegenskaperna för en anordning i enlighet med ett utfö- ringsexempel av uppfinníngen som fimkfion av på anordningen pålagd styrspäruiing.Fig. 5 shows the light transmitting properties of a device in accordance with an exemplary embodiment of the design as a feature of a control cut-off applied to the device.

Fig 6 visar ett tredje utförande av en anordning enligt uppfinningen, som innefattar en retardationsfilm.Fig. 6 shows a third embodiment of a device according to the invention, which comprises a deceleration arm.

Fig 7 visar transmissionskaraktäristikan for en anordning enligt uppfinningen, som innefattar en retardationsfilm jämte transmissionskaralctärisfikan av samma anord- ning utan kompenserande retardationsfilm.Fig. 7 shows the transmission characteristics of a device according to the invention, which comprises a deceleration fi ch and a transmission characteristic ct of the same device without compensating deceleration m ch.

Fig 8A och B visar mörkhetsgeometrin för olika anordningar enligt uppfinningen.Figs. 8A and B show the dark geometry of different devices according to the invention.

Fig 9 visar mörkhetsgeometrin för en anordning enligt ett utfóringsexempel av upp- finningen.Fig. 9 shows the dark geometry of a device according to an exemplary embodiment of the invention.

Fig 10 visar ljustransrriittansegenskaperna som funktion av styrspänningen, pålagd på en anordning av tidigare känt slag.Fig. 10 shows the light transmission characteristics as a function of the control voltage applied to a device of a previously known type.

Detaljerad beskrivning av utfóringsexempel Fig 1 visar en schematisk vy av komponenterna i ett utföringsexempel av en väts- kekristallslutarkonstruktion l enligt uppfinningen. En vätskelciistallcell 2 av nema- 10 15 20 25 30 516 718 3 . _ f; år: tisk typ, som har transparenta plattor med elektroder, vilka kan kopplas till en spän- ningskälla och är försedd med medel för att definiera riktningen för molekylrikt- ningen nära plattytoma, så att vätskelnistallens molekylarriktningar blir uppriktade vid frånvaro av ett elektriskt fält mellan plattorna. Vinkelskillnaden i molekylupp- riktning (även kallad skruvvinkel) mellan molekyluppriktningsrikmingarna kan i en- lighet med uppfinningen vara exempelvis 0°. Alternativt kan vinkelskillnaden vara väsentligen 90° eller något värde mellan 90° och 0°. Vätskelcristallcellen 2 är anord- nad mellan två polarisatorer 3 och 4, som har inbördes ortogonala polarisationsrikt- ningar. Konstruktionen 1 har även ett bandpassfilter 5, som är placerat i vägen för en ljussuåle LB, som passerar genom konstruktionen 1. Eventuellt kan slutarkon- struktionen omfatta ett interferensfilter 6 med funktionen att eliminiera UV-ljus och IR-ljus och som även begränsar våglängdsintervallet. I enlighet med en annan aspekt av uppfinningen blockerar även bandpassfiltret 5 bort stora UV-ljus och IR-ljus.Detailed Description of Embodiment Fig. 1 shows a schematic view of the components of an embodiment of a liquid crystal shutter structure 1 according to the invention. A liquid crystal cell 2 of nema 10 15 20 25 30 516 718 3. _ f; type: having transparent plates with electrodes which can be connected to a voltage source and provided with means for defining the direction of the molecular direction near the plate surfaces, so that the molecular directions of the liquid crystal are aligned in the absence of an electric field between the plates . The angular difference in molecular alignment (also called screw angle) between the molecular alignment rims can according to the invention be, for example, 0 °. Alternatively, the angular difference may be substantially 90 ° or some value between 90 ° and 0 °. The liquid crystal cell 2 is arranged between two polarizers 3 and 4, which have mutually orthogonal polarization directions. The construction 1 also has a bandpass filter 5, which is placed in the path of a light column LB, which passes through the construction 1. Optionally, the shutter construction may comprise an interference filter 6 with the function of eliminating UV light and IR light and which also limits the wavelength range. In accordance with another aspect of the invention, the bandpass filter 5 also blocks out large UV lights and IR lights.

Fig 2 visar ett ytterligare utföringsexempel av slutarkonstruktionen, omfattande en forsta polarisator 3, en första vätskekristallcell 2, en andra polarisator 4, vars polari- sationsriktrring bildar rät vinkel mot polarisationsriktningen för den första polarisa- tom 3, en andra vätskelcristallcell 6, en tredje polarisator 7, som har samma polari- sationsriktning som den första polarisatom 3, och ett bandpassfilter 5.Fig. 2 shows a further embodiment of the shutter construction, comprising a first polarizer 3, a first liquid crystal cell 2, a second polarizer 4, the polarization direction ring of which forms a right angle to the polarization direction of the first polarizer 3, a second liquid crystal cell 6, a third polarizer 7, which has the same polarization direction as the first polarizer 3, and a bandpass filter 5.

