DE2138946A1 - Verfahren zur versteilerung der streulichtkurve einer fluessigkristallzelle - Google Patents

Description

GHUNDIo E.M.V. FUrth,2.8.197 Elektro-Mechanische Versuchsanstalt E785/Vt/pa Max Grundig

8510 Fürth/Bayern, Kurgartens tr. 37 Keg. 1584

Verfahren zur Versteilerung der Streulichtkurve einer Fliissigkristallzelle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Versteilerung der Streulichtkurve einer FlUssigkristallzelle als Funktion der anliegenden Feldstärke.

in neuerer Zeit kommen immer mehr Meßgeräte in den Handel, bei denen die Meßwerte digital angezeigt worden. Diese Meügeräte haben ganz allgemein den Vorteil, daü sie die bei der Ablesung ηicht-digitalor Worte auftretenden Interpolationsfehler ausschalten und vom Ablesenden weniger Konzentration erfordern.

Die heute Üblicherweise verwendeten Nixie-Ziffernanzeigeröhren haben eine Zündspannung von etwa I4ü Volt, wtihrend integrierte Schaltungen mit einer wesentlich niedrigeren Vereorgungsspannung betrieben werden, so daü uin Betrieb der Nixie-Ziffernanzeigeröhren mit integrierten Schaltungen nicht möglich ist.

Ziffarnanzeigen auf der IJaei· von Flussigkri«teilen sind Jedoch mit den integrierten Schaltungen kompatibel.

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Ein« Flüssigkristallanzeige unterscheidet, «ich von einet¹ herkömmlichen elektronischen Anzeige - win n i v. etwa eine Kathodenstrahlröhre darstellt, oder auch wie sie sich mit Leuchtdioden ergibt - vor allem diidurch, daß kein eigenes Licht ausgesendet, sondern nur auffallendes Licht gestreut wird. Flüasigkristallauzeigen bieten deshalb insbesondere folgende Vorteile

1. Sie benötigen nur relativ wenig Leistung (worii/'nr als imW/cin*" ist im allgemeinen ausreichend),

2 . sie können in einem sehr weiten Hol i i gUo i t sbn ro i c:li beobachtet werden, angefangen vom direkten iinuticn-Ii ent bis herab zum Diimmerurtio i.η ,

'j. Flüssigkristallanzeigen bes-itxen keine hum hanisch bewegten Toilo, kommen mit relativ gu r i tigotii Vuluniun aus und ermöglichen »ine groüf Uichige Darstellung und

k. durch ihren geringen Lei«tungsbedarf sind Flüssigkristallanzeigen außerdem vom Stromnetz unabhängig.

Kino Fiiiss I gkr Is tallatize igevorr ich tung botiteht im wesentlichen aus zwei Ginsplatten, von denen ,jede auf ihrer Innenseite mit einer durchsichtigen Elektrodenschicht bedeckt ist, und dem dazwischenliegenden neniutisnhen Flüssigkristall. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes an diese Elektroden kann der flüssige Kristall erregt werden. Im feldlosen Zustand ist der flüssige Kristall in dünnen Schichten klar und durrli-

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sichtig. Viird jedoch ein elektrisches Feld angelegt, so wird der flüssige Kristall turbulent und streut das Licht. Sofern die Elektroden die Goslalt von entsprechenden Segmenten eines bestimmten ('odes besitzen, kann durch geeignete Schaltung (Kombination) der Segmente jedes Zeichen dieses Codes dargestellt werden.

Transmissionsmessungen mit den zur Zeit erhältlichen, in einem günstigen Temperaturbereich liegenden nematischen Phasen zeigen, daß die Lichtstreuung von 10 um dicken Schichten bereits bei 10 V schwach beginnt und fast kontinuierlich bis zu einer gewissen Sättigung bei 50 V steigt. Diese; Verhalten bringt Schwierigkeiten in der Ans;3uerung von Segment- und Matrixanzeigen mit sich. Hei sequentieller Ansteuerung einzelner Segmente oder Matrixpunkte muß nämlich mit zwei Spannungswerten U₁ «= ο und U₀ = U gearbeitet werden können; bei dem Spannungewert U. darf noch keine Streuung auftreten, bei dem Spannungswert U„ sollte die nematische Phase bereite maximales Streuvermögen besitzen.

