DE2658116A1 - Fluessigkristall-anzeigezellen - Google Patents

Fluessigkristall-anzeigezellen

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DE2658116A1 DE19762658116 DE2658116A DE2658116A1 DE 2658116 A1 DE2658116 A1 DE 2658116A1 DE 19762658116 DE19762658116 DE 19762658116 DE 2658116 A DE2658116 A DE 2658116A DE 2658116 A1 DE2658116 A1 DE 2658116A1
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Description

Patentanwalt
Dipl.-Phys.L.Thul
Stuttgart
W.A.Crossland-J.H.Morrissy-B.Needham 10-7-1
International Standard Electric Corporation, New York
Flüssi gkristall-An ze icjezellen
Die Erfindung bezieht sich auf Flüssiqkristal1-Anzeigezellen.mit dynamischer Streuunq.
Gemäß der Erfindung ist eine Flüssiqkristal1-Anzeigezelle mit dynamischer Streuung vorgesehen, die mit Innenelektroden versehen und mit einem mittels eines oberflächenwirksamen Stoffes homöotrop ausgerichteten, smektischen Material gefüllt ist, wobei das smektische Material eine Dositive dielektrische Anisotropie aufweist.
Der Aufbau einer solchen Zelle weist große Ähnlichkeit mit dem einer nematischen Flüssigkristal1-AnzeiqezelIe mit dynamischer Streuung auf. Daher können auch die zur Herstellung der nematischen Art von Anzeinezellen entwickelten Techniken ohne oder mit nur geringfügiger Abwandlung zum Bau der smektischen Art von Anzeiqezellen angewendet werden.
Während bei einer nematischen Flüssigkristall-Anzeiqezelle mit dynamischer Streuung ein nematisches Material
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mit negativer dielektrischer Anisotropie verwendet wird, wird bei einer smektischen Flüssigkristal1-Anzeigezel1e mit dynamischer Streuunn gemäß der Erfindung ein smektisches Material mit positiver dielektrischer Anisotropie verwendet. Beide Zellenarten weisen in ihrem spannunnslosen Zustand eine homöotrope Ausrichtung auf und werden trübe, sobald ein elektrisches Feld anlieat. Es wird angenommen, daß für den nematischen Fall eine negative dielektrische Anisotropie erforderlich ist, weil die Richtung der größten elektrischen Leitfähigkeit mit der Richtung der Molekülarachsen zusammenfällt, und für den smektischen Fall eine positive dielektrische Anisotropie erforderlich ist, weil die elektrische Leitfähigkeit in dieser Richtung nur gering ist. Eine smektische Flüssigkristal1-Anzeigezelle mit dynamischer Streuung kann auch so betrieben werden, daß sie einen elektrischen reversiblen Speicher abgibt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnuna näher erläutert; die Figur zeigt den Querschnitt einer smektischen Flüssigkristall-Anzeigezelle mit dynamischer Streuung in schematischer Darstellung.
Gemäß der Figur sind zwei Glasplatten 1 und 2 mit transparenten Elektroden 3 und 4 aus Indium-Zinn-Oxid versehen, wie sie herkömmlich bei nematischen Anzeigezellen mit dynamischer Streuung verwendet sind. Die mit den Elektroden versehenen Oberflächen der zwei Platten sind mit Hexadecyl-Trimethyl-Ammonium-Bromid beschichtet, einem
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polaren oberflächenwirksamen Stoff, der gewöhnlich zur homöotropen Ausrichtuna in nematischen Zellen verwendet wird. Diese Beschichtung wird durch ein wiederholtes Eintauchen der Oberfläche in eine Lösuna des oberflächenwirksamen Stoffes erreicht.
Zur Bildung der Anzeigezelle werden die zwei Platten mit einer Kantenabdichtung 5 aus Epoxyd aneinandergefügt. Das Innere 6 der Anzeigezelle wird mit 4-cyano-4'-n-octyl■ Bi phenyl gefüllt, einem smektisehen A Material mit positiver dielektrischer Anisotropie ( £., = H7 Sj_ - 5). Die sich hieraus ergebende Flüssigkristallschicht ist ungefähr 10.um dick.
Anfangs ist diese Schicht 6 halbwegs komplett homöotrop ausgerichtet, aber diese besteht wahrscheinlich aus einer Anzahl kleiner fokal-konischer Domänen, die sich wahrscheinlich an kleinen Störstellen in den zwei eingeschlossenen großen Oberflächen befinden. Diese fokalkonischen Domänen können durch das Anlegen eines elektrischen Wechselpotentials an die gegenüberliegenden Elektroden gelöscht werden. Bei einer Stromquelle von 50 Hz verschwinden die Domänen bei einem angelegten Potential von ungefähr 60 bis 70 V effektiv. Wenn das angelegte Potential über einen Schwellenwert von ungefähr 120 V effektiv hinaus zunimmt, treten turbulente Molekularbewegungen mit durch die Zelle gerichteten Streulicht auf. Die Turbulenz erfolgt in einer Wi rbelbewequnci der Molekularrotation mit einem beobachteten Mittelwert des Wirbeldurchmessers von ungefähr 0,4 mm.