Fig 3 A, B och C visar i heldragna linjer spektralegenskaperna hos en 90° TN-cell med produkten mellan anisotropien An och tjockleken d för cellen Anld = 0,80 mik- rometer. F ig 3A, B och C visar även med streckade linjer spektralegenskapen hos ett bandpassfilter. Diagrammen i fig 3A, B och C visar transmissionen uppritad som funktion av våglängden, väsentligen i det synliga våglängdsområdet. I fig 3A visar den heldragna kurvan spektraltransmissionen för en 90° TN-cell i elektriskt inaktive- rad fas med ett värde på An'd om 0,78 mikrometer, placerad mellan korsade polari- satorer, som bildar vinklarna 45° respektive 135° mot den molekylära direktionsvek- tom på ingången. Vid denna inaktiverade fas har cellen ett transmissionsmaximum nära 400 nm och ett transmissisonsminirnum vid ungefär 550 nm. Den streckade kurvan visar spektralförhållandet hos bandpassfiltret, vilket har hög optisk transmit- 10 15 20 25 30 5 168 183 tans vid mittpartiet av det synliga spektrum, d v s i våglångdsintervallet 500-600 nm.Fig. 3 A, B and C show in solid lines the spectral properties of a 90 ° TN cell with the product between the anisotropy An and the thickness d of the cell Anld = 0.80 micrometers. Figures 3A, B and C also show in dashed lines the spectral properties of a bandpass filter. The diagrams in fi g 3A, B and C show the transmission plotted as a function of the wavelength, essentially in the visible wavelength range. In fi g 3A, the solid curve shows the spectral transmission of a 90 ° TN cell in an electrically inactivated phase with a value of An'd of 0.78 micrometers, placed between crossed polarizers, which form the angles 45 ° and 135 ° to the molecular direction vector at the input. At this inactivated phase, the cell has a transmission maximum near 400 nm and a transmission minimum number at approximately 550 nm. The dashed curve shows the spectral ratio of the bandpass filter, which has high optical transmittance at the center portion of the visible spectrum, i.e. in the wavelength range 500-600 nm.

Den låga tranmittansen hos vätskekristallcellen över intervallet 500-600 mn, till- sammans med den låga transmittansen hos bandpassfiltret inom intervallet 350-500 mn och från 620 nm och uppåt medför att ett väsentligen mörkt tillstånd uppnås när en dylik vâtskekristallcell kombineras med ett bandpassfilter med denna karaktäris- tika.The low transmittance of the liquid crystal cell over the range of 500-600 mn, together with the low transmittance of the bandpass filter in the range of 350-500 mn and from 620 nm and upwards, a substantially dark state is achieved when such a liquid crystal cell is combined with a bandpass filter. characteristics.

Fig 3B visar spektralsvaret för samma vätskekristallcell och samma bandpassfilter som i fig 3A, i ett första aktiverat tillstånd när en låg drivspånning om ungefär 2,5 volt pålägges på vätskelcristallcellen. Det år tydligt av diagrammet att transmis- sionsmaximum för vätskekristallcellen och för bandpassfiltret sammanfaller i det synliga våglångdsområdet 500-600 nm. Det kombinerade systemet är alltså i detta första aktiverade tillstånd i en transparent, högtransrnitterande mode.Fig. 3B shows the spectral response of the same liquid crystal cell and the same bandpass filter as in Fig. 3A, in a first activated state when a low drive voltage of approximately 2.5 volts is applied to the liquid crystal cell. It is clear from the diagram that the transmission maximum for the liquid crystal cell and for the bandpass filter coincides in the visible wavelength range 500-600 nm. The combined system is thus in this first activated state in a transparent, highly transmissive mode.

Fig 3C visar ånyo spektralförhållandena för systemkomponenterna i fig 3A och fig 3B, nu i ett andra elektriskt aktiverat tillstånd med pålagd spänning av ungefär 5 volt. Med denna högre spänning pålagd reduceras ånyo transmittansen för vätske- kristallcellen i rnittpartiet av det synliga våglängdsintervallet. I praktiken kan transmittansen styras i det synliga våglängdsintervallet genom att variera spänningen från omkring 2 volt och uppåt, till dess vätskekristallcellen når ett transmittansmi- nimum. Vätskelaistallcellkomponenten i en dylik kombinerad konstruktion fimgerar på ett sätt som är liknande än normalt vit mode, och följaktligen är omkopplingsti- den för anordningen enligt uppfmningen förmånligt kort. Denna fördel uppnås i kombination med fördelen att erhålla en anordning, som vid frånvaro av ett elek- uiskt fält mellan plattoma i cellen faller tillbaka till ett mörkt vilotillstånd. Detta be- skrives mera i detalj i samband med fig 5.Fig. 3C again shows the spectral conditions of the system components in fi g 3A and fi g 3B, now in a second electrically activated state with applied voltage of approximately 5 volts. With this higher voltage applied, the transmittance of the liquid crystal cell in the cross section of the visible wavelength range is again reduced. In practice, the transmittance can be controlled in the visible wavelength range by varying the voltage from about 2 volts and upwards, until the liquid crystal cell reaches a transmittance minimum. The liquid steel cell component of such a combined structure functions in a manner similar to normal white mode, and consequently the switching time of the device according to the invention is advantageously short. This advantage is achieved in combination with the advantage of obtaining a device which, in the absence of an electric field between the plates in the cell, falls back to a dark state of dormancy. This is described in more detail in connection with fi g 5.

