DE2155241A1 - Verfahren zum betrieb einer fluessigkristallzelle - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer fluessigkristallzelle

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Description

LICENTIA
Patent-Verwaltungs-GmbH
6000 Frankfurt (Main) 70, Theodor-Stern-Kai 1
Ulm (Donau), 5· Nov. 1971 PT/UL/Am/be UL 71/172
" Verfahren zum Betrieb einer Flüssigkristallzelle "
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Flüssigkristallzelle mit nematischem Flüssigkristall, die bei nicht angelegter elektrischer Wechselspannung eine homöotrope Ausrichtung (aufgerichtete Phase) besitzt und durch eine angelegte elektrische Wechselspannung reversibel elektroelastisch deformiert wird, wobei die Flüssigkristallzelle in einem mehrere Spektralbereiche umfassenden optischen Strahlengang zwischen Polarisationsfiltern angeordnet wird·
In der Offenlegungschrift 2 046 566 wird ein Farbwieder-
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- 2-- ■ ; · .·. UL 71/172 J
gabesystem auf Basis flüssiger Kristalle beschrieben, bei dem mehrere Flüssigkristallzellen■» hintereinander angeordnet sind, die je eine Lösung eines von Zelle zu Zelle verschiedenen pleochroitischen Farbstoffe in einer nematischen Flüssigkristall-Masse enthalten und bei denen jeder Zelle getrennt zu speisende Elektroden zugeordnet sind· Der zugrundeliegende Effekt wird in der Literatur auch "electronic color-switching" genannt und beruht auf der ..· Ausrichtung pleochroitischer Farbstoffmoleküle im nematischen Wirtskristail und der Richtungsänderung der Moleküle durch das elektrische Feld« Dadurch wird die spektrale
[Absorption in]polarisiertem Licht bekanntlich geändert· Die Farbe der Anordnung kann insbesondere von Farbwerten in "nicht eingeschaltetem Zustand" zu fast farblosen Werten im "eingeschalteten Zustand" verschoben werden· Verwendet man ein System dreier hintereinander angeordneter Zellen mit den Farbänderungsmöglichkeiten von 1· zyanblau nach farblos, 2.raagn^tarot nach farblos, 3· gelb nach farblos so lassen sich eine. yielzahl_.yon. Farben des .sichtbaren Spektrums einschließlich schwarz und weiß erzeugen* Von verschiedenen Nachteilen diese* Farbwiedergabesystema seien hier nur folgend« genannt,,
**'*-■ ' OWQtNAL INSPECTED
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Der"Farbhub", d· h. die relative Farbortänderung ist bei der verwendeten Orientierungsänderung und der damit verbundenen Änderung der Absorption pleochroitischer Farbstoffe prinzipiell stark eingeschränkt. Das bedeutet, daß entweder (bei geringer optischer Dichte der Schicht) keine gute Farbsättigung erzielbar ist oder (bei großer optischer Schichtdichte) keine strahlenden Weißwerte erreicht werden können«
Die Wirkungskennlinie des "elektronischen Farbschalteffektes" d. h. die Abhängigkeit des Farbortes von der Zellenspannung verläuft relativ flach und ohne ausgeprägten Schwellwert. Dies hat einmal relativ hohe Betriebsspannungen zur Folge, die bei z. B· 20 yum dicken Zellen für Vollaussteuerung typischerweis· ca· 30 V beträgtfzum anderen läßt sich dadurch bei den verwendeten Kreuzgitteranordnungen der als "Kreuzeffekt" benannte Störeffekt nicht ausschalten· Gerade der "Kreuzeffekt" führt zu erheblichen Kontrastverlusten innerhalb einer Farbmatrix und muß durch aufwendige, externe nichtlineare Glieder unterdrückt werden·
Schließlich sind an die zu verwendenden pleochroitischen Farbstoffe große Reinheitsanfotderungen zu stellen und die drei verschiedenen Mischungen nematischer Substanzen mit den pleochroitischen Komponenten ergeben sehr verschiedenartige Temperaturkoeffizienten, Anisotropiegrade .etc·
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Farbwiedergabevorrichtung, unter Verwendung nicht gefärbter nematischer Flüssigkristallschichten vorzusehen·
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zur Erzielung einer Farbwiedergabe an die Flüssigkristallzelle eine Wechselspannung solcher Amplitude und Frequenz angelegt wird, daß mit zu-
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nehmender Deformation des Flüssigkristalls zwischen den ordentlichen und den außerordentlichen Strahlen, die sich beim Durchtritt der Strahlung durch den Flüssigkristall infolge dessen doppelbrechenden Eigenschaften bilden einen Gangunterschied und damit am Analysator eine spektral partielle Auslöschung der die Flüssigkristallzelle durch-
P setzenden Strahlung in Abhängigkeit von der gewählten Amplitude und Frequenz auftritt.