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W.A.Crossiand-J.H.Morrissy-B.Needham 10-7-1
Wird die angeleqte Spannung stetig, aber lanasam in einem charakteristischen Zeitraum von ungefähr einer bis einigen Sekunden auf einen Wert von ungefähr 60 V effektiv reduziert, ist die turbulente Streuuna beseitint und die Zelle wird wieder klar. Wird jedoch die Spannunn schnell zurückgenommen, beispielsweise durch das Schnappen eines Metzschalters, so wird die dynamische Streuung der Wirbelturbulenz in einen stationären Zustand umgewandelt, in dem sich eine hohe nichte der kleinen fokal-konisehen Domänen ausbildet. Wenn sich die fokal-konisehen Domänen ohne äußeren Einfluß nicht in eine nlattenförmige Ausrichtuno bringen lassen oder umgekehrt, weist die sich ergebende Anzeine tatsächlich eine Undefinierte Persistenz auf. Die Anzeiae kann jederzeit durch das Anlegen eines elektrischen Wechsel fei des unterhalb des Schwellenwertes zur Bildunq der Wirbelturbulenz elektrisch gelöscht werden.
Man nimmt an, daß sich das relativ hohe Schaltfeld aus der Verwendung eines Flüssigkristallmaterials mit relativ hohem spezifischem Widerstand ergibt. Dem Gleichen Problem wird beim Aufbau von nematischen Anzeigezellen mit dynamischer Streuung dadurch begegnet, daß zum Herabsetzen des Schwellenwertes ein Zusatz mit niedrigem spezifischem Widerstand verwendet wird. Die oleiche Methode kann auch bei smektischen,Anzeinezellen mit dynamischer Streuuna angewendet werden.
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W.A.Crossland-J.H.Morrissy-B.Needham 10-7-1
Das Flüssigkristal 1 material einer nematischen Anzeigezelle mit dynamischer Streuuna kann auch einen polaren oberflächenwirksamen Stoff als Zusatz enthalten, um die homöotrope Ausrichtuno der Flüssigkristal1schicht ohne Vorbehandlunn der ZeI1eninnenwände zu erreichen. Diese Technik kann auch bei smektischen Anzeiqezellen dynamischer Streuuna angewendet werden. Damit ist es möglich, die Kantenahdichtuno der Zplle durch das Aufschmelzen einer Glasfritte herzustellen. Wenn der oberflächenwirksame Stoff vor der AbHichtuno niedergeschlagen wird, so ist das Aufschmelzen ipr Glasfritte normalerweise ausqeschlossen, weil der oberflächenwirksame Stoff der Schmelztemperatur nicht standhalten kann. Der Zusatz des oberflächenwirksamen Stoffes kann die erwünschte Wirkuno, nämlich die Herabsetzung des SDezifischen Widerstandes der Flüssigkristall schicht,ebenfalls bewirken.
Obwohl sich mit zunehmender Picke auch die schaltende Schwellenwertspannuno erhöht, ist die Dicke der smektischen Materialschicht nicht kritisch. Des weiteren wird die vorgeschriebene Frequenz von 50 Hz nicht als optimale Frequenz angesehen. Hier wird ein Optimum erreicht, wenn die elektrische Leitfähigkeit und die dielektrische Anisotropie richtig zueinander ausgealichen sind. Die optimale Frequenz und damit der niedrigste Schaltschwellen-
di e wert werden erhalten, wenn si c.H/Lei tfähi gkei t relativ schnell mit der Frequenz verändert. Diese optimale Frequenz wird von Material zu Material jeweils unterschiedlich sein.
Patentanspruch
1 Bl. Zei chnuna . /
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Claims (1)

  1. W.A.Cross land-J.H.Morris sy-B.Needham 10-7-1
    Anspruch
    Flüssigkristall-Anzeigezelle mit dynamischer Streuuna, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeiqezelle mit Innenelektroden versehen und mit einem mittels eines oberfl ächenwi rksairen Stoffes homöotrop ausgerichteten, smektischen Material gefüllt ist, wobei das smektische Material eine positive dielektrische Anisotropie aufweist.
    Rg/ki - 16.12.1976
    709828/0626
DE2658116A 1976-01-06 1976-12-22 Verfahren zum Betreiben einer Flüssigkristall-Anzeigezelle Expired DE2658116C2 (de)

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