Fig 4a visar spektralförhållandet vid en 0° skruvvriden nematisk cell och ett band- passfilter. Den heldragna kurvan visar sålunda den optiska karaktäristikan för en 0° dubbelbrytande cell i oaktiverad fas med ett värde på Anid om 0,55 rnjkrometer, placerad mellan korsade polarisatorer, orienterade med 45° respektive 135° relativt 10 15 20 25 30 516 1983 šï* ';“-@I?:LI;-:,I栗:= den ingångsvis föreliggande molekyldirektorvektom. Den streckade kurvan visar spektralförhållandet för ett bandpassfilter, som är valt för att ha hög optisk transmit- tans över rnittpartiet av det synliga spektrum, d v s i intervallet 500-600 nm under blockering av armat ljus. Av fig 4A framgår att transmissionsminirnum för väts- kekristallcellen, vid mittpaitiet 500-600 mn av det synliga våglängdsonirådet sam- manfaller med transmissionsmaxirnum fór bandpassfiltret. När man sålunda kombi- nerar denna vätskekristallcell och bandpassfiltret i enlighet med uppfinningen, upp- nås ett lågtransrnissionstillstånd, när spänningen över cellen är noll, d v s i frånvaro av elektriskt fält mellan plattorna i våtskekristallcellen.Fig. 4a shows the spectral ratio at a 0 ° twisted nematic cell and a bandpass filter. The solid curve thus shows the optical characteristics of a 0 ° birefringent cell in the inactivated phase with an Anid value of 0.55 rnjrometer, placed between crossed polarizers, oriented by 45 ° and 135 °, respectively, relative to 10 15 20 25 30 516 1983 šï * '; “- @ I?: LI; - :, I栗: = the initially present molecular director vector. The dashed curve shows the spectral ratio of a bandpass filter, which is selected to have high optical transmittance over the cross section of the visible spectrum, i.e. in the range 500-600 nm while blocking low light. From Fig. 4A it appears that the transmission minimum for the liquid crystal cell, at the center pa 500-600 mn of the visible wavelength zone council coincides with the transmission maximum for the bandpass filter. Thus, when combining this liquid crystal cell and the bandpass filter according to the invention, a low transmission state is achieved when the voltage across the cell is zero, i.e. in the absence of electric field between the plates in the liquid crystal cell.

F ig 4B visar spektralförhållandet för samma vätskelcristallcell och bandpassfilter med pålagd spänning om mellan 2 och 3 volt, och, som förklarats ovan, uppnås då ett transparent tillstånd.Fig. 4B shows the spectral ratio of the same liquid crystal cell and bandpass filter with applied voltage of between 2 and 3 volts, and, as explained above, a transparent state is then achieved.

F ig 4C visar det andra aktiverade tillståndet med en spänning om 5 volt pålagda. Det andra aktiverade tillståndet är ett mörkt tillstånd, vilket uppnås såsom beskrivits OVaIl.Fig. 4C shows the second activated state with a voltage of 5 volts applied. The second activated state is a dark state, which is achieved as described OVaIl.

Beräkningar anger att det firms huvudsakligen två celltyper, som uppvisar detta fe- nomen. Den första är en 90° TN-cell med ett An'd = värde i intervallet 0,80 mikro- meter, placerat mellan korsade polarisatorer, riktade med 45° respektive l35° vinkel mot den infallande molekyläruppriktningsdirektom. Den andra celltypen är en O° (oskruvad) dubbelbrytande cell med ett värde An'd om omkring 0,55 mikrometer, åter med polarisatorer orienterade med 45° respektive l35° relativt den ingående molekylarupprikmingsrilmingen.Calculations indicate that there are mainly two cell types, which show this phenomenon. The first is a 90 ° TN cell with an An'd = value in the range 0.80 micrometers, placed between crossed polarizers, directed at a 45 ° and 135 ° angle, respectively, towards the incident molecular alignment director. The second cell type is a 0 ° (unscrewed) birefringent cell with a value An'd of about 0.55 micrometers, again with polarizers oriented at 45 ° and 135 °, respectively, relative to the constituent molecular excitation corrugation.

En bländskyddsanordning enligt uppfinningen innefattar en sensor för att avge en sensorsignal i motsvarighet till intensiteten för ett detekterat ljus. Sensorsignalen är kopplad till en styrenhet innefattande en signalgenerator. Signalgeneratorn är anord- nad att alstra en styrsignal i motsvarighet till sensorsignalen. 10 15 20 25 30 516 183 =::;':1=.;";-':= 10 En vätskekristallkonstruktion enligt uppfinningen innefattar en vätskekristallcell med två ytor anordnade med elektroder för att åstadkomma ett elektriskt fält mellan dessa ytor. Det elektriska fältet alstras genom att pålägga styrsignalen till elektro- dema. När styrsignalen pålägges till elektroden kommer en viss styrsignalspänning att alstra ett motsvarande elektriskt fält i vätskekristallcellen mellan elektrodema.An anti-glare device according to the invention comprises a sensor for emitting a sensor signal corresponding to the intensity of a detected light. The sensor signal is connected to a control unit comprising a signal generator. The signal generator is arranged to generate a control signal corresponding to the sensor signal. A liquid crystal structure according to the invention comprises a liquid crystal cell having two surfaces provided with electrodes to provide an electric field between these surfaces. The electric field When the control signal is applied to the electrodes, a certain control signal voltage will generate a corresponding electric field in the liquid crystal cell between the electrodes.