Es besteht sogar der Wunsch nach einem möglichst sprunghaften Übergang vom durchsichtigen, klaren Zustand dos Flüssigkristall· in den lichtstreuenden. Dieses Ziel konnte Jedoch bisher nicht erreicht werden .

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Man verwendete daher bisher anstelle der oben beschriebenen Anordnung eine Doppelschicht, die aus einer ferroelektrischen Keramikschicht und einer Flüssigkristallschicht besteht. Eine solche Doppelschicht stellt für Vechselspannungsimpulse die Hintereinanderschaltung einer nicht linearen und einer linearen Kapazität dar. Durch geeignete Dimensionierung der Kapazitäten beider Schichten läßt es sich erreichen, daß der auf die Flüssigkristallschicht entfallende Spannungsanteil stark superlinear mit der an der Doppelschicht liegenden Gesatntspannung, etwa in Form einer Diodencharakteristik, ansteigt. Durch diese Maßnahme läßt sich die notwendige elektrische Anzeigeschwelle in einer Flussigkristallmatrix erzielen. Durch die notwendige Kombination des FlUssigkristails mit dem Ferroelektrikun wird die gesimti Anordnung jedoch verteuert .

Der Erfindung liegt dl· Aufgab· zugrunde, di· bisher erforderlich« aufwendig· Anordnung überflüssig su machen.

Zur Lösung dar Aufgab· wird «rfindungsgenaß vorgeschlagen, daß der der Steuerung di«n«nd«n Spannung •in· höh·rfrequtnt· Spannung Überlagert wird.

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Κβκ.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert werden. Es zeigen:

Fig.1 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungagemäßen Verfahrens und

Fig.2 den Verlauf der Streulichtkurven bei überlagerung der SteuerspanEungen mit hüherfrequenten Spannungen unterschiedlicher Frequenz.

Bei einer Anordnung zur Durchführung des orfindungsgemäüen Verfahrene entsprechend Fig.1 befindet sich zwischen den Glasplatten 11,12, die durch geeignete Distanzierungstnittel V) i^m Abstand von etwa 10-20 um gehalten werden, ein Flüssigkristall \k in nematischer Phase aus 1 Mol N-(p-M·thoxybenzyliden)-p-n-butylnnilin ^C18^H21^{N0 und 1 Mo1 N}-(p-Äthoxybenzyliden)-p-n-butylanilin C₁ H₂ NO, der mit Hilfe durchsichtiger Elektroden, beispieleweise aus SnO₂, angesteuert werden kann. Die dazu erforderliche Steuerspannung U ₇ liefert eine üleichapannungaquelle 17 oder eine niederfrequente Wechselepannungsquelle. Der Gleich- oder niederfrequenten Wechselspannung wird eine höherfrequente Wechselspannung - von beispielsweise mehr als 300 Hz -überlagert. Diese liefert ein Frequenzgenera tor 18.

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Unter Einwirkung der vom Frequenzgenerutoi¹ 18 gelieferten höherfrequenten Spannung kommt es beispielsweise - wie die Kurven in Fig.2 erkennen lassen - zu der erwünschten Versteilerung der Streulichtkurve U des Flüsaigkristails, und zwar bei Überlagerung der Steuerspannung U.^„ mit einer hoherfrequenten Spannung von 2 KHz und )5 V zu einem praktisch sprunghaften Umschlag von maximaler Klarsichtigkeit dos Flussigkristails zu maximalem Streuverhalten; dabei ist U die Photospannung, die ein genormter Lichtstrahl nach Passieren der Flüssigkristallzelle beim Auftreffen auf ein lichtempfindliches Element erzeugt und. U die an der Fliis-

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»itfkristallzelIe liegende Spannung.

Das erfindungsgemlii3e Verfahren erlaubt damit dt« Vorteile der Ziffernanzeigeröhre - nämlich die exakte Ansteuerbarkeit - mit den Vorteilen der Flüssigkristallanzeige - nämlich fast leistungslose Ansteuerung und f Kompatibilität mit integrierten Schaltungen - zu kombinieren .

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Claims (1)

1. Heg. 15BU

   Pa tentanepruch

   Verfahren zur Versteilerung der Streulichtkurve einer FlUssigkristallzelle als Funktion der anliegenden Feldstärke, dadurch gekennzeichnet, daü der der Steuerung dienenden Spannung eine höherfrequente Spannung überlagert wird.

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