Im Gegensatz zu den vielen bisher bekannten Lichtventilen und "Wiedergabevorrichtungen mit neraatischen Flüssigkristallen, die mit Substanzen mit positiver dielektrischer Anisotropie arbeiten, werden erfindungsgemäß nematisch flüssigkristalline Substanzen mit negativer dielektrischer Anisotopie (,S11 < Cj_ ) verwendet. Bei geeigneter Zellentechnologie, wie z. B. in der deutschen Patentanmeldung P 2 119 339 im Prinzip beschrieben, lassen sich die Flüssigkristail-Molekülverbände im feldfroien Z\istand nahezu senkrecht zur Oberflache der Elektroden ordnen. Fig. 1 zeigt echematisch ein FLüs.'Ugkristall 1 zwischen Elektroden 2 in spannungslosem Zustand, wobei die Moleküle des Flüssigkristalls horaöotrop orientiert sind·
mn g mm
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Diese reproduzierbar herstellbare Ordnungsform (homöotrope Ausrichtung) der nematischen Mesophase ist außerordentlich stabil. Durch an den Kristallverband angelegte elektrische Wechselfelder geeigneter Frequenz f > ■■■■ und Spannung U7 \ U_, läßt sich erfindungsgemäß der Kristallverband stationär und reversibel elektroelastisch deformieren·
Fig· 2 zeigt schematisch die Drehung der Molekülachsen des Flüssigkristalls 1 um einen J^" th gegenüber der Flächennormalen bei Anliegen einer Wechselspannung an den Elektroden Xn Fig· 2a ist die Abhängigkeit des «=J^düvom Abstand χ eines Punktes von einer Elektrode für zwei verschiedene Wechselspannungen U und U0 schematisch dargestellt·
Diese Deformation ist im wesentlichen äquivalent der Drehung der Achsenorientierung eines optisch doppelbrechenden Kristalls wie z· B* eines Kalkspatkristalls· In einem doppelbrechenden Kristall ergibt sich ein Gangunterschied zwischen dem ordentlichen Strahl mit dem Brechungsindex η und dem außerordentlichen Strahl mit η , wenn die Achse des einfallenden Lichtes mit der optischen Hauptachse nicht übereinstimmt· Fig* 3 zeigt diesen
$ 'j H H I Vi / !.'
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Sachverhalt bei drei verschiedenen an dem Flüssigkristall anliegenden Spannungen U , U und U , wobei U >U > U . In einem besonders einfachen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Flüssigkristallsubstanz (n-Methoxybenzyliden» n, p-Butylanilin) verwendeb, die sich bei hoher Güte des Ordnungsgrades S = (l/2)<3 cos θ - 1>verhält wie ein optisch einachsiger Kristall. Bei der gemäß der Erfindung im feldfreien Zustand vorliegenden homöotropen Ausrichtung des Krietallverbandes liegt die Achse der optischen Indikatrix, bei der die Brechzahl η für den ordentlichen Strahl gleich der Brechzahl η für den außerordentlichen Strahl (gewohnlich z-Achse genannt) ist» senkrecht zur Oberfläche der durchsichtig ausgeführten Elektroden der vorzugsweise in Sandwichtechnik aufgebauten Flüssigkristallzelle. Erfindungsgemäß wird eine solche Zelle mit annähernd parallelem linearr polarity siertem, weißen Licht, dessen Ausbreitungsrichtung zur o. a.
z-Achse der Brechzahlindikatrix des homüotrop geordneten Flüssigkristalls parallel istt beleuchtet.