Fig 5 visar ett diagram för de elektrooptiska egenskapema for en vätskelcristallcell- kombination med transmissionsdensiteten eller mörktalet uppritat mot pålagd spärr- ning. Kurvan i fig 5 visar de elektrooptiska egenskapema hos en 8 rnikrometer 90° TN-cell med, i detta exempel, vätskelcristallen Merck mlc 6096, vilket ger ett värde Antd om omkring 0,78 rnikrometer. En cell är placerad mellan korsade polarisatorer, riktade med 45° respektive l35° relativt den ingående molekylära direktorvektorn och tillsammans med bandpassfiltret, som har hög optisk transmittans över mittpar- tiet av det synliga spektrum inom intervallet 500-600 nm. I inaktiverad fas och vid frånvaro av styrsignalspänning ligger det optiska densitetsvärdet alldeles över 5,5.Fig. 5 shows a diagram of the electro-optical properties of a liquid crystal cell combination with the transmission density or the dark number plotted against applied blocking. The curve in Fig. 5 shows the electro-optical properties of an 8 micron 90 ° TN cell with, in this example, the liquid crystal Merck mlc 6096, giving a value Antd of about 0.78 micrometers. A cell is placed between crossed polarizers, directed at 45 ° and 135 °, respectively, relative to the constituent molecular director vector and together with the bandpass filter, which has high optical transmittance over the center portion of the visible spectrum in the range of 500-600 nm. In the deactivated phase and in the absence of control signal voltage, the optical density value is well above 5.5.

Vid anbringande av en spänning av omkring 2 volt sjunker det optiska densitetsvär- det till omkring 3,3 i ett första aktiverat tillstånd, som gör den mera transparent än i det inaktiverade tillståndet. Med en pålagd spänning över 2 volt upp till omkring 10 volt är det optiska densitetsvärdet varierbart inom ett intervall mellan det mini- rnivärde som uppnås i det första aktiverade tillståndet och upp till ett värde av om- kring 11.When a voltage of about 2 volts is applied, the optical density value drops to about 3.3 in a first activated state, which makes it more transparent than in the inactivated state. With an applied voltage above 2 volts up to about 10 volts, the optical density value is variable within a range between the minimum value achieved in the first activated state and up to a value of about 11.

Trots det faktum att en 90° TN-cell med An'd vid ungefär 7,81 milcrometer har goda elektrooptiska egenskaper i en riktning parallellt med ytnorrnalen, kan de optiska vinkelegenskapema hos denna cellkombination vara något otillräckliga för tillämp- ningar där stort syrifält erfordras. Genom att placera två sådana celler tillsammans, så att molekylupprikmingsrikmingama sida mot sida är väsentligen vinkelrâta erhål- les ytterligare fördelar enligt uppfmningen. Genom en dylik positionering åstad- kommes en viss grad av cellkompensation, och ett tillräckligt bra synfält kan erhål- 10 15 20 25 30 516 1183 :Iffä las. En dylik utföringsfonn av uppfinningen visas i fig 2 och har exempelvis sin till- lämpning vid ett automatiskt mörknande svetsglasfilter.Despite the fact that a 90 ° TN cell with An'd at about 7.81 milcrometers has good electro-optical properties in a direction parallel to the surface normal, the optical angular properties of this cell combination may be somewhat insufficient for applications where a large oxygen field is required. By placing two such cells together, so that the molecular pointing devices side by side are substantially perpendicular, further advantages according to the invention are obtained. Such a positioning provides a certain degree of cell compensation, and a sufficiently good field of view can be obtained. Such an embodiment of the invention is shown in Figure 2 and has, for example, its application to an automatically darkening welding glass filter.

