DE2237997B2

DE2237997B2 - Flüssigkristallzelle mit Speicherwirkung

Info

Publication number: DE2237997B2
Application number: DE2237997A
Authority: DE
Inventors: Tetsura Takatsuki Ohtsuka; Masahide Katano Tsukamoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1971-07-29
Filing date: 1972-07-28
Publication date: 1974-08-08
Also published as: NL7210472A; DE2237997A1; CA976267A; FR2147313B1; NL176399B; JPS5114433B1; GB1400495A; US3781088A; DE2237997C3; FR2147313A1; NL176399C

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallzefle mit Speicherwirkung, mit je einer Elektrode an den zwei gegenüberliegenden Oberflächen und mit einer Mischung aus einem nematischen und einem cholesterischen Flüssigkristall.

Es ist eine Flüssigkristallzelle mit Speicherwirkung bekannt (Proc. of the IEEE 57 [1969], S. 34 bis 38), die eine Mischung aus einem cholersterischen Flüssigkristall und einem nematischen Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischer. Anisotropie aufweist. Eine derartige Flüsskristallzelle bringt eine Lichtstreuung mit sich, die durch Ionenwanderung verursacht wird, und sie weist diese Lichtstreuung auch nach Entfernen des elektrischen Feldes auf. Der Zustand der Lichtstreuung kann durch Anlegen eines niederfrequenten elektrischen Wechselfeldes ausgeschaltet werden. Hierbei erweist es sich als nachteilig, daß die Ansprechzeit langer als bei ähnlichen Flüssigkristallzellen ist, und daß ein starkes niederfrequentes elektrisches Wechselfeld zum Ausschalten der Lichtstreuung erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristallzelle der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die schnell anspricht und eine mit einem verhältnismäßig schwachen elektrischen Feld steuerbare Speicherwirkung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der nematische Flüssigkristall eine positive dielektrische Anisotropie aufweist, daß die Flüssigkristallmischung ohne angelegte Spannung lichtundurchlässig, bei Anliegen einer einen Schwellwert übersteigenden Spannung jedoch lichtdurchlässig ist, und daß an die Elektroden eine Wechselspannung mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 1OkHz und mit einer unter dem Schwellwert liegenden Scheitelspannung als Vorspannung angelegt wird, der eine Erregerspannung überlagerbar ist.

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In letzterer ist

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines wesentlichen Aufbaus einer Flüssigkristallzeüe und der Anordnung zum Anlegen der verwendeten Spannungen,

F i g. 2 ein Diagramm, das die Intensität des durchgelassenen Lichtes in Abhängigkeit vom Scheitelwert der an die Flüssigkristallzelle angelegten Wechselspannung zeigt,

Fi g. 3 ein Diagramm, das die Intensität des durchgelassenen Lichtes in Abhängigkeit von der Zeit nach Anlegen einer Erregerspannung zeigt,

F i g. 4 ein Diagramm, das die Intensität des durchgelassenen Lichtes in Abhängigkeit von der Zeit nach Anlegen einer Erregerspannung bei Vorhandensein einer Wechselspannung zeigt.

Der Aufbau einer Flüssigkeitskristallzelle und eine

Anordnung zum Anlegen von geroSß der Erfindung ^! verwendeten Spannungen ist In Fig. 1 gezeigt