In Lichtdurchtrittsrichtung hinter der FlüssigkristaLlzelle
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befinden sich ein -weiterer Polarisator (auch "Analysator" genannt) sowie vorteilhafterweise eine Mattscheibe. Anstelle der Mattscheibe kann in Sonderfällen auch eine Fiberoptikscheibo Tür Kleiiiwinl-.eiübertragung eingesetzt werden·
In einem besonders zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Flüssigkristal !stelle mit parallelen durchsichtigen Streifenleitern versehen, wobei diese Elektrodenscharen auf der einen Seite orthogonal zu denen auf der anderen Seite angeordnet sind. Tn diesem Fall einer Kreuzgitteranordnung könüeu in bekannter Weise einzelne l'.l vtnnni c dor Matrix nnge/d ouert worden, indem an die beirefίtnden Zeilen und Spalten eine Spannung angelegt wird·
Wie ol-on bereu s ausgeführt, ifii Ί bevorzugt als Spannung eine Wechselspannung angel ojri , d«uoii Frequenz um so größer isi, Jn pi ößer die elektrisch»? I-o.i i ί aiii trkeit d«x- flüfisigkristalJ J non .Substanz ist. IUi »tragender Zellenspannung oberhalb einen ausgeprägton iiohwollwer-t es läßt sich dann der Flüssi f^kri stallverband zunchmond defoi'mieren. Diese elektroolastiiiche Deformation if i dabei völlig stabil, ein
3 (J 1J H 1
.- η
BAD ORtGtNAt
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Übergang zu turbulenten Bewegungen erfolgt auch bei
ι
starker Deformation nicht· Deformation des Flussigkristalles ist dabei im Sinne von Saupe (Angew. Chemie 8jO (1968) 99) verwendet, und besagt, daß kristalline Flüssigkeiten elastisch biegsame Strukturen besitzen deren Enthalpie für vorgegebene Randbedingungen ein Minium hat*
ψ Für das Verständnis der Wirkungsweise der Erfindung folgt daraus folgendes: 1· Nach Abschalten des elektrischen Feldes nimmt der deformierte Flüssigkristallverband relativ schnell . seine ursprüngliche Ordnungslage (d. h· im Falle der Erfindung die homöotrope Ausrichtung) wieder ein; 2· Die Winkelauslenkung der Flüssigkristallmoleküle bei angelegtem elektrischem Wechselfeld 1st infolge der elastischen Kräfte ortsabhängig und also ein Minimum für die elektrodennahe Zone und ein Maximum für die Zellenmitte (in Dicken-
fe richtung betrachtet)· . v-
Nach Vorausgesagtem ist damit die Wirkungsweise der Erfindung in den beiden nachfolgend beschriebenen Betriebsarten leicht verständlich:
Betriebeart A: »Gekreuzte Polarisatoren"· In dieser Betriebsart ist die Polarisationsrichtung der
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beiden Polarisationsfilter senkrecht zueinander eingestellt· Liegt an den Elektroden der Flüssigkristallzelle keine
Spannung, dann wirkt die Anordnung lichtsperrend, d» h.
die Mattscheibe ist dunkel· Der Grund dafür,ist, daß durch
die im Lichtweg liegende Flüssigkristallschicht infolge ihrer homöotropen Ausrichtung kein Gangunterschied erzeugt wird·
Legt man an ein beliebiges-hinsichtlich der angesteuerten
Koordinaten ausgewähltes Feld einer Matrixzelle eine Wechselspannung
/der o. a# Frequenz (üblicherweise einige kHz) an und steigert langsam die Spannung, so bleibt bis zur Sch-wellspaimung U die Mattscheibe dunkel; in diesem Bereich erfolgt also noch keine wesentliche Deformation der Flüssigkristallstruktur· Oberhalb von UT (für mit MBBA gefüllte Zellen von ca· 20 ,um Dicke ist U_ etwa 4 V) erfolgt dann eine steigende Winkelausdehnung,
eff
d. h· Deformation der Flüssigkristallstruktur· Infolge des bei doppelbrechenden Substanzen als Funktion des Neigungswinkels
größer werdenden Brechzahlunterschiedes zwischen ordentlichem und außerordentlichem Strahl/ergibt sich ein steigender optischer Gangunterschied ft d· Δη. Da Δ η „ » nQ -η bei Flüssigkristallsubstanzen recht hohe Werte annehmen kann (im Maximum bis zu
0,3) ergeben eich schon für dünne Flüssigkristallschichten
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(üblicherweise 20 /um) und kleine mittlere Deformationswinkel erhebliche optische Gangunterschiede. In der Anordnung werden daher mit steigender Zellenspannung zunehmende optische Gangunterschiede erzeugt und als Folge davon werden die bekannten Interferenzfarben auf der Mattscheibe sichtbar«
Pig* 4 zeigt eine Kurve der wiedergegebenen Gangunterschiede in mn in Abhängigkeit von der angelegten-i-Wechselspannung U/TJ beimuerfindungsgemäßen Betrieb einer Flüssigkristallzelle, deren Flüssigkristalldicke 20 ,um betrugt bei einer Frequenz von 5 kHz und einer Betriebstemperatur von 25° C·
Im folgenden sind einige typische Farben, die zugehörigen optischen Gangunterschiede/^und typische Zellenspannungen U angegeben: ' .
Farbe·. P [W]
Schwarz 0
Bisengrau 40
Klargrau 2l8
Reinweiß v 259
Gelb 332
Rotorange 505
Rot 536
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üeff L ,95 .
O bis 3,8 iO5
3 ,2
4 ,4
4 ,7
4 .8 .
4
• 4
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Farbe: Z1 dnmj Ueff
Violett 575 4,85
Indigoblau 589 4,99
Himmelblau 664 5,05
Grün 747 5,3
Gelbgrün 843 5» 4
Gelb 910 5,5
Orange 948 5»6
Bei der erfindungsgemäßen Betriebsart tritt kein sogenann» ter "Kreuzeffekt" auf, solange man im angegebenen Beispiel mit Spannungen unter ca· 8 JV arbeitet j d. h. es erscheint in jedem angewählten Feld der Matrix nur die der an der Zelle anstehenden Spannung entsprechende Farbe, alle anderen Zellen bleiben schwarz·
Betriebsart B: "Parallele Polarisator en" ... Aus oben Gesagtem sieht man ohne weiteres folgendes ein: Eine Zelle ohne anliegende Spannung bei parallel eingestellten Polarisatoren ergibt hell· Mit steigender Zellenspannung erscheinen die komplementären Farbwerte zur Betriebswert A (also z. B· grün statt rot bei 536 nra Gangunterschied);
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außerdem erscheinen alle Farben auf weißem, statt wie bei Betriebsart A auf schwarzem Untergrund·
Besonders vorteilhaft ist es, daß die erfindungsgemäß weitergegebenen Farben eine außerordentlich hohe Farbsättigung aufweisen und daß mit den erfindungsgemäß betriebenen Anordnungen alle Grundfarben sowie eine große Zahl von Mischfarben auf dem gleichen Farbfeld erreichbar sind. Faßt man jeweils drei Felder zu einem Farbtripel zusammen oder ordnet man drei solcher erfindungsgemäßen Anordnungen hintereinander an, so sind alle Farben bi» nahezu -vollständiger Farbsättigung erzielbar· Aus Aufwands- und Helligkeitsgründen ist jedoch der ersten Anordnung der Voraus gegeben, d. h. jeweils drei entsprechend kleine Farbfelder der Matrix werden für das Auge: zu einem Mischfarbfe bild zusammengefaßt (ähnlich wie bei der Dreistrahl-Farbbildröhre).
Bei einer Flüssigkristallzelle mit Elektroden in Kreuzrasteranordnung ist es zweckmäßig, die Trennungslinien zwischen den Streifenelektroden möglichst dünn auszuführen, da in deren Bereich Ordnungsetorungen vorliegen können,[die bei dunklem.
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Grundfeld in der Betriebsart A zu unerwünschten Aufhellungslinien führen· Die die Elektroden tragenden Glasplatten der Zelle müssen einen umso größeren Grad der.Planparallelität aufweisen» je kleiner der Elektrodenabstand (d. h» die Zellendicke) gewählt wird ■ und je größere Farbgleichheitsanforderungen über die ganze Matrix vorliegen· Umgekehrt führt zunehmende Zellendicke auch zu steigenden Schaltzeiten« Zum Zwecke der Schaltzeitverringerung ist es sinnvoll,Flüssigkristallsubstanzen mit möglichst niedrigem Festpunkt zu verwenden oder,anders gesagt, den Betriebstemperaturbereich weit genug vom Festpunkt in Richtung Klärpunkt zu verschieben·: ...Außerdem sollten die Leitfähigkeit der nematischen Phase und entsprechend obigem die Frequenz der Betriebsspannung relativ hoch gewählt werden, um zu kurzen Schalt— zeiten zu gelangen·
Die Ansteuerung der Matrixpunkte erfolgt zweckmäßigerweise :
durch Phasenmodulation einer der beiden Wechselspannungen (Zeilen oder Spalten), da hiermit der Betrag der an einem bestimmten Bildpunkt zur Verfügung stehenden Summen-Span·«
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weisen
nung leicht verändert werden kann· Die Farbhelligkeit kann in bekannter Weise durch Zeitmultiplexvariation des betreffenden Bildpunktes in gewünschtem Umfange variiert werden· Wie aus Fig· 5 zu ersehen ist, entsteht die resultierende Spannung U durch die Überlagerung zweier Sinusschwingungen U? und U. gleicher Frequenz« die einen bestimmten Phasenunterschied auf—
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung besteht die lichtquellenseitige Glasplatte der Flüssigkristallzelle aus Polarisationsfilterglas oder auf die Zellenglasplatte ist eine Polarisationsfilterfolie z. B. mit Kanadabalsam aufgekittet· Xn diesem Fall werden erhebliche Reflexionsverluste an den Grenzflächen vermieden und die Lichtstärke"der Anordnung nimmt zu· Auch Oberflächenvergütung (Entspiegelung) der Glas-Luftflächen der Flüssigkristallzellen ist im Zusammenwirken mit der erfindungsgemäßen Betriebsart zweckmäßig·
In Fig· 6 ist eine erfindungsgemäß verwendetetVorrichtung schematisch darstellt, bei der die Wirkung der Flüssig-
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kristallzelle F im erfindungsgemäßen Betrieb auf einer Mattscheibe M sichtbar gemacht wird· Das Licht L durchstrahlt das Polfilter P., die mit einer Wechselspannung betriebene Flüssigkristallzelle F, das Polfilter Pn ( Analysator) und trifft auf die Mattscheibe M·
Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ist die Erzeugung großflächiger und lichtstarker Farbdarstellungen durch Projektion· Xn diesem Falle wird z· B· eine sandwichartige Anordnung«bestehend aus Polfilter, Farmatrixzelle, Polfilter auf einer sogenannten "Dia-Aufnahmebuhne·* üblicher Standbildprojekt/oren angeordnet* Die Fig· 7 zeigt eine solche Vorrichtung· Das von der Lichtquelle ausgehende Licht L wird von dem Kondensor K gerichtet, durchstrahlt ein Polfilter P , die Flüesigkristallzelle F und ein Polfilter P2 und wird mittels eines Projekt ions objektives 0 auf einem jViedergabeschirm S. abgebildet·
Die Farbmatrixzelle kann dann^gemäß der Erfindung zur Steuerung de* Lichtflusses vom Projektor in jeder Farbe
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entsprechend der angelegten Spannring verwendet werden· Bei hochlichtßtarken Anordnungen erweist es sich als sinnvoll, vor die Flüssigkristallzelle F ein Wärmeschutzfil- . ter (z. B« ein sogenanntes "Calflex filter") zu setzten bzw. diese Filterschicht auf der lichtquellenseitigen Zellenwand aufzubringen^ um unzulässige Erwärmung der Flüssigkristallzelle, die eine Farbortverschiebung bewirken kann, auszuschalten· Zn Fällen hoher zu übertragender Kontraste erweist es sich als vorteilhaft, zwischen dem zweiten Polarisationsfilter P (Analysator) und dem Projektionsobjektiv 0 eine Fiberoptikscheibe anzuordnen«
Mit den hier genannten Anwendungebeispielen sind die Anwendungsmöglichkeiten der Flüssigkristall-Farbmatrix nicht erschöpft, sondern es sind weitere Verwendungsmöglichkeiten denkbar· Die homöotrope Ausrichtung nematischer Phasen ist abhängig von den Zellenmaterialien und den verwendeten Flüssigkristallsubstanzen und nur im Idealfall ist die Phase exakt senkrecht zur Oberfläche wie in Fig· 3 für U1 ausgerichtet. Gelegentlich kommen auch geringfügig abweichende Richtwinkel (z. B. 80°) vor· Auch in diesen Fällen
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kann ein einwandfreies Funktionieren gemäß der Erfindung erreicht werden, wenn die Flüssigkristallzelle um den entsprechenden Komplementär-Winkel geneigt in die Anordnung eingefügt wird· Das Auffinden der optimalen Orientierung."ist dabei einfach möglich | es wird nämlich bei der Anordnung mit gekreuzten Polarisatoren (Betriebsart A) im Fall ü. β 0 auf größte Dunkelheit justiert»
Wenn bei Vervrendung großer Lichtftröme die feinen Elektroden— ■ trennlinien einer KreuzrastereleJxtrodenaBOrdnung In Erschei— nung treten (insbesondere bei Betriebsart A und Projektion— betrieb als feine helle Linien im Dunkelfeld), Ao kann zweckmäßig durch eine vorgesetzte Komplementärmaske,die z. B. schwarze Linien aufweist, Abhilfe geschaffen werden·
Für hochwertige Farbwiedergabegeräte empfiehlt es sich, die Färbmatrixzelle mit gegenüber der Umgebung erhöhter und vor- " teilhafterweise einstellbarer Temperatur zu-betreiben· Dazu können entweder auf den Zellenaußenflächen durchsichtige Lei·* terflächen mit entsprechendem elektrischem Widerstand aufge—
so .
bracht werden,/daß eine "Widerstandsheizung" (direkter Stromdurchgang durch die Leiterflächen) vorgenommen werden kann· Hit einem gewissen elektronischen Aufwand können dazu auch
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die im Zelleninnern befindlichen Leiterstreifen der Zeilen- und Spaltenleiter auch während des Wiedergabebetriebes zur Heizung der Zelle (z· B·. zur Farblcorrektur) verwendet werden· Diese Methode kann insbesondere auch mit Vorteil zum Ausgleich von Farbabweichungen in Teilbereichen der Platte (z· B. als Folge der Überschreitung von Zellendickentoleranzen) verwendet werden·
In einer weiteren Variante der Erfindung kann auch das Problem der Erzeugung von Verhüllungsfarben, d, h· einer den Farbwerten überlagerten Grauskala gelöst werden· Die reinen unbunten Grauwerte (zwischen Schwarz und Weiß) können ja gemäß der Skala in Fig· k mit relativ geringen Gangunterschieden, d. h· mit kleinen Werten U/TL, erzeugt werden· Um die Farben zu verhüllen, werden zwei rastergleiche Zellen in Strahlrichtung hintereinander angeordnet. Dabeimmüssen zwei Fälle unterschieden werden·
Fall 1: Die zur Grauverhüllung benützte Flüssigkristallzelle befindet sich zwischen parallel eingeschalteten Polarisatoren,
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■wobei es gleichgültig ist, ob die ?'.Gr aus eile" vor oder hinter der "Farbzelle" angeordnet ist· In jedem Fall ist . aber darauf zu achten« daß die Gesamtanordnung; mit zwei Zo' Zellen und drei Polarisatoren gebildet wird· Beispiel f üz»". den Aufbau einer solchen Anordnung: Lichtquelle, Polarisator 1 in Stellung 0 , Farbsaatrixzelle, Polarisator 2 . in Stellung 9Q°f "Graumatrixzelle", Polarisator 3 in gleicher Stellung wie Polarisator 2 (d· h» ebenfalls 90°) gegenüber Polarisator 1, Mattscheibe» Zn diesem Fall ist im spannungslosen Zustand die "Graumatrix" völlig transparent, bei Anlegen von Spannung mit kleinen Werten U/U„, wird zu» nehmendes Grau bis fast Schwarz erzeugt j bei größeren Werten U/U_ würde auch die "Graumatrix" Farbwerte erzeugen und zwar die komplementären Farbwerte·
Fall 2i Die zur Grauverhüllung benützte Flüssigknstallzelle befindet sich zwischen gekreuzt eingestellten Polarisatoren· Es gilt sinngemäß das im Fall 1 Gesagte« Beispiel für den Aufbau der Anordnung: Lichtquelle, Polarisator 1 in Stellung 0°, Farbmatrixzelle, Polarisator 2 in Stellung 90°, Graumatrixzelle, Polarisator 3 ^-n Stellung 90 zu, Polarisatöz* 2 (d. h. parallel zu Polarisator l), Mattscheibe.