Tack vare både låg skruvvinkel och minskad pararneter Anid befinnes att förmånliga optiska vinkelegenskaper erhålles med 0° dubbelbrytande celler med Anïld i interval- let kring 0,5 mikrometer och är särdeles förmånliga och klart lämpliga för väts- kekristall-slutarkonstruktioner både med enkel cell och med dubbel cell. Dylika förmånliga egenskaper möjliggör stort och symmetriskt synfált. På grund av den sto- ra kvarstående optiska retardation som emellertid föreligger i 0°-cellen, även vid spänningar uppåt 10 volt är den tillgängliga cellkontrasten från en dylik anordning låg i förhållande till för en 90° TN-vätskekristallcell. I enlighet med ett utförande enligt uppfmningen förbättras cellkontrasten medelst tillägg av en kompenserande retardationsfilm. I det 0°-dubbelbrytande cellutförandet är ett litet retardationsvärde om omkring 20-50 nm lämpligt. För att maximera kompensationseffekten bör retar- dationsfilmen företrädesvis vara så riktad, att dess snabba axelriktning är vinkelrät mot den in- och utgående molekylardirektorvektorn. Det kompenserande retarda- tionsskiktet för 0°-dubbelbrytande cellen kan exempelvis ha formen av en enda, enaxligt sträckt retardationsfilm med ett värde om mellan 25 och 30 nm. Vid ett an- nat utförande kan det kompenserande retardationsskiktet implementeras medelst re- tardationsfilrner som är så uppriktade, att totalsumman för retardationen som alsüas av dessa båda filmer bestämmes av skillnaden mellan de två värdena för filmskikten.Thanks to both low screw angle and reduced pairing angles Anid is found that favorable optical angular properties are obtained with 0 ° birefringent cells with Anïld in the range around 0.5 micrometers and are particularly advantageous and clearly suitable for liquid crystal shutter designs both with single cell and with double cell. Such advantageous properties enable a large and symmetrical field of view. However, due to the large residual optical deceleration present in the 0 ° cell, even at voltages up to 10 volts, the available cell contrast from such a device is low compared to a 90 ° TN liquid crystal cell. In accordance with an embodiment of the invention, the cell contrast is improved by the addition of a compensating deceleration film. In the 0 ° birefringent cell design, a small retardation value of about 20-50 nm is appropriate. In order to maximize the compensation effect, the deceleration fi should preferably be so directed that its fast axis direction is perpendicular to the input and output molecular director vector. The compensating retardation layer for the 0 ° birefringent cell may, for example, be in the form of a single, uniaxially stretched retardation m ch with a value of between 25 and 30 nm. In another embodiment, the compensating deceleration layer can be implemented by means of deceleration layers which are so aligned that the total sum of the deceleration which is observed by these two films is determined by the difference between the two values of the film layers.

Med exempelvis en 27 nm kompenserande retardationsfilm, inlagd i slutarkonstruk- tionen ökas det optimala värdet An'd för cellkombinationen från 0,55 mikrometer till 0,77 mikrometer.With, for example, a 27 nm compensating deceleration film inserted in the shutter structure, the optimum value An'd for the cell combination is increased from 0.55 micrometers to 0.77 micrometers.

Fig 6 visar i princip en lämplig position för en retardationsfilm 10 i enlighet med uppfmningen. I fig 6 är retardationsfilmen 10 placerad på ena sidan av vätskekris- tallcellen 2, mellan polaiisationsfiltren 3 och 4. Altemativt kan retardationsfilmen anordnas inom vätskekristallcellen 2, mellan de molekylinriktande plattorna. 10 15 20 25 516 183 =If2fï*.ë"§"f= šï. 12 . : : Fig 7 visar de elektrooptiska egenskapema för en vätskelcristallcellkonstruktion in- nefattande en 4 mikrometer 0° dubbelbrytande cell. Den dubbelbrytande cellen, i detta fall omfattande vätskekristallen Merck ZLI-4246, som ger ett värde Anld om omkring 0,52 rnikrometer, placerad mellan korsade polarisatorer, anordnade med 450 respektive l35° i förhållande till den ingående molekylarriktrringsvektom. Cel- len i likhet med de ovan beskrivna utförandena, placerad tillsammans med ett bandpassfilter som har hög optisk transmittans över mittpartiet av det synliga spekt- rum, d v s i intervallet 500-600 nm. Kurvan 20 visar de optiska egenskapema hos cellkombinationen utan kompenserande retardationsfilm under det att kurvan 22 vi- sar en cellkombination, innefattande en 26 nm kompenserande retardationsfilm, orienterad så att den snabba axeln är vinkelrät mot inkommande molelculardirektor.Fig. 6 shows in principle a suitable position for a deceleration loop 10 in accordance with the invention. In Fig. 6, the retardation film 10 is located on one side of the liquid crystal cell 2, between the polarizing filters 3 and 4. Alternatively, the retardation film may be arranged within the liquid crystal cell 2, between the molecule-aligning plates. 10 15 20 25 516 183 = If2fï * .ë "§" f = šï. 12. Fig. 7 shows the electro-optical properties of a liquid crystal cell structure including a 4 micrometer 0 ° birefringent cell. The birefringent cell, in this case comprising the liquid crystal Merck ZLI-4246, which gives a value Anld of about 0.52 micrometers, placed between crossed polarizers, arranged at 450 and 135 °, respectively, in relation to the constituent molecular targeting vector. The cell, like the embodiments described above, is placed together with a bandpass filter that has high optical transmittance over the middle part of the visible spectrum, i.e. in the range 500-600 nm. Curve 20 shows the optical properties of the cell combination without compensating deceleration m lm while curve 22 shows a cell combination, comprising a 26 nm compensating deceleration m lm, oriented so that the fast axis is perpendicular to the incoming molecular director.

Förbättringen i cellkontrast med den kompenserande retardationsfilmen framgår tydligt i denna figur.The improvement in cell contrast with the compensating retardation film is clearly shown in this figure.