Um die Erfindung auf einfache Weise zu iiiustrie-ϊβη, sind in Fig. X nur eine Flüsslgkristallzelle und ein mit letzterer verbundener Steuerstrorakreis ' schematise* gezeigt In einem praktisch ausgeführten Anzeigefeld wurden viele Zellen, die jeweils den in Fig. 1 gezeigten Aufbau aufzeigen würden, in der Weise angeordnet daß sie alle miteinander zusammenwirken sowie Schriftzeichen und Bilder erzeugen, jq Wie Fig. 1 zeigt weist die Zelle eine erste Platte 1 mit einer ersten Elektrode 2, eine zweite Platte 3 mit einer zweiten Elektrode 4, zwei Abstandshalter S zum Herstellen eines Zwischenraums zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 2 bzw. 4 und eine zum Füllen des Zwischenraums verwendete Flüssigkristallmischung 6 auf. Sowohl die erste als auch die zweite Platte ist lichtdurchlässig. Einzelheiten der Flüssigkristallmischung werden später beschrieben. Die erste Elektrode 2 und die zweite Elektrode 4 liegen einander so gegenüber, daß sie direkten Kontakt mit der Flüssigkristallmischung haben. Eine von einem Wechselspannungsgenerator 7 erzeugte Wechselvorspannung rechteckiger Wellenform wird an die Flüssigkristallmischung 6 gelegt. Der Scheitelwert der Wechselvorspannung ist kleiner als der Schwellenwert, der im einzelnen in bezug auf F i g. 2 illustriert werden wird. Eine von einer Gleichspannungsquelle 9 erzeugte Gleichspannung wird der Wechselvorspannung zugeschaltet, wenn ein Schalter 8 die Gleichspannungsquelle anschaltet. Die Erregerspannung, die mit der Wechselvorspannung und der Er regergleichspannung summiert wird, muß hoch genug sein, um die Flüssigkristallzelle in einen angeregten, lichtdurchlässigen Zustand zu versetzen, der mit Bezug auf F i g. 2 illustriert werden wird. Ein Beobachter kann die Modulation eines von einer Lichtquelle einfallenden Lichtes beobachten, wenn er den Schalter 8 betätigt.

Fig. 2 zeigt das Verhältnis zwischen der Intensität des durch die in F i g. 1 gezeigten Zelle durchgelassenen Lichtes und dem Scheitelwert der angelegten Wechselspannung. Einzelheiten über Bestandteile der Flüssigkristallmischung in der Zelle, die die in Fig. 2 illustrierten Eigenschaften aufweisen, werden später beschrieben. Der in F i g. 2 gezeigte Kurvenzug ist durch Messen der Intensität des durch die in F i g. 1 gezeigten Zelle durchgelassenen Lichtes bei Anlegen einer Wechselspannung mit rechteckförmiger Wellenform erhalten worden. Während der Messung war der Schalter 8 an den Wechselspannungsgenerator 7 geschaltet. Die Wechselspannung wurde innerhalb eines Bereichs von Null bis zu einem Spannungswert über den Schwellenwert der Flüssigkristallmischung hinaus variiert. Die Flüssigkristallzelle ist vor Anlegen einer Wechselspannung verhältnismäßig lichtdurchlässig. Wenn die angelegte Wechselspannung vergrößert wird, wird das von der Lichtquelle einfallende Licht gestreut, und das durchgelassene Licht vermindert sich folglich, wie es durch den Kurvenverlauf 10 angezeigt ist, und erreicht eine minimale Intensität oder einen unerregten, lichtstreuenden Zustand 11 (d. h. einen lichtundurchlässigen Zustand). Weiterhin bewirkt eine Vergrößerung der Wechselspannung zunächst keine Veränderung, bis die Spannung einen Schwellenwert Ε,,, erreicht. Die Intensität des durchgelassenen Lichtes beginnt sich entlang des Kurvenzuges 12 zu steigern, wenn der Scheitelwert der Wechselspannung den Schwellenwert E,_h überschreitet und danach setzt sich der Anstieg bis zu einem Sättigungszustand 13 fort der bei der Sättigungsspannung E_Mt eintritt Der Sättigungszustand wird als der »erregte lichtdurchlässige Zustand« bezeichnet Wenn die Wechselspannung von einem Wert oberhalb der Sättigungsspannung E_set absinkt folgt die Intensität, des durchgelassenen Lichtes wieder dem Kurvenzui» 11 und 12, und der mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnete lichtstreuende Zustand bleibt mehrere Wochen erhalten, selbst wenn die Wechselspannung abgeschaltet wird. Falls die Wechselspannung wieder erhöht wird, folgt die Intensität des durcbgelassenen Lichtes den Kurven 11,12,13.

Ein ähnlicher Kurvenverlauf, wie der in F i g. 2 gezeigte, kann bei Verwendung einer Gleichspannung erzielt werden.

Der Schwellenwert wird im wesentlichen durch die Menge der Bestandteile der Flüssigkristallmischung, die Art der Bestandteile sowie die Frequenz und die Wellenform der vagelegten Wechselspannung vorbestimmt. Daher bedeutet nachfolgend der »Schwellenwert E_th«. einen Scheitelwert, oberhalb von dem eine Flüssigkristallzelle anfängt, in den lichtdurchlässigen Zustand -überführt zu werden. F i g. 3 zeigt die Kennlinie der Intensität des durchgelassenen Lichtes in Abhängigkeit von der Zeit nach Anlegen einer Erregerspannung ohne eine Vorspannung, während Fig. 4 die Kennlinie der Intensität des durchgelassenen Lichtes in Abhängigkeit von der Zeit nach Anlegen einer Erregerspannung bei Vorhandensein einer Wechselvorspannung zeigt. Wie F i g. 3 zeigt, ist die an die Flüssigkeitszelle gelegte Spannung hoch genug, um die P.üssigkristallzelle in den erregten lichtdurchlässigen Zustand, wie in Fig. 2 dargestellt, zu versetzen Die Intensität des durchgelassenen Lichtes sättigt sich mit einer Verzögerung und klingt sehr schnell ab, nachdem die Erregung abgeschaltet worden ist. Andererseits wird, wie Fig. 4 zeigt, bei Vorhandensein einer Wechselvorspannung rechteckförmiger Wellenform unterhalb des Schwellenwertes E₁₁, die Abfallzeit sehr lang. Die Abfallzeit hängt von der Höhe und der Frequenz der Wechselvorspannung ab. Die Abfallzeit vergrößert sich schnell, wenn die Wechselvorspannung sich dem Schwellenwert E₁₁, nähert. Eine Wechselvorspannung mit einer Frequenz innerhalb eines Bereiches von 10 Hz bis 1OkHz ist für eine Vergrößerung der Abfallzeit wirksam. Eine Gleichvorspannung vergrößert die Abfallzeit, aber die mit einer Gleichvorspannung erzielte Abfallzeit ist um mein als zwei Größenordnungen kurzer als die mil einer Wechselvorspannung mit einer Frequenz im Bereich von IUHz bis 1OkHz erhielte Abfallzeit, Eine Abfallzeit von mehr als einigen Minuten kanu bei den meisten Flüssigkristallmischungen bei Verwendung einer Frequenz innerhalb des Bereichs erzielt werden. Eine Wechselspannung, die in Fig. ^ in unterbrochener Linie dargestellt ist, kann als Er regerspannung an Stelle einer Erregergleichspannuni verwendet werden. Jede Erregerspannung kann vtr wendet werden, wenn der Scheitelwert der Gesamt spannung den Schwellenwert E,_h überschreitet, wii z. B. eine durch Überlagerung einer Gleichspannun) und einer Wechselspannung erzeugten Spannuni oder eine durch Überlagerung eines Wechselfelde und einer Wcchselvoi spannung erzeugten Spannung

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Obgleich eine Wechselspannung und eine Erreger- Flüssigkristallmischung bestehend aus 85 Molprozent Spannung mit jeweils rechteckförmiger Wellenform p-n-Biioxybenzyliden-p-Zyananilin und 15 Molproverwendet wurde, kann jede Wellenform, ζ. B. eine zent Cholesteryl-Oleylkarbonat besitzt einen Schwelsinusförmige und dreieckförmige Wellenform ver- lenwert oberhalb von 1100 Volt, wenn die Dicke der wendet werden. Es gibt viele Verfahren zum An- 5 Flüssigkristallschicht (d. h. der Abstand zwischen den legen einer Wechselvorspannung an die Flüssig- Elektroden) 25 μ ist. Eine Flüssigkeitsmischung mit kristallzelle. einem Schwellenwert größer als ein derartiger Schwel-

Die Flüssigkristallmischung in der Zelle, die die lenwert läßt sich sehr .schwer wegen Betriebsausfalls

elektro-optischen, mit Bezug auf F i g. 2 erwähnten der Flüssigkristallschicht verwenden und erfordert

Eigenschaften aufweist und in der Erfindung ver- io teure Transistoren usw.

wendet wird, besteht im wesentlichen aus einem Eine Flüssigkristallmischung bestehend aus einem nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektri- nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer scher Anisotropie und einem cholesterischen Flüssig- Anisotropie und aus einem cholesterischen Flüssigkristall, wie unten beschrieben. kristall, wie oben beschrieben (eine Zweikomponen-

Ein nematischer Flüssigkristall mit einer positiven 15 ten-Flüssigkristallmischung) weist betriebsbereite

dielektrischen Anisotropie ist eine organische Ver- elektro-optische Eigenschaften auf. Eine Flüssigkri-

bindung mit einem molekularen Dipolmoment par- stallmischung bestehend aus einer Anzahl nematischer

allel zu der langen Molekularachse. Flüssigkristalle mit positiver dielektrischer Anisotro-

Typische, die nematische Flüssigkristalle mit einer pie und einer Anzahl cholesterischer Flüssigkristalle positiven dielektrischen Anisotropie darstellende ao ist auch möglich. Eine derartige Zweikomponenten-Verbindungen sind p-alkoxybenzyliden-p'-Zyan- Flüssigkristallmischung erweist sich jedoch dadurch anilin, p-Zyanbenzyliden-p'-Alkoxyanilin, p-Alkoxy- als nachteilig, daß sie sich wahrscheinlich bei Zimbenzyliden*p'-Aminoazobenzen und n-Alkyl-p-Zyan- mertemperatur oder darunter verfestigt.
benzyliden-p'-Aminocinnamat (aminozimtsaures Zürn Beispiel weist eine Flüssigkristalünischung, Salz). Von allen ist p-Alkoxybenzyliden-p'-Zyan- 25 die aus 50 Molprozent p-n-Butoxybenzyliden-p'-Zyananilin am meisten erwünscht, weil diese Verbindung anilin, 44 Molprozent p-Äthoxybenzyliden-p'-n-Zyaneine große positive dielektrische Anisotropie auf- anilin und 6 Molprozent Cholesteryl-Oleylkarbonat weist. Beispiele von p-Alkoxybenzyliden-p'-Zyan- besteht, eine Kristall-Flüssigkristallumwandlungsanilin mit relativ niedriger kristall-nematischer Um- temperatur von ungefähr 40° C auf.
Wandlungstemperatur sind p-n-Butoxybenzyliden- 3» Einige Arten reiner cholesterischer Flüssigkristalle p'-Zyananilin (Umwandlungstemperatur: 63° C), und einige Arten cholesterischer Mischungen, die nur p-n-Pentoxybeniyliden-p'-Zyananilin (62° C), p-n- aas reinen cholesterischen Flüssigkristallen bestehen, Hexoxybenzyiiden-p'-Zyananilin (55° C), p-n-Hept- weisen auch ähnlich elektro-optische Eigenschaften oxybenzyliden-p'-Zyananilin (67° C) und p-n-Oktoxy- wie diejenigen der oben beschriebenen Zwei-Kompobenzyliden-p'-Zyananilin (79° C). 35 nenter.-Flüssigkristallmischungen auf. Eine derartige

Cholesterische Flüssigkristalle, mit denen man die rein cholesterische Flüssigkristallmischung ist jedoch in bezug auf Fig. 2 illustrierten elektro-optischen weniger erwünscht als die obenerwähnte Zwei-Kom-Eigenschaften zu erhalten kann, sind 0-Cholestanol, ponenten-Flüssigkristallmischung, weil erstere einen Ergosterin, Lanostol, Cholesterin und Cholesterin- unerwünscht hohen Schwellenwert, für gewöhnlich derivate. Am meisten erwünscht sind Cholesterin- 40 das 1 Ofache des Schwellenwertes der Zweikomponenderivate, weil eine Zelle, die eine Flüssigkristall- ten-Flüssigkristallmischung und eine schwache Konmischung, bestehend aus einem nematischen Flüssig- trastbildung aufweist. Ferner sind gekreuzte Polarikristall mit positiver dielektrischer Anisotropie und sationselemente, die zur Erlangung eines großen Cholesterinderivaten enthält, eine starke Kontrast- Kontrastes verwendet werden können, sehr hinderbildung aufweist (d. h. ein großes Verhältnis der 45 lieh.

maximalen Intensität des durchgelassenen Lichtes Es ist gefunden worden, daß ein Zufügen eines bei einer Erregerspannnng oberhalb der Sättigungs- nemaitischen Flüssigkxistalls mit negativer riielekspannung£_sa< zu der minimalen Intensität des durch- trischer Anisotropie aus den folgenden Gründen nützgelassenen Lichtes bei einer Wechselspannung unter- lieh ist
halb des Schwellenwertes E_(ft). 50 Ein nematischer Flüssigkristall mit negativer dielek-

Ein Verringern der Konzentration des choleste- trischer Anisotropie ist eine organische Verbindung

rischen Flüssigkristalls bringt eine Verminderung der mit einem molekularen Dipolmoment senkrecht zu

Kontraste mit sich. Um einen betriebsbereiten Kon- der langen Molekularachse, wie hinlänglich bekannt

trast zu erhalten, ist mindestens mehr als 1 Molpro- ist. Typische Verbindungen, die den nematischen

zent eines cholesterischen Flüssigkristalls erforder- 55 Flüssigkristall mit negativer dielektrischer Anisotro-

lich, weil weniger als 1 Molprozent eines chole- pie darstellen, sied Anisalazin, p,p'-Dialkoxyazoxy-

sterischen Flüssigkristalls eine unerwünschte geringe benzol, p-Alkoxybenzyüden,-p'-acyloxyanilin und

Kontrastbildung mit sich bringt. Ein Vergrößern p-Alkoxybenzyliden-p'-acyloxyanilin und p-Alkoxy-

einer Konzentration des cholesterischen Flüssigkri- benzyliden-p'-alkylanilin. Vor allem ist p-Alkoxy-

stalls bringt ein Anwachsen des Schwellenwertes E_1b 60 benzyliden-p'-alkylanih'n erwünscht, weil diese Ver-

mit sich. Mehr als 15 Molprozent eines chole- bindung eine verhältnismäßig kleine negative dielek-

sterischen Flüssigkristalls bringen einen unerwünsch- trische Anisotropie aufweist Ein Beispiel von

ten hohen Schwellenwert mit sich. Zum Beispiel weist p-Alkoxybenzyliden-p'-alkylanUin mit niedrigen Kri-

eine Fiüssigkristallmischung, die aus 99 Molprozent stall-Flussigkristallumwandlungstemperaturen ist p-

p-n-Butoxybenzyliden-p-Zyananilin und 1 Molpro- 65 Methoxybenzyliden-p'-n-propylanilin (Umwandlungs-

zent Cholesteryl-Oleylkarbonat besteht, einem Kon- temperatur 42° C), p-Methoxybenzyliden-p'-n-butyl-

trast von 3 :1 auf, der im wesentlichen der für eine anilin (20° C) und p-Äthoxybenzyliden-p'-n-butylani-

Anzeige geforderte geeignetste Kontrast ist Eine Hn (36° C). Diese nematischen Flüssigkristalle weisen

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den erwünschten Effekt des Herabsenkens der Kri- kristall mit negativer dielektrischer Anisotropie und stall -Flüssigkristallumwandlungstemperatur einer einem cholesterischen Flüssigkristall besteht, kann Flüssigkristallmischung und des Verkürzens der bei verwendet werden, sondern natürlich auch eine Dreieiner Flüssigkristallmischung erforderlichen An- Komponenten-Flüsisigkristalimischung, die im westiegszeit auf, um den erregten lichtdurchlässigen Zu- 5 sentlichen aus einer Anzahl nematischer Flüssigkristand von dem unerregten lichtstreuenden Zustand stalle mit positiver dielektrischer Anisotropie, einer beim plötzlichen Anlegen einer Erregerspannung zu Anzahl nematischer Flüssigkristalle mit negativer erreichen. dielektrischer Anisotropie und einer Anzahl chole-

Für die praktische Verwendung der Drei-Kompo- sterischer Flüssigkristalle besteht.

nenten-Flüssigkristallmischung sind mehr als 3 Mol- io Die Tabelle zeigt die erhaltenen Halb-Abfallzeiten

prozent eines nematischen Flüssigkristalls mit posi- einer beispielhaften Flüssigkristallmischung. Letztere

tiver dielektrischer Anisotropie und mehr als 1 Mol- besteht aus zwei nematischen Flüssigkristallen mit

prozent eines cholesterischen Flüssigkristalls wün- positiver dielektrischer Anisotropie (30 Molprozent

sehenswert, wobei der Rest ein nematischer Flüssig- p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyananilin und 80 Molpro-

kristall mit negativer dielektrischer Anisotropie ist. 15 zent p-n-Octoxybenzyliden-p'-cyananilin), einem ne-

Eine Verminderung der Konzentration des chole- matischen Flüssigkristall mit negativer dielektrischer

sterischen Flüssigkristalls bringt eine Verminderung Anisotropie (47 Molprozent p-Methoxybenzyliden-p'-

des Kontrasts mit sich. Eine Flüssigkristall mischung, n-butylanilin) und einem Cholesterinderivat (5 MoI-

die einen nematischen Flüssigkristall mit einer nega- prozent Cholesteryloleycarbonat). Diese Flüssigkri-

tiven dielektrischen Anisotropie aufweist, besitzt eine ao Stallmischung kann bei einer Temperatur von 2 bis

minimale Kristall-Flüssigkristallumwandlungstempe- 75° C betrieben werden.

ratur bei einer bestimmten Konzentration des nema- Zur Messung der Halb-Abfallzeiten der Flüssigtischen Flüssigkristalls mit negativer dielektrischer kristalltnischung ist eine in F i g. 1 gezeigte Zelle, die Anisotropie. Diese bestimmte Konzentration wird als die obenerwähnte Flüssigkristallmischung enthält, eutektischer Punkt bezeichnet. Weniger als 3 Molpro- *s verwendet worden. Der Abstand zwischen den beiden zent eines nematischen Flüssigkristalls mit positiver Elektroden war durch Mylar-Abstandshalter einer dielektrischer Anisotropie bringen einen unerwünscht Dicke von 25 μ geschaffen worden. Die Ergebnisse in hohen Schwellenwert mit sich. Zum Beispiel weist Tabelle I (Halb-Abfallzeiten) waren durch Messung e.ne Flüssigkristallmischung, die aus 3 Molprozent einer Zeit erhalten worden, die für die Intensität des p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyananilin, 87 Molprozent 10 durch die Zelle durchgelassenen Lichtes erforderlich p-Methoxybenzyliden-p'-butylanüin und 10 Molpro- war, um von einem maximalen Wert des erregten zent Cholestcryloleyl besteht, einen Schwellenwert lichtdurchlässigen Zustands der Flüssigkristallvon 100 Volt auf, wenn die Dicke der Flüssigkristall- mischung nach Entfernen des elektrischen Erregermischungsschicht 25 μ ist. Eine Flüssigkristall- feldes auf die Hälfte des Wertes zu vermindern,
mischung mit einem größeren als einem derartigen 35 Ein elektrisches Gleichstromfeld wurde einer kon-Schwellenwert läßt sich aus denselben Gründen, wie stanten Wechselvorspannung überlagert, so daß die oben ausgeführt, verwenden. Weniger als 1 Molpro- Flüssigkristallmischung in den erregten lichtdurchzent eines cholesterischen Flüssigkristalls bringt einen lässigen Zustand versetzt werden konnte. Eine Wechunerwünscht niedrigen Kontrast mit sich, wie oben se'.spannung rechteckförmiger Wellenform wurde dadargelegt. Zum Beispiel weist eine Flüssigkristall- 40 bei verwendet.

mischung, die aus 29 Molprozent p-Äthoxybenzyli- In der Tabelle ist in der ersten Spalte der Scheitelden-p'-n-cyananilin, 70 Molprozent p-Methoxyben- wert der Wechselvorspannung in Volt angegeben. In zyliden-p'-n-butylanilin und 1 Molprozent Chole- der zweiten, der dritten und der vierten Spalte sind steryioleylcarbonat besteht, einen Kontrast von 3:1 die bei Frequenzen von 500 Hz, 100 Hz bzw. 20 Hz und einen Schwellenwert von 10 Volt auf, wenn die 45 erhaltenen Halb-Abfallzeiten in Sekunden angegeben. Dicke der Flüssigkristallmischungsschicht 25 μ ist. Der betriebsbereite Bereich der Frequenz der ange-Der Kontrast von 3 ; 1 ist im wesentlichen der für eine legten Wechselvorspannung beträgt, obgleich er in Anzeige erforderliche geeignete Kontrast. Weniger der Tabelle nicht genannt ist, 10 Hz bis 10 kHz. als eine bestimmte Menge eines nematischen Flüssig- Unterhalb von 10 Hz wird die Halb-Abfallzeit zu kristalls mit negativer dielektrischer Anisotropie 50 kurz (wie aus dem später beschriebenen Fall bei bringt eine unerwünschte Verfestigung der Flüssig- Gleichstromvorspannung hervorgeht), um für das kristallmischung beim Lagern bei Raumtemperatur erfindungsgemäße Verfahren geeignet zu sein. Oberoder einer geringeren Temperatur mit sich. Die be- halb einer Frequenz von 500Hz bis 10 kHz ist die stimmte Menge wechselt mit der Art der für die Flüs- Halb-Abfallzeit meist konstant. Oberhalb 1OkHj sigkristallmischung verwendeten Stoffe. Zum Beispiel 55 fällt die Halb-Abfallzeit rapide ab.
weist eine Flüssigkristallmischung, die aus 35 Mol- Die untere Grenze (d.h. 10 Hz) und die obere prozent p-Äthoxybenzyliden-p'-n-cyananilin, 40 Mol- Grenze (10 kHz) der Frequenz der Wechselvorspanprozent p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyananilin, 5 MoI- nung sind von der Art der für die Flüssigkristallprozent Cholesteryloleylcarbonat und 20 Molprozent mischung verwendeten Stoffe und der Umgebungsp-Methoxybenzyliden-p'-n-butylanilin besteht, eine 60 temperatur abhängig. Die obere Grenze der Frcquem Kristall-Flüssigkristall-Umwandlungstemperatur von wird als durch die maximale Frequenz vorbestimmi ungefähr 25° C auf. Eine Verminderung von p-Me- angesehen, oberhalb der das Dipolmoment auf die thoxybenzyliden-p'-n-butylanilin bewirkt ein Anstei- Moleküle des Flüssigkristalls sich nicht der Frequenz gen der LTmwar.dlungstemperatur. der angelegten Wechselspannung folgend drehen

Nicht nur eine Drei-Komponenten-Flüssigkristall- 65 kann. Die untere Grenze der Frequenz wird als durch

mischung, die im wesentlichen nur aus einer nema- die Frequenz vorbestimmt betrachtet, unterhalb von

tischen Flüssigkristallmischung mit positiver dielek- der Ionenfluß in der Flüssigkristallmischung die

trischer Anisotropie, nur einem nematischen Flüssig- Orientierung der Moleküle beträchtlich stört Die

unterste Reihe der Tabelle gibt die Schwellenwerte in Volt bei entsprechenden Frequenzen wieder. Die letzte Spalte enthält die Halb-Abfallzeiten und den Schwellenwert in Sekunden-Einheit bei Gleichvorspannung. Die letzte Zeile ist angeführt, um den Wirkungsgrad Czt Wechselvorspannung auf die Vergrößerung der Abfall-Zeit zu verdeutlichen. »Sehr lang« bedeutet in der Tabelle langer als 10 Minuten. Ohne irgendeine Vorspannung beträgt die Abfallzeit der Flüssigkristallmischung ungefähr 50 MilliseKunden. Wenn dann ein schnelles Ausschalten erforderlich wird, kann ein Verfahren der Art, daß die Wechselvorspannung plötzlich abgeschaltet wird, verwendet werden. An Hand der Tabelle wird deutlich, daß eine Wechselvorspannung unterhalb des Schwellenwertes die Abfallzeit wirksam vergrößert.

Bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristallzelle wird die Abfallzeit einer Flüssigkristallmischung aus dem lichtdurchlässigen Zustand durch Anlegen einer Wechselvorspannung, deren Wert unterhalb dem Schwellwert der Flüssigkristallmischung liegt, gesteigert, d. h. eine Speicherwirkung erzielt. Somit kann ein Flimmern, das ein Hindernis für die Verwendung

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von Zeitteiierschaltungen bei Flüssigkristallanzeigevorrichtungen darstellt, ausgeschaltet werden, und mit der ernndnngsgemäßen Flüssigkristallzelle können Informationsspeicheranzeigevorrichtungen mit einfächern Aufbau erhalten werden.

Tabelle

Scheitelwert der Wechsel	Halb-Abfallzeit (Sekunden)	100 Hz	20Hz	Gleichstr
vorspannung (I')	500Hz	10	14	0,25
36	7	18	20	0,30
38	9	27	35	0,35
40	18	37	sehr lang	0,39
42	30	sehr lang		0,43
44	>200			0,46
46	sehr lang	44	42	46
Schwellenwert	46

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. FlOssigknstaUzeUe mit Speieberwirkung, mit

jp einer Elektrode an den zwei gegenüberliegen- & den Oberflächen und mit einer Mischung aus einem neraatischen und einem choiesteriscben Flössigkristali, dadurch gekennzeichnet, daß der nematische Flüssigkristall eine positive dielektrische Anisotropie aufweist, daß die to Flüssigkristallmischung ohne angelegte Spannung lichtundurchlässig, bei Anliegen einer einen Schwellwert übersteigenden Spannung jedoch lichtdurchlässig ist, und daß an die Elektroden eine Wechselspannung mit einer Frequenz zwisehen 10 Hz und IQkHz und mit einer unter dem Schwellwert liegenden Scheitelspannung als Vorspannung angelegt wird, der «ine Erregerspannung überlagerbar ist.

2. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1, da- ao durch gekennzeicnnet, daß der nematische Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie ein ausgewähltes Glied aus einer Gruppe ist, die aus p-Alkoxybenzyliden-p'-zyananilin, p-Zyanbenzyliden-p'-alkoxyanilin, p-Alkoxybenzylidenp'-aminoazobenzol und n-Alkyl-p-zyanbenzylidcn-p'-arninocinnamat besteht.

3. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der cholesterische Flüssigkristall ein ausgewähltes Glied einer Gruppe ist, die aus /J-Cholestanol, Ergosterin, L^ncGterol, Cholesterin und Cholesterinderivaten besteht.

4. Flüssigkristallzelle nach Ai sprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des nematischen Flüssigkristalls mit positiver dielektrischer Anisotropie 85 bis 99 Molprozent ist und daß die Menge des cholesterischen Flüssigkristalls 1 bis 15 Molprozent beträgt.

5. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nematische Flüssigkeitskristall mit positiver dielektrischer Anisotropie p-n-Butoxybenzyliden-p'-zyananilin ist und daß der cholesterische Flüssigkristall Cholesteryloleylkarbonat ist.

6. Flüssigkristallzelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die F.üssigkristallmiscMung zusätzlich einen nematischen Flüssigkeitskristall mit negativer dielektrischer Anisotropie aufweist.

7. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nematische Flüssigkristall mit negativer dielektrischer Anisotropie ein ausgewähltes Glied einer Gruppe ist, die aus Anisalazin. ρ,ρ'-Dialoxyazobenzol, p-Alkoxybenzyliden-p'-acyloxyanilin und p-Alkoxybenzyliden-p'-alkylanilin besteht.

8. Flüssigkristallzelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des nernatischen Flüssigkristalls mit positiver dielektrischer Anisotropie größer als 3 Molprozent ist, daß die Menge des cholesterischen Flüssigkristalls größer als 1 Molprozent ist, und daß die gesamte Menge aus dem nematischen Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie aus dem choleristischen Flüssigkristall und aus dem nematischen Flüssigkristall mit negativer dielektrischer Anisotropie im wesentlichen 100 Molprozcnt beträgt.

9. Hussigkristalteelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeieknet, daß der nematische Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie aus p-n-Buttwcybenzyliden-p'-zyanalin und p-nOetojrybenzyBden-p'-butyianiiin besteht, daß der choiesterische FlussigkeitskristaU Cbolesteryl-Oleyl-karbonat ist, und daß die nematische Flüssigkeit mit negativer dielektrischer Anisotropie p-Methoxybenzyliden-p'-n-butylanilra ist