DE2011220A1

DE2011220A1 - Flüssigkeitselement

Info

Publication number: DE2011220A1
Application number: DE19702011220
Authority: DE
Inventors: George Harry Philadelphia Pa.; Zanoni Louis Anthony Mercerville N.J.; Heilmeier (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1969-03-21
Filing date: 1970-03-10
Publication date: 1970-10-01
Also published as: US3600061A; ES185983Y; AT296406B; IL33978A; CH522235A; AU1295070A; GB1293457A; SE353608B; FR2039689A5; ES185983U; NL7004031A; IL33978A0

Description

Dipl.-Ing. H. Sauörl^nd - Drv-Ing. R. König Patentanwälte · 4opa Düsseldorf^ Cecilienallee vb 'TFelefon 43Ξ7 3Ξ

Unsere Akte: 25 632 ."■'*. 9. März 197Θ-

RCA Corporation, New^Yürk,

■"Flüssigkeitselement"

Die Erfindung bezieht sich auf Elemente, die aus Deckplatten bestehen, zwischen denen dünne Flüssigkeitsschichten insbesondere kristalline Flüssigkeiten eingeschlossen sind.

Flüssigkeitselemente wie optische Elemente mit kristalliner Flüssigkeit oder Lichtschleusen sind in der Technik bekannte In der US-Patentschrift 3 322 485 ist beispielsweise ein Element beschrieben, das eine Schicht aus langgestreckten flüssigen Kristallen zwischen zwei leitenden Deckplatten besitzt. Bei den bekannten Systemen werden die sich durch die Ausdehnung der kristallinen Flüssigkeit ergebenden Auswirkungen nicht berücksichtigte Wenn die Arbeitsweise des Elements beispielsweise mit einer Erwärmung verbunden ist, wird die kristalline Flüssigkeit bestrebt sein, sich im Element auszudehnen. Wenn das Element geschlossen ist, kann diese Ausdehnung übermäßigen Druck und somit eine übermäßige Beanspruchung des Elements hervorrufen, was zum Brechen der Deckplatten oder zur Zerstörung der Abdichtung führen kann. Ist das Element nicht geschlossen, so kann mit der Ausdehnung der kristallinen Flüssigkeit ein Verlust derselben durch die Ränder des Elementes oder eine Veränderung der Dicke der kristallinen Flüssigkeitsschicht verbunden sein«, Hinzu kommt, daß im Falle der Abdichtung der An-

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Ordnung zur Verhinderung des Eindringens von Wasserdampf oder der Oxydation der Kristallflüssigkeit eine Reaktion zwischen der Kristallflüssigkeit und dem Dichtungsmittel stattfinden kann. Mit der Erfindung wird daher eine Trennung dieser Materialien voneinander erreicht, um sicher zu stellen, daß die beschriebene Reaktion nicht auftritt»

Das erfindungsgemäße Element besteht aus einer zwischen zwei Deckplatten eingeschlossenen Flüssigkeitsschicht und weist Ausgestaltungen auf, durch die die Flüssigkeit auf einen bestimmten Raum innerhalb des Elements begrenzt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung, wie beispielsweise gerillte Deckplatten, die Flüssigkeit in dem Element auf einen von den Rändern des Elements getrennten Raum begrenzt werden kann_o Außerdem bewirken die Rillen, daß der Flüssigkeit bei Erwärmung Platz zur Ausdehnung zur Verfügung steht.

Anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter, vorteilhafter Ausführungsformen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: ·

Figo 1 ein erfindungsgemäßes Element in perspektivischer Darstellung;.

Fig. 2 die Draufsicht einer gerillten Deckplatte des erfindungsgemäßen Elements;

Fig« 3 ein Querschnitt durch die Deckplatte gemäß Fig. 1;

Fig. 4 bis 7 mehrere mögliche Querschnittsformen der Deckplatt enrillen«,

Gemäß Figur 1 besteht das e rf indungs gemäße Element aus zvre.\ durchsichtigen Deckplatten 11 und 12, zwischen denen die kristalline Flüssigkeitsschicht 13 eingeschlossen ist. Die

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kristalline Flüssigkeitsschicht kann z.B. aus sich in einem elektrischen Feld ausrichtenden flüssigen Kristallen "bestehen, zu denen die in der oben erwähnten Patentschrift 3 322 485 angegebenen gehören, oder aber aus flüssigen Kristallen, die ein dynamisches Streuverhalten aufweisen, wie Anisyliden-p-Aminophenylacetate oder andere p-Alkoxy-p-Ami-' nophenylcarbonsäuren/einzeln oder als Mischungen«, Jede der beiden Deckplatten 11 und 12 besitzt auf der Innenseite bzw«, 17 ein Paar paralleler Rillen 14 bzw. 15. Die Rillen erstrecken sich, wie dargestellt, von den gegenüberliegenden Rändern jeder der Deckplatten aus. Die Rillen können jedoch auch so ausgebildet sein, daß sie vor den Rändern der Platten enden. Die beiden Deckplatten 11 und 12 sind so angeordnet, daß die Rillen 14 der Platte 11 senkrecht zu den Rillen 15 der Platte 12 verlaufen. Die kristalline Flüssigkeitsschicht 13 ist auf den Raum ABCD begrenzt, der durch die Rillenpaare 14 und 15 gebildet wird« Die Oberflächenspannung entlang der Ränder der Rillen 14 und 15 bewirkt die Begrenzung der kristallinen Flüssigkeitsschicht.

Die beiden Deckplatten 11 und 12 sind auf der Innenseite je mit einem transparenten, leitenden Belag 18 bzw. 19 versehen, der Kontakt mit der kristallinen Flüssigkeitsschicht 13 besitzt. Das Elementj mit dem Licht in Folge der Streuung moduliert werden kann, kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung .an die kristalline Flüssigkeitsschicht 13 betrieben werden. Die nicht dargestellte Spannungsquelle wird dazu mit den transparenten, leitenden Schichten 18 und 19 verbunden. Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung der Rillen wird insofern bevorzugt, als ein Kontakt mit den leitenden Schichten beider Deckplatten sehr leicht herzustellen ist. ■ _;

Wenn das Element während des Betriebes erwärmt wird, z.B, wenn die kristalline Flüssigkeitsschicht die gewünschte

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kettenförmige Struktur erst bei über der Raumtemperatur liegenden Temperaturen annimmt, oder wenn die Ansprechgeschwindigkeit des Elements verändert wird oder bei Veränderung der Umgebungstemperatur, kann die kristalline Flüssigkeit sich durch Eintritt in die Rillen ausdehnen. Die Rillen sollten so tief sein, daß sie die gesamte kristalline Flüssigkeit aufnehmen können. Dadurch wird die kristalline Flüssigkeitsschicht auf den vorbestimmten Raum begrenzt und kann nicht mit irgendwelchen verwendeten Dichtungsmitteln in Berührung kommen oder übermäßige Beanspruchung oder Spannung in einem solchen Element erzeugen oder aber auslaufen, wenn das System nicht abgedichtet ist.

Die Rillen der Deckplatten sind in den Fig. 2 und 3 deutlicher dargestellt. Die Querschnittsform der Rillen ist jedoch nicht auf die in Fig_e 3 gezeigte beschränkt, denn es sind im Rahmen der Erfindung viele Querschnittsformen der Rillen möglich, von denen einige in den Figuren 4 bis 7 dargestellt sind.

Obgleich es vorteilhaft ist, wenn jede Deckplatte zwei Rillen besitzt, wie in Fig, 1 dargestellt, so ist dies Jedoch nicht unbedingt notwendig. Zum Beispiel kann eine Deckplatte drei Rillen besitzen, während die andere Deckplatte nur eine enthält, oder alle Rillen befinden sich auf der gleichen Deckplatte. Auch andere Anordnungen sind auch durchführbar. Zum Beispiel kann eine einzelne kreisförmige oder elliptische, in sich geschlossene Rille vorgesehen werden. Wenn eine in sich geschlossene Rille verwendet wird, reicht die leitende Schicht über die Rille hinaus, um die elektrische Verbindung zu gewährleisten,' Dabei ist es vorteilhaft, die Kanten der Rillen abzurunden, um die Möglichkeit eines Bruches der leitenden Schicht an einer schärften Kante zu verhindern.

Die Leitschichten, die in Fig. 1 als durchgehende Schichten

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dargestellt sind, können in verschiedensten Formen ausgeführt werden. Zum Beispiel kann die Leitschicht einer jeden Deckplatte aus Streifen bestehen, die alle parallel zu den Rillen auf der betreffenden Platte angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine Kreuz-Gittermatrix gebildet werden, wenn die Deckplatten gemäß Fig.¹ 1 angeordnet sind»

Da für die Ausbildung von langgestreckten flüssigen Kristallen eine Spannung entlang der kristallinen-Flüssigkeitsschicht notwendig ist, muß die Möglichkeit gegeben sein, eine elektrische Verbindung mit der Leitschicht, die mit der kristallinen Flüssigkeit in Berührung steht, herzustellen. Dies kann einen eine Rille überquerenden und zu einem Rand der Deckplatte führenden Leitungsweg erforderlich machen, so daß eine elektrische Anschlußmöglichkeit für einen Draht an der gewünschten Stelle gegeben ist. Es gibt viele bekannte Methoden, mit denen derartige Leitwege hergestellt werden können. Zum Beispiel können Leitwege mit Hilfe metallischer Leitlacke, durch Vakuum-Verdampfen, durch stromlose Abscheidung oder durch Aufdampfen hergestellt werden.

Die Rillen in den Deckplatten können nach bekannten Verfahren der Glasbearbeitung wie Schleifen, Ätzen oder •Sandblasen hergestellt werden.

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Claims

RGA Corporation, New York, N₀Yo (VoSt.A.)

Patentansprüche;

Flüssigkeitselement, bestehend aus Deckplatten, zwischen denen sich eine kristalline Flüssigkeit befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatten (11, 12) zur Begrenzung der Flüssigkeitsschicht (13) mit Rillen (14 bzw«, 15) versehen sind.
2. Flüssigkeitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Deckplatte (11, 12) zwei mit Abstand zueinander parallel verlaufende Rillen aufweist, wobei die Rillen (14) der einen Deckplatte (11) quer zu den Rillen (15) der anderen Deckplatte (12) verlaufen, und daß mindestens eine Deckplatte transparent ist und eine transparente, leitende Schicht trägt.

3· FlUssigkeitselement nach Anspruch 1 oder 2, g e kennzeichnet durch von der Kristallflüssigkeit (13) räumlich getrennte Dichtungsmittel zum hermetischen Verschluß des Flüssigkeitselements.

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