Fig 8a, b och fig 9 visar i princip svärtningsgeometrin i en central synfaltskon for de ovan beskrivna cellkombinationema. Närmare bestämt visar fig 8 svärtningsgeome- trin A a vid en 90° TN-enkelcell, och det är tydligt att svärtningsgeometrin a är asymmetrisk i ganska stor utsträckning, ehuru cellkontrasten fortfarande är hög.Figures 8a, b and fi g 9 show in principle the blackening geometry in a central visual field cone for the cell combinations described above. More specifically, fi g 8 shows the blackening geometry A a at a 90 ° TN single cell, and it is clear that the blackening geometry a is asymmetric to a fairly large extent, although the cell contrast is still high.

F ig 8 b visar svärtningsgeometrin A och B for en kombination av två 90° TN-celler anordnade med antisymmetriska polarisatorer. Svärtningsgeometrin för varje cell är fortfarande asymmetrisk, men i kombination erhålles en resulterande symmetrisk svärtningsgeometri med hög kontrast. I konstrast häremot erhålles en i stor ut- sträckning symmetrisk svärtningsgeomeni, visadi fig 9, genom en 0° lågskruvs en- kelcell, och i kombination med en retardationsfilm en väsentligen symmetrisk svärtningsgeometxi tillsammans med hög kontrast.Fig. 8 b shows the blackening geometry A and B for a combination of two 90 ° TN cells arranged with antisymmetric polarizers. The blackening geometry of each cell is still asymmetric, but in combination a resulting symmetrical blackening geometry with high contrast is obtained. In contrast, a largely symmetrical blackening geometry, shown in fi g 9, is obtained by a 0 ° low screw single cell, and in combination with a deceleration fi lm a substantially symmetrical blackening geometry together with high contrast.

Claims (9)