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'' ' ORIGINAL INSPECTED 30981^/0599 ^ ^
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Es sei nochmals erwähnt, daß die beiden mit Färb- bzw· Graumatrixzellen''bezeichneten Flüssigkristallzellen identisch aufgebaut sind und so im Strahlengang unmittelbar hintereinander (oder in sehr kleinem Abstand) P angeordnet sein müssen« daß die Matrixelektrodenelemente sich decken·
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Claims (1)

  1. m. 71/173
    Patentansprüche
    \~ί·/ Verfahren zum Betrieb einer FlüseigkristaXlzelle mit nematischem Flüssigkristall* die bei nicht angelegter elektrischer Wechselspannung eine hooiöotrope Ausrichtung (aufgerichtete Phase) besitzt und durch eine angelegte elektrische Wechselspannung reversibel slektro »laotisch I
    deformiert wird, wobei die Flüsßi gkri.stallr,Älliei la eiueta mehrere Spektreibereiche uterus sender, optlzcb&n ;St-r«hlen·» gang zwischen Polarisationsf iltern cas& β ordnet wird, da~ durch gekennzeichnete daß zur Erzielung einer Farbwiedergabe an die Flüssigkristallzelle eine Wechselspannung solcher Amplitude und Frequenz angelegt wird, daß mit zunehmender Deformation des Flüssigkristalls zwischen den ordentlichen und den außerordentlichen Strahlen, die sich beim Durchtritt der Strahlung durch den Flüssigkristall g
    infolge dessen doppelbrechenden Eigenschaften bilden einen Gangunterschied und damit am Analysator eine spektral^partielle Auslöschung der die Flüssigkristallzelle durchsetzenden Strahlung in Abhängigkeit von der gewählten Amplitude und Frequenz auftritt·
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    2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Flüssigkristallzell« mit zwei den Flüssigkristall einschließenden transparenten Fltichenelektroden verwendet wird und daß durch die Wahl der elektrischen Ansteuerung
    die Flii&sigkristallzello als in seiner spektralen Durch»
    lässigkelt steuerbares Filter betrieben wird·
    3# Verfahren nach Anspruch ti dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüösiglcristallzalle verwendet wird, bei dex* wenigstens eine der beiden Flächenelektroden aus mehreren gesondert
    ansteuerbaren Elektrodenteilen besteht, so daß zu Anzeigezwecken Zeichen, Ziffern oder dergleichen entsprechend den Formen der Elektrodenteile darstellbar sind.'
    k· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkristallzelle verwendet wir4» bei der jede der beiden Flächenelektroden aus parallel zueinander verlaufenden gesondert ansteuerbaren Streifenelektroden bestehen und die Streifenelektroden der einen Elektrodenschar senkrecht zu .denen der anderen Elektrodenschar verlaufen (Kreuzrastermatrix) ·
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    ORIGINAL INSPECTED
    5· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den optischen Strahlengang vor der Plüssigkristallzelle ein Wärmestrahlen absorbierendes bzw« reflektierendes Filter eingeschaltet ist.
    6· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet) daß zur Ansteuerung eine
    k · j(j Wechselspannung mit einer Frequenz f äs ' ' ■■■ verwendet wird, wobei k s eine Konstante z. B· 5
    β die elektrische Leitfähigkeit der Substanz
    » die relative Dielektrizitätskonstante der Substanz
    β die absolute Dielektrizitätskonstante der Substanz ist·
    7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung der Flüssigkristallzelle eine Wechselspannnung mit einer Frequenz von IkHz bis 30 kHz, vorzugsweise etwa 5 kHz, verwendet wird·
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    8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 7t dadurch gekennzeichnet, daß in den optischen Strahlengang mehrere Flüssigkristallzellen hintereinander eingeschaltet werden und daß bei η-Zellen η + 1 Polfilter vorgesehen sind, wobei zwischen zwei Zellen je ein Polfilter eingeschaltet wird·
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