10 15 20 25 30 s1e_1s3 13 Patentkrav10 15 20 25 30 s1e_1s3 13 Patent claims 1. l. Vätskeluistall-slutarkonstruktion, lärnplig för glasskydd och automatiskt mörk- nande svetsglasfilter, vilken konstruktion är omkopplingsbar mellan ett första till- stånd med hög ljustransmission och ett andra tillstånd med låg ljustransmission och vice versa, i motsvarighet till en elektrisk styrsignal, vilken konstruktion har en vätskelaistallcell av nematisk typ anordnad mellan trans- parenta plattor försedda med elektroder for anordnande av ett elektriskt fält i mot- svarighet till styrsignalen, vilka plattor har mot varandra vända ytor, försedda med uppriktningsmedel för att defmiera var sin molekyluppriktningsriktning for molekyler i närheten av nämnda upplinjeringsmedel vid frånvaro av närrmda elektriska fält, och vilken vätskekristallcell är monterad mellan polarisatorer, varvid vätskelcristallkonstxuktionen innefattar ett bandpassfilter och vätskekristallcellen och bandpassfiltret är så anpassade till varandra att bandpassfiltrets transmissionsegen- skapers våglängdsberoende i ett visst våglängdsintervall är väsentligen komple- mentärt mot vätskeluistallcellens trans-rnissionsegenskapers våglängdsberoende vid frånvaro av nämnda elektriska fält, kännetecknad av att de två mot varandra vända ytorna uppvisar parallella molekyl- uppriktningsriktningar, att en retardationsfilm är anordnad mellan polarisatorerna. och av att produkten mellan den optiska anisotropien och cellens tjocklek är väsent- ligen 0,55 mikrometer.A liquid shutter shutter structure, a mandatory glass protection element and an automatically darkening welding glass filter, which structure is switchable between a first state of high light transmission and a second state of low light transmission and vice versa, corresponding to an electrical control signal which construction has a nematic-type liquid crystal cell arranged between transparent plates provided with electrodes for arranging an electric field corresponding to the control signal, which plates have facing surfaces, provided with aligning means for defining each molecular alignment direction for molecules in the vicinity. of said alignment means in the absence of adjacent electric fields, and which liquid crystal cell is mounted between polarizers, the liquid crystal structure comprising a bandpass filter and the liquid crystal cell and the bandpass filter are so adapted to each other that the transmission passband of the bandpass filter e in a certain wavelength range is substantially complementary to the wavelength dependence of the transmission characteristics of the liquid sample cell in the absence of said electric field, characterized in that the two facing surfaces have parallel molecular alignment directions, that a deceleration fi lm is arranged between the polarizers. and in that the product between the optical anisotropy and the thickness of the cell is substantially 0.55 micrometers. 2. Slutarkonstruktíon enligt krav 1, kännetecknad av att retardationsfihnen är an- ordnad mellan vätskelcristallcellens transparenta plattor.Shutter construction according to Claim 1, characterized in that the deceleration means is arranged between the transparent plates of the liquid crystal cell. 3. Vätskelcristall-slutarkonstnlktion, lämplig för glasskydd och automatiskt mörk- nande svetsglasfilter, vilken konstruktion är omkopplingsbar mellan ett första till- stånd med hög ljustransrnission och ett andra tillstånd med låg ljustransmission och vice versa, i motsvarighet till en elektrisk styrsignal, n .no .o 10 15 20 25 516 183 14 vilken konstruktion har en vätskelcristallcell av nematisk typ anordnad mellan trans- parenta plattor försedda med eleklroder för anordnande av ett elektriskt fält i mot- svårighet till styrsignalen, vilka plattor har mot varandra vända ytor, försedda med uppriktningsmedel för att definiera var sin molekyluppriktningsriktning för molekyler i närheten av nänmda upplinjeringsmedel vid frånvaro av nänmda elektriska fält, och vilken vätskekristallcell är monterad mellan polarisatorer, varvid vätskeloistalllconstrnktzionen innefattar ett bandpassfilter och vätskelcristallcellen och bandpassfiltret är så anpassade till varandra att bandpassfiltrets transmissionsegen- skapers våglängdsberoende i ett visst våglängdsintervall är väsentligen komple- mentärt mot vätskelcristallcellens trans-missionsegenskapers våglängdsberoende vid frånvaro av nämnda elektriska fält, _ kännetecknad av att detvå mot varandra vända ytoma uppvisar en vinkelskillnad mellan molekyluppriktningsiiktningarna, vilken vinkelskillnad är 90°; och av att produkten mellan den optiska anisotropien och cellens tjocklek är väsentligen 0,8 i mikrometer.Liquid crystal shutter construction, suitable for glass protection and automatic darkening welding glass filters, which design is switchable between a first state with high light transmission and a second state with low light transmission and vice versa, corresponding to an electrical control signal, n .no which construction has a liquid crystal cell of nematic type arranged between transparent plates provided with electrodes for arranging an electric field in opposition to the control signal, which plates have facing surfaces, provided with aligning means because they each have their own molecular alignment direction for molecules in the vicinity of said alignment means in the absence of said electric fields, and which liquid crystal cell is mounted between polarizers, the liquid crystal structure comprising a band pass and the liquid to bond crystals to each other. the wavelength dependence of properties in a certain wavelength range is substantially complementary to the wavelength dependence of the transmission properties of the liquid crystal cell in the absence of said electric field, characterized in that the two facing surfaces have an angular difference between the molecular alignment directions; and in that the product between the optical anisotropy and the thickness of the cell is substantially 0.8 in micrometers. 4. Slutarkonstruktion enligt något av föregående krav, kännetecknad av att band- passfiltret har ett transmissionsmaximum i ett första våglängdsintervall; och av att vätskekristallcellens tjocklek är så vald, att den har ett transmissionsminimum i ett andra våglängdsintervall vid frånvaro av det nämnda elektriska fältet, vilket andra våglängdsintervall väsentligen motsvarar nämnda första våglängdsintervall.Shutter construction according to one of the preceding claims, characterized in that the bandpass filter has a transmission maximum in a first wavelength range; and in that the thickness of the liquid crystal cell is so selected that it has a transmission minimum in a second wavelength range in the absence of said electric field, which second wavelength range substantially corresponds to said first wavelength range. 5. Slutarkonstruktion enligt något av föregående krav, kännetecknad av att polari- satorema har väsentligen ortogonala polarisationsrikmingar.Shutter construction according to one of the preceding claims, characterized in that the polarizers have substantially orthogonal polarization ridges. 6. Slutarkonstruktion enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kon- struktionen innefattar en ytterligare vätskeloistallcell av nematisk typ, vilken är an- ordnad mellan den ena av nämnda polarisatorer och en ytterligare polarisator, där n nu go 10 15 '516 183 15 nämnda en polarisator och nämnda ytterligare polarisator har väsentligen ortogonala polarisationsriktníngar.Shutter construction according to any one of the preceding claims, characterized in that the construction comprises a further liquid-cell cell of the nematic type, which is arranged between one of said polarizers and a further polarizer, wherein n now go 10 15 '516 183 15 a polarizer and said additional polarizer have substantially orthogonal polarization directions. 7. Slutarkonstruktion enligt något av föregående krav, kännetecknad av att nämnda vissa våglängdsiritervall är míttpartíet av det synliga våglängdsiritervallet, d v s vä- sentligen mellan 500 nm och 600 nm.Shutter construction according to any one of the preceding claims, characterized in that said certain wavelength irradiation is the central portion of the visible wavelength irradiation, i.e. substantially between 500 nm and 600 nm. 8. Ljusskyddsanordning innefattande en slutarkonstruktion enligt något av föregåen- de krav.Light protection device comprising a shutter construction according to any one of the preceding claims. 9. Ljusskyddsanordning enligt krav 8, kännetecknad av att den innefattar ett sen- sormedel för avgivande av en sensorsignal i motsvarighet till ljusintensiteten; och en signalgenerator för alstring av nämnda elektriska styrsignal i motsvarighet till sen- sorsigrialen.Light protection device according to claim 8, characterized in that it comprises a sensor means for emitting a sensor signal corresponding to the light intensity; and a signal generator for generating said electrical control signal corresponding to the sensor signal.
SE9503785A 1995-10-26 1995-10-26 liquid crystal SE516183C2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9503785A SE516183C2 (en) 1995-10-26 1995-10-26 liquid crystal
CN 96197859 CN1200661A (en) 1995-10-26 1996-10-25 Liquid crystal shutter and light shielding device including same
AU73567/96A AU7356796A (en) 1995-10-26 1996-10-25 A liquid crystal shutter and a light shielding device including such a shutter
PCT/SE1996/001374 WO1997015256A1 (en) 1995-10-26 1996-10-25 A liquid crystal shutter and a light shielding device including such a shutter
EP96935760A EP0957852A1 (en) 1995-10-26 1996-10-25 A liquid crystal shutter and a light shielding device including such a shutter
JP9516547A JPH11514457A (en) 1995-10-26 1996-10-25 Liquid crystal shutter and light shielding device having such a shutter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9503785A SE516183C2 (en) 1995-10-26 1995-10-26 liquid crystal

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9503785D0 SE9503785D0 (en) 1995-10-26
SE9503785L SE9503785L (en) 1997-04-27
SE516183C2 true SE516183C2 (en) 2001-11-26

Family

ID=20399985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9503785A SE516183C2 (en) 1995-10-26 1995-10-26 liquid crystal

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0957852A1 (en)
JP (1) JPH11514457A (en)
CN (1) CN1200661A (en)
AU (1) AU7356796A (en)
SE (1) SE516183C2 (en)
WO (1) WO1997015256A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002049554A1 (en) * 2000-12-21 2002-06-27 Optrel Ag Antiglare device for welding protective masks
JP4382317B2 (en) * 2001-12-06 2009-12-09 シチズンホールディングス株式会社 Liquid crystal variable wavelength filter device
AU2003293483A1 (en) * 2002-12-11 2004-06-30 Optiva, Inc. Liquid crystal shutter
EP1821136A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-22 Optrel Ag Glare protection device
GB2498726A (en) 2012-01-25 2013-07-31 3M Innovative Properties Co Automatic welding filter with tunable spectral transmission
US20140168546A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 3M Innovative Properties Company Curved Automatic-Darkening Filter
CN109154752B (en) * 2016-03-28 2021-02-05 Lc 显示技术公司 Electro-optical guest-host liquid crystal variable transmission filter with wide viewing angle
EP3454803B1 (en) 2016-05-12 2023-11-15 3M Innovative Properties Company Protective headgear comprising a curved switchable shutter and comprising multiple antireflective layers

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE425048B (en) * 1978-04-24 1982-08-30 Ake Hornell MULTIPLE GLASS, SEPARATE PROTECTIVE GLASS IN A WELDING SCREEN
SE464264B (en) * 1984-02-24 1991-03-25 Esab Ab OPTICAL FILTER FOR WELDING GLASS
US5208688A (en) * 1991-02-08 1993-05-04 Osd Envizion Company Eye protection device for welding helmets
SE502868C2 (en) * 1994-04-26 1996-02-05 Hoernell Elektrooptik Ab Welding quick filter with improved angular properties

Also Published As

Publication number Publication date
EP0957852A1 (en) 1999-11-24
SE9503785D0 (en) 1995-10-26
JPH11514457A (en) 1999-12-07
SE9503785L (en) 1997-04-27
AU7356796A (en) 1997-05-15
CN1200661A (en) 1998-12-02
WO1997015256A1 (en) 1997-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0005417B1 (en) Multiple layer protective glass
US10012884B2 (en) High contrast electro-optic liquid crystal camera iris providing angle independent transmission for uniform gray shades
US6097451A (en) Liquid crystal shutter with low twisted nematic liquid crystal cells driven with a low frequency or DC voltage
JP6549335B2 (en) Electro-optic guest-host liquid crystal variable transmission filter with wide viewing angle
US6028656A (en) Optical polarization switch and method of using same
FI81688B (en) OPTISKT FILTER FOER SVETSSKYDDSGLAS.
US5933207A (en) Reflective-type liquid crystal displays using mixed-mode twist nematic cells
US10928698B2 (en) High contrast liquid crystal light control device providing angle independent variable transmission of incident light for uniform gray shades
JPH05506950A (en) Eye protection devices for welding helmets etc.
US20040036821A1 (en) Liquid crystal shutter
EP0351200A3 (en) Liquid crystal display apparatus
EP0699938A2 (en) Liquid crystal display
SE508272C2 (en) Liquid crystal shutter assembly, and a light shading device comprising such a structure
EP3049864B1 (en) High contrast electro-optic liquid crystal camera iris
SE516183C2 (en) liquid crystal
JP2940031B2 (en) Liquid crystal display device
JPH06130424A (en) Liquid crystal display device
US5414546A (en) Dynamic optical notch filter
JP3102012B2 (en) Tunable optical bandpass filter
US8026998B2 (en) Variable contrast, wide viewing angle liquid crystal light attenuation filter
EP1385044A1 (en) High contrast black-and-white cholesteric liquid crystal display
JP3090020B2 (en) Liquid crystal display device
GB2219099A (en) Tunable Fabry-Perot filter
JPH0721591B2 (en) Liquid crystal display
TW576939B (en) Color liquid crystal display device

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed