FI89311B - SPRIDNING CONDITIONING AND ENCLOSURE INK CAPS CRYSTALS - Google Patents

SPRIDNING CONDITIONING AND ENCLOSURE INK CAPS CRYSTALS Download PDF

Info

Publication number
FI89311B
FI89311B FI841091A FI841091A FI89311B FI 89311 B FI89311 B FI 89311B FI 841091 A FI841091 A FI 841091A FI 841091 A FI841091 A FI 841091A FI 89311 B FI89311 B FI 89311B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
liquid crystal
crystal material
light
electric field
medium
Prior art date
Application number
FI841091A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI841091A0 (en
FI89311C (en
FI841091A (en
Inventor
James Lee Fergason
Original Assignee
Manchester R & D Partnership
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/477,138 external-priority patent/US4606611A/en
Priority claimed from US06/477,242 external-priority patent/US4616903A/en
Application filed by Manchester R & D Partnership filed Critical Manchester R & D Partnership
Publication of FI841091A0 publication Critical patent/FI841091A0/en
Publication of FI841091A publication Critical patent/FI841091A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI89311B publication Critical patent/FI89311B/en
Publication of FI89311C publication Critical patent/FI89311C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/36Steroidal liquid crystal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/542Macromolecular compounds
    • C09K19/544Macromolecular compounds as dispersing or encapsulating medium around the liquid crystal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/60Pleochroic dyes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K2019/528Surfactants

Description

! 8 9 31Ί! 8 9 31Ί

Sironnan edistäminen jänniteherkässä kapseloidussa nestekiteessä Tämä keksintö liittyy yleisesti nestekidetekniikkaan ja tarkemmin sanottuna erääseen nestekidelaitteeseen, nestekidera-kenteeseen ja niiden käyttöön sekä menetelmään kirkkaiden merkkien tai vastaavien esittämiseksi tummaa taustaa vasten käyttämällä nestekideainetta, joka sijaitsee suoja-aineessa olevissa tiloissa. Lisäksi keksintö liittyy sellaisen hajonnan käyttöön nestekidenäyttölaitteessa valkoisen tai kirkkaan merkin muodostamiseksi sekä optisissa suljinlaitteissa, esimerkiksi kirkkauden säätöön, nestekidelaitteen valotehon/kontrastin parantamiseksi, erityisesti tyypissä, jossa käytetään koteloitua nestekidettä tai suoja-aineessa, kuten emulsiossa, olevaa nestekidemateriaalia, sekä menetelmiin sellaisten nes-tekidelaitteiden valmistusta ja käyttöä varten.This invention relates generally to liquid crystal technology, and more particularly to a liquid crystal device, a liquid crystal structure and their use, and a method of displaying bright marks or the like against a dark background using a liquid crystal material located in the enclosure. The invention further relates to the use of such scattering in a liquid crystal display device to form a white or bright mark and in optical shutter devices, for example brightness control, to improve the light output / contrast of a liquid crystal device, especially in a type using an encapsulated liquid crystal or a liquid crystal material. for manufacture and use.

Keksintö liittyy myös eräänä toisena suoritusmuotona pleokroi-sen väriaineen käyttöön nestekiteessä siihen tulevan valon absorboimiseksi sekä vastaaviin menetelmiin sellaisten neste-.kiteiden valmistusta ja käyttöä varten.The invention also relates, in another embodiment, to the use of a pleochromatic dye in a liquid crystal to absorb light entering it, and to similar methods for making and using such liquid crystals.

Nestekidemateriaalia käytetään nykyään monissa erilaisissa laitteissa, kuten esimerkiksi optisissa laitteissa näyttöpäätteinä. Nestekiteiden eräs ominaisuus, joka tekee mahdolliseksi niiden käytön näyttöpäätteissä, on kyky hajottaa ja/tai absor-boida (erityisesti jos nestekiteeseen on sekoitettu pleokrois-ta väriainetta) valoa, kun nestekiteet ovat satunnaisesti suuntautuneet, sekä kyky läpäistä valoa, kun nestekiteet ovat järjestyneesti suuntautuneet.Liquid crystal material is now used in many different devices, such as optical devices as display terminals. One property of liquid crystals that allows their use in display terminals is the ability to scatter and / or absorb (especially if a pleochro dye is mixed with the liquid crystal) light when the liquid crystals are randomly oriented, and the ability to transmit light when the liquid crystals are sequentially oriented.

Näyttöpääte, jossa käytetään nestekiteitä, näyttää usein tummia merkkejä harmaalla tai suhteellisen valoisalla taustalla. Monissa olosuhteissa haluttaisiin kuitenkin näyttää nestekide-materiaalia käytettäessä helposti suhteellisen kirkkaita merkkejä tai muita tietoja jne. suhteellisen tummalla taustalla. Saattaa myös olla toivottavaa parantaa näytetyn merkin ja näytön itsensä taustan välistä tehokasta kontrastia.A display terminal that uses liquid crystals often shows dark marks on a gray or relatively light background. However, in many circumstances, it would be desirable to display relatively bright characters or other information, etc., on a relatively dark background when using a liquid crystal material. It may also be desirable to improve the effective contrast between the displayed character and the background of the display itself.

2 893112 89311

Esimerkki sähköisesti herkästä nestekidemateriaalista ja sen käytöstä löytyy US-patentissa 3 322 485. Määrätyt nesteki-demateriaalityypit ovat herkkiä lämpötilalle, muuttaen optisia ominaisuuksia, kuten nestekidemateriaalin satunnaista tai järjestettyä suuntautumista, reaktiona lämpötilaan.An example of an electrically sensitive liquid crystal material and its use can be found in U.S. Patent 3,322,485. Certain types of liquid crystal material are sensitive to temperature, altering optical properties such as random or ordered orientation of the liquid crystal material in response to temperature.

Nykyään nestekidemateriaaleja on kolme luokkaa, nimittäin koles-teeriset, nemaattiset ja smektiset. Keksinnön eri periaatteita voidaan käyttää yhden tai useamman eri nestekidemateriaalityy-pin tai niiden yhdistelmien yhteydessä. Tässä keksinnössä käytetään mieluimmin nemaattista nestekidemateriaalia tai nemaattisen ja jonkun kolesteerisen tyypin yhdistelmää. Tarkemmin sanoen on nestekidemateriaali mieluimmin toiminnallisesti nemaattinen, toisin sanoen se käyttäytyy kuten nemaatti-nen materiaali, eikä kuten muut tyypit. Toiminnallisesti nemaattinen tarkoittaa, että ulkoisten kenttien puuttuessa hallitsee nestekiteen rakenteellista vääristymää ainesilmiöi-den, kuten erittäin voimakkaiden vääntymien, kuten kolesteeri-sissa materiaaleissa, tai kerrostuman, kuten smektisessä materiaalissa, sijasta nestekiteen suuntautuminen sen rajojen kohdalla. Sen vuoksi olisivat kierteiset, ainesosat, jotka aiheuttavat taipumuksen kieroutumiseen, mutta eivät voi ylittää rajakohdistuksen vaikutusta, voisivat silti olla toiminnallisesti nemaattisia. Sellaisilla materiaaleilla tulisi olla positiivinen dielekt.rinen anisotropia. Erityisesti nemaat-t.isten nestekidemateriaalien on todettu olevan palautuvia, kun taas kolesteerinen materiaali ei tavallisesti ole palautuvaa.Today, there are three classes of liquid crystal materials, namely cholesteric, nematic and smectic. The various principles of the invention may be used in conjunction with one or more different types of liquid crystal materials or combinations thereof. In the present invention, a nematic liquid crystal material or a combination of a nematic and a cholesteric type is preferably used. More specifically, the liquid crystal material is preferably functionally nematic, i.e., it behaves like a nematic material, and not like other types. Functionally nematic means that in the absence of external fields, the structural distortion of the liquid crystal is dominated by the orientation of the liquid crystal at its boundaries instead of material phenomena such as very strong distortions, such as in cholesteric materials, or deposition, such as in smectic material. Therefore, they would be helical, components that cause a tendency to twist but cannot exceed the effect of boundary alignment could still be functionally nematic. Such materials should have positive dielectric anisotropy. In particular, nematic liquid crystal materials have been found to be reversible, while a cholesteric material is not usually reversible.

Pleokroisia väriaineita on sekoitettu nestekidemateriaaliin muodostamaan sen kanssa liuos. Tavallisesti kohdistuu pleokroi-nen väriaine nestekidemateriaalin kanssa. Sen vuoksi pyrkivät sellaiset pleokroiset väriaineet toimimaan optisesti samalla tavoin kuin nestekidemateriaali reaktiona johonkin muuttuvaan parametriin, kuten sähkökentän käyttöön tai käyttämättä jättämiseen. Esimerkkejä pleokroisten väriaineiden käytöstä nestekidemateriaalin yhteydessä selitetään US-pat.enteissa 3 499 702 ja 3 551 026. Eräs etu käytettäessä pleokroista väriainetta 3 £9311 nestekidemateriaalin kanssa on, että ei tarvita polaroijaa. Pleokroisen laitteen kontrasti on kuitenkin nemaattisessa muodossa verrattain alhainen. Aikaisemmin voitiin kolestee-rista materiaalia lisätä nemaattiseen materiaaliin yhdessä väriaineen kanssa kontrastisuhteen parantamiseksi. Katso esimerkiksi Whiten ja muiden artikkelia julkaisussa Journal of Applied Physics, vuosikerta 45, n:o 11, marraskuu 1974 ss. 4718-4723. Kuitenkin, vaikka nemaattinen materiaali on, riippuen siitä kulkeeko sen poikki sähköinen kenttä vai ei, palautuva, pyrkii kolesteerinen materiaali tavallisesti alkuperäiseen nollakenttämuotoonsa, kun sähköinen kenttä poistetaan. Toinen varjopuoli käytettäessä pleokronista väriainetta liuoksessa yhdessä nestekidemateriaalin kanssa on, että väriaineen absorptio ei ole nolla kentän ollessa kytketty, vaan absorptio seuraa kentän ollessa kytketty järjestysparametria, joka on suhteessa väriaineiden suhteelliseen kohdistukseen tai on sen funkt io.Pleochroic dyes are mixed with the liquid crystal material to form a solution with it. Usually, the pleochromatic dye is exposed to the liquid crystal material. Therefore, such pleochromatic dyes tend to act optically in the same way as a liquid crystal material in response to a variable parameter, such as the use or non-use of an electric field. Examples of the use of pleochroic dyes in connection with a liquid crystal material are described in U.S. Patents 3,499,702 and 3,551,026. One advantage of using a pleochro dye with a £ 3,911 liquid crystal material is that no polarizer is required. However, the contrast of the pleochroic device in the nematic form is relatively low. Previously, a cholesteric material could be added to a nematic material along with a dye to improve the contrast ratio. See, e.g., White and others in Journal of Applied Physics, Volume 45, No. 11, November 1974, p. 4718-4723. However, although the nematic material is, depending on whether or not it is crossed by an electric field, reversible, the cholesteric material usually tends to its original zero field shape when the electric field is removed. Another drawback when using a pleochronous dye in solution together with a liquid crystal material is that the dye absorption is not zero when the field is coupled, but the absorption follows the sequence parameter when the field is coupled, which is proportional to or a function of the relative alignment of the dyes.

Nestekidemateriaali on tavallisesti anisotrooppista sekä optisesti (kahtaistaitteisuus) että, esimerkiksi jos kysymyksessä on nemaattinen materiaali, sähköisesti. Optisen anisotropian ilmaisee valon hajonta, kun nestekidemateriaali on satunnaisesti kohdistunut ja valon kulku nestekidemateriaalin läpi, kun se on kohdistunut järjestyneesti. Sähköinen anisotropia voi olla dielektrisyysvakion tai dielektrisvyskertoimen suhde nestekidemateriaalin kohdistukseen nähden.The liquid crystal material is usually anisotropic both optically (birefringence) and, for example, in the case of a nematic material, electrically. Optical anisotropy is indicated by the scattering of light when the liquid crystal material is randomly aligned and the passage of light through the liquid crystal material when it is aligned in an ordered manner. Electrical anisotropy can be the ratio of the dielectric constant or dielectric constant to the alignment of the liquid crystal material.

Aikaisemmin ovat laitteet, joissa käytettiin nestekiteitä, kuten näyttöpäätelaitteet, olleet verrattain pieniä. Eräs syy on nestekiteiden juoksevuus (nestekidemateriaali saattaa pyrkiä valumaan, niin että näyttöön tulee paksuudeltaan erilaisia alueita). Tästä voi olla seurauksena, että näytön optiset ominaisuudet eivät ole yhdenmukaisia, näytön eri osien kontrastiominaisuudet saattavat vaihdella jne., ja paksuuden vaihtelut aiheuttavat puolestaan muutoksia tai asteittai-suuksia nestekidelaitteen optisissa ominaisuuksissa. Lisäksi 4 69311 aiheuttaa vaihtelu nestekidekerroksen paksuudessa vaihteluita nestekidekerroksen sähköisissä ominaisuuksissa, kuten kapasitanssissa ja impedanssissa, mikä edelleen heikentää suurikokoisen nestekidelaitteen yhdenmukaisuutta. Nestekidekerroksen vaihte-levat ominaisuudet voivat sitten myös aiheuttaa vastaavan muutoksen nestekidemateriaalin poikki kulkevassa tehollisessa sähkökentässä ja/tai reaktiona vakiosähkökenttään reagoida eri tavalla nestekiteen niillä alueilla, joiden paksuus on erilainen.In the past, devices that used liquid crystals, such as display terminals, have been relatively small. One reason is the fluidity of the liquid crystals (the liquid crystal material may tend to drain so that areas of different thicknesses appear on the screen). As a result, the optical properties of the display may not be uniform, the contrast characteristics of different parts of the display may vary, etc., and variations in thickness may in turn cause changes or gradations in the optical properties of the liquid crystal device. In addition, 4 69311 causes variation in the thickness of the liquid crystal layer to vary in the electrical properties of the liquid crystal layer, such as capacitance and impedance, which further impairs the uniformity of a large-sized liquid crystal device. The varying properties of the liquid crystal layer may then also cause a corresponding change in the effective electric field across the liquid crystal material and / or react differently in response to a constant electric field in those regions of the liquid crystal of different thickness.

Tällaisten ongelmien voittamiseksi tulee nestekiteen paksuuden olla mahdollisimman yhdenmukainen. (Tässä käytettynä merkitsee käsite "nestekidemateriaali" itse nestekiteitä ja, riippuen asiayhteydestä, sen kanssa liuoksena olevaa pleokroista väriainetta) . Myös niiden elektrodien väli, jolla sähköinen kenttä saadaan aikaan sähkökidemateriaaliin, tulee olla mahdollisimman edullinen. Jotta sellainen optimipaksuus ja -väli voidaan säilyttää, on toleranssien oltava melko pienet. Pienten toleranssien ylläpitäminen rajoittaa laitekokoa käytettäessä sellaisia nestekiteitä, koska on varsin vaikeata ylläpitää ahtaita toleransseja esimerkiksi laajoissa pinnoissa.To overcome such problems, the thickness of the liquid crystal should be as uniform as possible. (As used herein, the term "liquid crystal material" means the liquid crystals themselves and, depending on the context, the pleochro dye in solution therewith). The distance between the electrodes at which the electric field is provided in the electrode material should also be as favorable as possible. In order to maintain such an optimal thickness and spacing, the tolerances must be quite small. Maintaining small tolerances limits the size of the device when using such liquid crystals, as it is quite difficult to maintain narrow tolerances, for example on large surfaces.

Tämän keksinnön mukaan esitetty koteloitujen nestekiteiden käyttö on tehnyt mahdolliseksi nestekiteiden käytön suhteellisen suurikokoisissa näytöissä, kuten ilmoitustauluissa jne., ja eräs muu suuri— (tai pieni-)-mittainen käyttö voi olla optisena sulkijana valon kulun valvomiseksi alueelta toiselle, esimerkiksi rakennuksen ikkuna- tai ikkunankaltaisessa pinnassa. Tämä keksintö liittyy parannuksiin sellaisissa koteloiduissa nestekiteissä sekä nestekidemateriaalin valonhajotusominaisuuksiin vastakohtana esimerkiksi sen ominaisuuksiin valon absorptiossa (tavallisesti yhdessä pleokroisen väriaineen kanssa). Keksintö liittyy myös sellaisen materiaalin ja sellaisten ominaisuuksien käyttöön esimerkiksi siihen, että saadaan aikaan suhteellisen kirkas merkki tai informaatio suhteellisen tummalla tai värillisellä taustalla sekä suurissa että pienissä näytöissä, optisena sulkimena jne. Sellaisten suurten näyttöjen tai sulkimien 2 5 89311 pinta voi olla noin 0,1 m tai enemmänkin. Tämän keksinnön mukaan on nestekide mieluiten koteloitua tyyppiä. Keksinnölle on tunnusomaista se, mitä sanotaan patenttivaatimuksien 1, 44-46 ja 50 tunnusmerkkiosissa.The use of encapsulated liquid crystals disclosed in accordance with the present invention has made it possible to use liquid crystals on relatively large screens such as bulletin boards, etc., and another large (or small) use may be an optical shutter to monitor light flow from one area to another, e.g. surface. The present invention relates to improvements in such encapsulated liquid crystals as well as to the light scattering properties of the liquid crystal material as opposed to, for example, its light absorption properties (usually in combination with a pleochro dye). The invention also relates to the use of such a material and such properties, for example, to provide a relatively bright mark or information on a relatively dark or colored background on both large and small screens, as an optical shutter, etc. Such large screens or shutters may have a surface area of about 0.1 m or more. According to the present invention, the liquid crystal is preferably of the encapsulated type. The invention is characterized by what is stated in the characterizing parts of claims 1, 44-46 and 50.

Tässä käytettynä, liittyen tähän keksintöön, tarkoittaa koteloitu nestekidemateriaali nestekidemateriaalia olennaisesti suljetussa suoja-aineessa, kuten erillisinä koteloina tai kennoina, ja on mieluimmin nestekidemateriaalin ja suoja-aineen muodossa. Sellaisen emulsion tulee olla vakaa. Erilaisia menetelmiä koteloidun nestekidemateriaalin valmistusta ja käyttöä varten sekä niihin liittyvää laitetta esitetään seuraavassa.As used herein, in connection with the present invention, encapsulated liquid crystal material means liquid crystal material in a substantially enclosed protective material, such as separate housings or cells, and is preferably in the form of a liquid crystal material and a protective material. Such an emulsion must be stable. Various methods for making and using an encapsulated liquid crystal material and associated equipment are set forth below.

Eräs tyypillinen tekniikan tason näyttö saattaa käsittää kan-natusaineen ja sen kannattaman nestekidemateriaalin. Näyttö on suhteellisen litteä ja sitä katsotaan suunnasta, josta niin sanottua etupintaa katsotaan. Kannatusaineen takapinnassa voi olla kevyt heijastava pinnoite, joka pyrkii tekemään tämän suhteellisen kirkkaaksi verrattuna suhteellisen tummiin merkeihin, joita muodostuu alueille, joissa on nestekidemateriaalia. (Taka-, etu-, ylä-, ala- jne. ovat käsitteitä, joita käytetään vain mukavuussyistä, eikä mikään pakota siihen, että käytössä katsomissuunta on esimerkiksi, kuten esitetään, vain ylhäältä jne.) Kun nestekidemateriaali on järjestyneesti suuntautunut, kulkee katsomiasuunnasta tuleva valo nestekidemateriaalin kautta valoa heijastavaan pinnoitteeseen ja myös silloin kun nestekidemateriaalia ei ole, kulkee suoraan valoa heijastavaan pinnoitteeseen, eikä katsomissuunasta havaita mitään merkkiä. Kuitenkin kun nestekidemateriaali on satunnaisesti suuntautunut, se absorboi osan ja hajottaa osan tulevasta valosta, niin että muodostuu suhteellisen tumma merkki suhteellisen vaaleaväriselle taustalle, esimerkiksi harmaalle värille, riippuen valoa heijastavasta pinnasta. Tämäntyyppisessä näy-tössä ei haluta nestekidemateriaalin hajottavan valoa, koska osa tuosta hajaantuneesta valosta ohjautuu takaisin katsomis-suuntaan, vähentäen siten merkin tummuutta tai kontrastia näytön taustan suhteen. Nestekidemateriaaliin lisätään usein 6 S 9 31Ί pleokroista väriainetta absorbenssin, ja jos nestekidemateriaa-li on satunnaisesti suuntautunut, kontrastin parantamiseksi.A typical prior art display may comprise a carrier and a liquid crystal material supported thereon. The display is relatively flat and is viewed from the direction from which the so-called front surface is viewed. The back surface of the support may have a light reflective coating that tends to make this relatively bright compared to the relatively dark marks formed in areas with liquid crystal material. (Rear, front, top, bottom, etc. are terms used only for convenience, and nothing forces the view direction to be used, for example, as shown, only from above, etc.) When the liquid crystal material is sequentially oriented, the light passes through the liquid crystal material to the light-reflecting coating and, even in the absence of liquid crystal material, passes directly to the light-reflecting coating, and no sign of the viewing direction is observed. However, when the liquid crystal material is randomly oriented, it absorbs a portion and scatters a portion of the incoming light so as to form a relatively dark mark on a relatively light-colored background, such as gray, depending on the light-reflecting surface. In this type of display, it is not desired for the liquid crystal material to scatter light because some of that scattered light is directed back in the viewing direction, thereby reducing the darkness or contrast of the mark with respect to the background of the display. 6 S 9 31Ί pleochro dye is often added to the liquid crystal material to improve the absorbance and, if the liquid crystal material is randomly oriented, the contrast.

Lyhyesti sanottuna, keksinnön yhden näkökohdan mukaan neste-kidemateriaali koteloidaan, toisen näkökohdan mukaan käytetään koteloitua nestekidemateriaalia nestekidelaitteissa, kuten suhteellisen suurissa näyttöpäätelaitteissa ja optisissa sul-kimissa, ja muiden näkökohtien mukaan on käytettävissä menetelmiä nestekidemateriaalin koteloimiseksi ja sellaista koteloitua nestekidemateriaalia käyttävien nestekidelaitteiden valmistamiseksi.Briefly, in one aspect of the invention, the liquid crystal material is encapsulated, in another aspect, the encapsulated liquid crystal material is used in liquid crystal devices, such as relatively large display terminals and optical shutters, and in other aspects, methods are provided for encapsulating the liquid crystal material and encapsulating such liquid crystal material.

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa voidaan laveasti sanoa, että nestekide hajottaa tai absorboi valoa ilman ennaltamäärät-tyä syöttöä, kuten sähkökenttää, ja sellaisen syötön vaikuttaessa vähenee hajonta tai absorptio. Absorptio lisääntyy, jos sellainen syöttö ei vaikuta, jos nestekiteeseen sekoitetaan pleokroista väriainetta.In one embodiment of the invention, it can be broadly said that a liquid crystal scatters or absorbs light without a predetermined supply, such as an electric field, and under the influence of such a supply, scattering or absorption is reduced. The absorption is increased if such a feed is not affected if a pleochro dye is mixed into the liquid crystal.

Eräässä toisessa suoritusmuodossa, joka voi käsittää, mutta mieluummin ei käsitä, pleokroista väriainetta, liittyy keksintö lyhyesti sanottuna valon isotrooppiseen hajottamiseen neste-kidemateriaalilla ja sellaisen isotrooppisen valon käyttöön valkoisen tai kirkkaan muodon, merkin, tietojen jne. tuottaminen, erityisesti taustaan nähden, kun nestekidemateriaali on kentättömässä tai vääristyneesti kohdistetussa tilassa, tai värillisen tai tumman muodon, esimerkiksi saman kuin tausta, kun nestekidemateriaali on kentän vaikutuksesta yhdensuuntaisen tai järjestyneen kohdistuksen tilassa. Nestekidemateriaali hajottaa mieluummin lähes täydellisesti isotrooppisesti kun se on vääntyneesii kohdistunut. Isotrooppinen hajonta tarkoittaa, että kun valonsäde saapuu nestekidemateriaaliin, ei ole käytännöllisesti katsoen mitään keinoa ennustaa hajonneen valon poistumiskulmaa. Tässä suoritusmuodossa ei mieluummin käytetä pleokroista väriainetta, koska väriaine absorboisi valoa ja vähentäisi kirkkautta kun hajonta ja kirkastuminen olisivat tarkoituksena.In another embodiment, which may comprise, but preferably does not comprise, a pleochro dye, the invention briefly relates to the isotropic scattering of light by a liquid crystal material and the use of such isotropic light to produce a white or bright shape, mark, information, etc., especially against a background of liquid crystal material. in a fieldless or distortedly aligned state, or in a colored or dark form, for example, the same as the background when the liquid crystal material is in a state of parallel or ordered alignment under the action of a field. Preferably, the liquid crystal material decomposes almost completely isotropically when it is bent. Isotropic scattering means that when a light beam enters a liquid crystal material, there is virtually no way to predict the angle of exit of the scattered light. In this embodiment, a pleochro dye is not preferred because the dye would absorb light and reduce brightness when scattering and brightening are intended.

7 09311 Tässä käytettynä, keksintöön liittyen, tarkoittavat käsitteet vääntynyt kohdistus, satunnainen kohdistus ja kentätön tila olennaisesti samaa asiaa, nimittäin että nestekidemolekyylien suuntaus on vääntynyt tehokkaasti kaareutuvaan muotoon. Sellaisen väänt.ymisen saa aikaan esimerkiksi koteloiden seinä. Jossain määrätyssä kotelossa olevan nestekidemateriaalin nimenomainen vääntynyt kohdistus on tavallisesti olennaisesti sama kun sähkökenttä ei vaikuta. Toisaalta merkitsee tässä keksintöön liittyen käsite yhdensuuntainen kohdistus, järjestynyt kohdistus ja kenttätila, että kotelossa oleva nestekidemater iaJL > on yleisesti kohdistunut ulkopuolelta vaikuttavaan sähkökenttään nähden. Toiminnallisesti nemaattinen määritellään yllä.7,093,11 As used herein, in connection with the invention, the terms distorted alignment, random alignment, and fieldless state mean essentially the same thing, namely, that the orientation of liquid crystal molecules is effectively distorted into a curved shape. Such twisting is caused, for example, by the wall of the housings. The specific distorted alignment of the liquid crystal material in a particular housing is usually substantially the same when the electric field is unaffected. On the other hand, in the context of the present invention, the terms parallel alignment, ordered alignment and field space mean that the liquid crystal material in the housing is generally oriented with respect to an electric field acting from the outside. Functionally nematic is defined above.

Kotelo viittaa suojarakennetta tai -ainetta, joka ympäröi neste-kidemateriaalimäärää, ja "kotelointiaine" tai "materiaali" on sitä ainetta tai materiaalia, joista sellaiset kotelot tehdään. "Koteloitu nestekide" tai "koteloitu nestekidemateriaa-li" tarkoittaa nestekidemateriaalimäärää, joka on erillisinä tilavuuksina suljettu tai sisällytetty koteloint.laineeseen, kuten esimerkiksi kiinteään aineeseen erillisinä koteloina tai kuivina stabiileina emulsioina.Enclosure refers to the protective structure or material that surrounds the amount of liquid crystal material, and "encapsulant" or "material" is the material or material from which such enclosures are made. "Encapsulated liquid crystal" or "encapsulated liquid crystal material" means an amount of liquid crystal material enclosed in separate volumes or incorporated into an encapsulant, such as a solid as separate enclosures or dry stable emulsions.

Tämän keksinnön kotelot ovat yleensä suunnilleen pallon muotoisia (vaikkakaan tämä ei sinänsä ole keksinnön edellytys), joiden halkaisija on noin 0,3-100 mikronia, mieluummin 0,1-30 mikronia, erityisesti 3-15 mikronia, esimerkiksi 5-15 mikronia.The housings of the present invention are generally approximately spherical in shape (although this is not in itself a requirement of the invention) having a diameter of about 0.3 to 100 microns, preferably 0.1 to 30 microns, especially 3 to 15 microns, for example 5 to 15 microns.

Tämän keksinnön tekstiyhteydessä eivät kotelointi ja vastaavat käsitteet tarkoita yksinomaan koteloiksi yleisesti kutsuttujen tuotteiden muodostelmista, vaan myös stabiileiden emulsioiden tai dispersioiden muodostamista nestekidemateriaalista aineessa (kotelointiaine), mistä on tuloksena stabiileita, mieluummin kooltaan yhdenmukaisia, osasia yhtenäisessä ympäröivässä aineessa. Kotelointimenetelmät, joita yleensä kutsutaan mikro-koteloinniksi, johtuen kotelon koosta, tunnetaan tekniikassa hyvin (ks. esim. Asaji Kondon "Microcapsule Processing and Technology", jonka on kustantanut Marcel Dekker, Inc.) ja 8 89311 ammattimiehelle on mahdollista, ottaen huomioon tämän esityksen, määritellä sopivat kotelointiaineet ja -menetelmät nestekidemateriaaleja varten.In the context of this invention, encapsulation and related terms refer not only to the formation of products commonly referred to as enclosures, but also to the formation of stable emulsions or dispersions of a liquid crystal material in a material (encapsulant) resulting in stable, preferably uniformly sized, particles in a uniform surrounding material. Encapsulation methods, commonly referred to as microencapsulation, due to the size of the enclosure, are well known in the art (see, e.g., Asaji Kondon's "Microcapsule Processing and Technology" published by Marcel Dekker, Inc.) and to 8,893,111, having regard to this disclosure. , to define suitable encapsulants and methods for liquid crystal materials.

Nestekidelaite on nestekidemateriaalista muodostettu laite.A liquid crystal device is a device formed of a liquid crystal material.

Tässä keksinnössä muodostetaan sellaiset laitteet koteloiduista nestekiteistä, jotka pystyvät sentyyppisiin toimintoihin, joihin nestekidemateriaali tyypillisesti on tottunut, joka sellainen nestekidelaite voi olla esimerkiksi näyttöpääte tai optinen suljin, joka reaktiona sähkökentän kytkemiseen tai poistamiseen vaikuttaa optisen säteilyn valittuun vaimentumiseen, käsittäen mieluummin aallonpituudet pitkäaaltoisesta infrapunasta ultraviolettiin.The present invention provides devices made of encapsulated liquid crystals capable of the type of liquid crystal material typically accustomed to, such as a display terminal or an optical shutter that, in response to electric field switching or removal, affects the selected attenuation, preferably including attenuation of optical radiation.

Eräs menetelmä koteloitujen nestekiteiden valmistamiseksi on sekoittaa toisiinsa nestekidemateriaalia ja kotelointiainetta, johon nestekidemateriaali ei liukene ja antamalla erillisten, nestekidemateriaalia sisältävien, koteloiden muodostua.One method of making encapsulated liquid crystals is to mix a liquid crystal material and an encapsulant in which the liquid crystal material is insoluble and to form separate enclosures containing the liquid crystal material.

Eräs menetelmä tehdä nestekidelaite, jossa on sellaisia koteloituja nestekiteitä, käsittää esimerkiksi sellaisen koteloidun nestekidemateriaalin sijoittamisen substraattiin. Lisäksi voi sellainen menetelmä käsittää välineen sähkökentän vaikuttamiseksi nestekidemateriaaliin sen ominaisuuksien muuttamiseksi.One method of making a liquid crystal device having such encapsulated liquid crystals comprises, for example, placing such an encapsulated liquid crystal material on a substrate. In addition, such a method may comprise means for applying an electric field to the liquid crystal material to change its properties.

Keksinnön erään muun piirteen mukaan sijoitetaan toiminnallisesti nemaattista materiaalia, johon on liuennut pleokroista väriainetta, yleisesti pallonmuotoiseen koteloon. Kun sähkökenttä ei vaikuta, vääntää kotelon seinä nestekiteen rakennetta niin, että se ja väriaine pyrkivät absorboimaan valoa riippumatta sen polarointisuunnasta. Kun sellaisen kiteen poikki suunnataan sopiva sähkökenttä, esimerkiksi sen akselin poikki, pyrkii nestekidemateriaali kohdistumaan yhdensuuntaiseksi sellaiseen kenttään nähden, mistä johto jen sellaisen materiaalin absorptio-ominaisuudet vähenevät oletettuun arvoon ?; g τ i -jAccording to another aspect of the invention, a functionally nematic material in which a pleochro dye is dissolved is placed in a generally spherical housing. When the electric field is not affected, the wall of the housing twists the structure of the liquid crystal so that it and the toner tend to absorb light regardless of its polarization direction. When a suitable electric field is directed across such a crystal, for example across its axis, the liquid crystal material tends to be parallel to a field from which the absorption properties of such a material of the conductors decrease to the assumed value? g τ i -j

9 t· 7 O ; J9 t · 7 O; J

kun nestekidemateriaali on tasomuodossa. Sen varmistamisen helpottamiseksi, että riittävä sähkökenttä suunnataan kotelossa olevan nestekidemateriaalin, eikä pelkästään kotelointiai-neen, poikki, ja itse asiassa että jännitehäviö koteloiden seinien poikki olisi mahdollisimman vähäinen, on kotelointiai-neen dielektrisyysvakio ainakin yhtä suuri kuin nestekidemateriaalin pienempi dielektrisyysvakio toisaalta, ja suhteellisen suuri impedanssi toisaalta. Ihannetapauksessa tulisi koteloin-tiaineen dielektrisyysvakion olla lähellä nestekiteen suurempaa dielektrisyysvakiota.when the liquid crystal material is planar. To facilitate ensuring that a sufficient electric field is directed across the liquid crystal material in the housing, and not just the encapsulant, and in fact that the voltage drop across the enclosure walls is minimized, the dielectric constant of the encapsulant is at least equal to the lower dielectric constant of the liquid crystal material. On the other hand. Ideally, the dielectric constant of the encapsulant should be close to the higher dielectric constant of the liquid crystal.

Koteloituja nestekiteitä käyttävän nestekidelaitteen kontrastia voidaan parantaa valitsemalla sellainen kotelointiaine, jonka valontaitekerroin sopii nestekidemateriaalin tavalliseen valon-taitekertoimeen (so. kiteen optisen akselin suuntainen valontaitekerroin) . Ks. esim. Borne & Wolfin "Optics" tai Hartshore & Stewart in "Crystals and the Polarizing Microscope". Koteloin-tiainetta voidaan käyttää nestekidemateriaalin koteloimisen lisäksi koteloiden kiinnittämiseen niitä kannattavalle substraatille. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää muuta sideainetta pitämään nestekidekoteloita substraattiin nähden. Viimemainitussa tapauksessa on lisäsideaineen valontaitekerroin kuitenkin mieluummin sopiva kotelointlaineen valontaitekertoimeen nähden, jotta edellä selitetty parantunut kontrastiominaisuus säilyisi. Koska jonkin aineen valontaitekerroin on yleensä riippuvainen jännityksestä ja jännitys voidaan kohdistaa esimerkiksi kote-lointiaineeseen, saattaa olla tarpeellista ottaa huomioon tämä vaikutus sovittamalla yhteen nestekiteen, koteloin!iaineen ja mahdollisen sideaineen valontaitekertoimet. Jos lisäksi halutaan välttää irisointia, saattaa olla toivottavaa sovittaa valontaitekertoimet vain yhden aallonpituuden sijasta mahdollisuuksien mukaan kokonaiselle aallonpituusalueelle.The contrast of a liquid crystal device using encapsulated liquid crystals can be improved by selecting an encapsulant having a refractive index corresponding to the usual refractive index of the liquid crystal material (i.e., the refractive index along the optical axis of the crystal). See. e.g., Borne & Wolf's "Optics" or Hartshore & Stewart in "Crystals and the Polarizing Microscope." In addition to encapsulating the liquid crystal material, the encapsulant can be used to attach the enclosures to the substrate supporting them. Alternatively, another binder may be used to hold the liquid crystal enclosures relative to the substrate. In the latter case, however, the refractive index of the additional binder is preferably suitable over the refractive index of the encapsulating wave in order to maintain the improved contrast property described above. Since the refractive index of a substance is generally voltage-dependent and the stress can be applied to the encapsulant, for example, it may be necessary to take this effect into account by matching the refractive indices of the liquid crystal, the encapsulant and any binder. In addition, if iridescence is to be avoided, it may be desirable to adjust the refractive indices instead of just one wavelength to the entire wavelength range, if possible.

Tämän keksinnön mukaan on pallon muotoisen tai muuten kaareva- pintaisen kotelon, jossa nestekidemateriaali on, eräs piirre se, että nestekidemateriaali pyrkii seuraamaan kaarevuutta tai 10 f 9 31 ί muutoin kohdistumaan kotelon kaarevien pintojen suuntaiseksi.According to the present invention, one feature of a spherical or otherwise curved housing having a liquid crystal material is that the liquid crystal material tends to follow a curvature or otherwise align with the curved surfaces of the housing.

Sen mukaisesti pyrkii nestekidemateriaali painumaan tai vääntymään johonkin nimenomaiseen muotoon, laskostuen eräässä mielessä itsensä päälle kun se seuraa kotelon seinää, niin että nestekidemateriaalia sisältävän tietyn kotelon optiset ominaisuudet ovat sellaiset, että olennaisesti kaikki siihen syötetty valo altistuu jollekin vaikutukselle, esimerkiksi hajoaa (jos fleokroista väriainetta ei ole) tai absorboituu (jos fleo-kroista väriainetta on), jos sähkökenttää ei käytetä, riippumatta saapuvan valon polarisaatiosuunnasta. Tämä vaikutus saattaa aiheuttaa hajaantumista ja siten opasiteettia ilman väriainettakin.Accordingly, the liquid crystal material tends to be depressed or distorted into a particular shape, folded in a sense over itself as it follows the housing wall, so that the optical properties of a particular housing containing the liquid crystal material are such that substantially all of the light is exposed to light, e.g. no) or absorbed (if a phleochromatic dye is present) if an electric field is not used, regardless of the polarization direction of the incoming light. This effect may cause scattering and thus opacity even without toner.

Eräs toinen piirre on kyky säätää kotelossa olevan nestekide-materiaalin tehollista paksuutta säätämällä sellaisen kotelon sisähalkaisijaa. Sellainen halkaisijan säätäminen voidaan toteuttaa koonerotusprosessilla koteloitujen nestekideiden valmistuksen aikana käyttämällä jotain monista tavanomaisista tai uusista lajittelumenetelmistä sekä valvomalla sekoituspro-sessia, aineosien määrää ja/t.ai sekoituksen aikana lisättyjen aineosien luonnetta. Valvomalla sellaista toleranssiparametriä suhteellisen ahtain toleranssein eivät myöhemmät toleranssi-vaatimukset sitten, kun lopullinen nestekidelaite valmistetaan käyttämällä koteloituja nestekiteitä, ole niin kriittisiä kuin edellytettiin entisissä laitteissa, joissa oli koteloimattomat nestekiteet.Another feature is the ability to adjust the effective thickness of the liquid crystal material in the housing by adjusting the inside diameter of such a housing. Such diameter adjustment can be accomplished by a size separation process during the production of encapsulated liquid crystals using any of a number of conventional or novel sorting methods and by controlling the mixing process, the number of ingredients, and / or the nature of the ingredients added during mixing. By monitoring such a tolerance parameter with relatively narrow tolerances, subsequent tolerance requirements when the final liquid crystal device is fabricated using encapsulated liquid crystals are not as critical as required in former devices with unencapsulated liquid crystals.

Tämän keksinnön eräs muu ja erittäin merkittävä piirre on kuitenkin, että tämän keksinnön mukaisia koteloituja nestekiteitä käyttämällä valmistetun korkealaatuisen nestekidelaitteen koolla ei näytä olevan rajaa. Tarkemmin sanottuna sulkemalla erillisiä nestekidemateriaalimääriä esimerkiksi selitettyihin koteloihin päästään eroon ongelmista, jotka estivät aikaisemmin nestekidemateriaalin käytön suurikokoisissa laitteissa, koska kukin kotelo voi itse asiassa vielä toimia itsenäisenä nesteki-delaitteena. Lisäksi sallivat kunkin kotelon fysikaaliset n 59311 ominaisuudet mieluummin sen vielä tulla asennetuksi käytännöllisesti katsoen mihin tahansa ympäristöön, mukaanluettuna sellaiseen, jossa useita muita sellaisia nestekidekoteloita on kiinnitetty substraattiin tai muuten kannatettu käytettäväksi reagoimaan jonkintyyppisen herätelähteen, kuten esimerkiksi sähkö- tai magneettikentän, käyttöön ja poistoon. Tämä piirre tekee myös mahdolliseksi sijoittaa nestekidemateriaali vain valituille alueille optisessa laitteessa, kuten suurissa näytöissä (esim. ilmoitustauluissa), optisissa sulkimissa jne.However, another and very significant feature of the present invention is that there does not appear to be a limit on the size of a high quality liquid crystal device made using the encapsulated liquid crystals of the present invention. More specifically, enclosing separate amounts of liquid crystal material in, for example, the described housings overcomes the problems that previously prevented the use of liquid crystal material in large devices, since each housing can in fact still function as an independent liquid crystal device. In addition, the physical properties of each housing preferably allow it to still be installed in virtually any environment, including one in which a plurality of other such liquid crystal enclosures are attached to a substrate or otherwise supported for use in responding to and removing some type of excitation source, such as electric or magnetic. This feature also makes it possible to place the liquid crystal material only in selected areas of the optical device, such as large screens (e.g. bulletin boards), optical shutters, etc.

Keksinnön ja keksijän löydön mukaisia tärkeitä huomioita ovat, että kotelointiaine, jonka sähköiset, ominaisuudet sopivat ennaltamäärät.yllä tavalla siihen koteloidun nestekidemateriaal in sähköisiin ominaisuuksiin, ja on lisäksi mieluummin optisesti sovitettu sellaisen nestekidemateriaalin optisiin ominaisuuksiin, tekee mahdolliseksi nestekidemateriaalin tehokkaan ja korkealuokkaisen toiminnan reaktiona ulkopuolisen lähteen aiheuttamaan herätteeseen tai herätteen puuttumiseen, ja että kotelointiaineen keskinäinen vaikutus nestekidemateriaalin kanssa vääristää viimemainittua ennaltamäärätyllä tavalla muuttaen nestekidemateriaalin toimintatapaa. Ottaen huomioon viimemainitun absorboivat tai sulkevat nestekiteet valon sen läpäisemisen sijasta, jos ne pakotetaan vääntymään yleisesti yhdensuuntaiseen tai mukailevaan kohdistukseen kotelon seinän kanssa, jos niihin ei suunnata sähkökenttää ja ne toimivat kaikenlaisen tulevan valon suhteen, riippumatta sellaisen tulevan valon mahdollisen polarisaation suunnasta.Important considerations in accordance with the invention and the inventor's invention are that an encapsulant having electrical properties predetermined to the electrical properties of the liquid crystal material encapsulated therein, and further preferably optically matched to the optical properties of such liquid crystal material, enables efficient and high performance of the liquid crystal material. stimulus or lack of stimulus, and that the interaction of the encapsulant with the liquid crystal material distorts the latter in a predetermined manner, changing the mode of operation of the liquid crystal material. In view of the latter, liquid crystals absorb or block light instead of transmitting it if they are forced to twist in a generally parallel or conforming alignment with the housing wall if they are not subjected to an electric field and operate with any incoming light, regardless of the direction of possible incoming polarization.

Tämän keksinnön erään näkökohdan mukaan voi nestekidenäyttö saada aikaan suhteellisen kirkkaita tai valkoisia merkkejä, tietoja jne., suhteellisen tummalla taustalla, jolloin kirkkaan merkin saa aikaan nestekidemateriaali, joka on satunnaisesti suuntautunut (mieluummin ilman pleokroista väriainetta, joka absorboisi ja vähentäisi hajontaa), taustan saa aikaan esimerkiksi järjestetysti suuntautunut nestekidemateriaali ja sen vuoksi optisesti läpikuultava ja/tai näytön alueet, joissa nestekidemateriaalia ei ole. Kun nestekidemateriaali on 12 ''3 9 3 1 1 kohdistunut yhdensuuntaisesti tai järjestyneesti, näkyy vain suhteellisen tumma tausta, jonka muodostaa esimerkiksi absorboija. Edellä mainittu saadaan aikaan käyttämällä suhteellisen pieniä tehovaatimuksia, mahdollisimman vähän nestekidemateriaalia ja valaistusta, joka tulee joko katsomis-puolelta tai -suunnasta tai näytön takaa tai ei-katselupuolelta. Keksinnön periaatteita voidaan myös käyttää esimerkiksi optisessa sulkimessa tai valaistuksen säätölaitteessa kirkkauden säätämistä varten.According to one aspect of the present invention, the liquid crystal display may provide relatively bright or white marks, information, etc., on a relatively dark background, the bright mark being provided by a liquid crystal material that is randomly oriented (preferably without a pleochro dye that would absorb and reduce scatter); for example, an ordered oriented liquid crystal material and therefore optically translucent and / or areas of the display where there is no liquid crystal material. When the liquid crystal material 12 '' 3 9 3 1 1 is oriented parallel or sequentially, only a relatively dark background, such as an absorber, is visible. The above is accomplished by using relatively low power requirements, minimal liquid crystal material, and lighting coming from either the viewing side or direction, or from behind or outside the viewing side of the screen. The principles of the invention can also be used, for example, in an optical shutter or a lighting control device for adjusting brightness.

Lyhyesti sanottuna käsittää nestekidelaite nestekidemateriaalin valon selektiivisesti pääasialliseen hajottamiseen tai läpäisyyn reaktiona ennaltamäärättyyn syöttöön sekä kannatusaineen nestekidemateriaalin pitämiseksi siinä. Suositussa suoritusmuodossa on nestekidemateriaali tyypiltään koteloitua, joka saa siihen tulevan valon hajoamaan olennaisesti isotrooppisesti, mikä käsittää sen, että osa sellaisesta valosta hajoaa takaisin katsomissuuntaa kohti, esimerkiksi huomioitsijan silmään. Sellainen nestekide on mieluummin toiminnallisesti nemaattinen, sen dielektrinen anisotropia on positiivinen ja sen tavallinen valontaitekerroin sopii olennaisesti sen suoja- tai koteloin-tiaineeseen.Briefly, the liquid crystal device comprises selectively scattering or transmitting light from the liquid crystal material in response to a predetermined feed, and a support for holding the liquid crystal material therein. In a preferred embodiment, the liquid crystal material is of an encapsulated type which causes the light entering it to dissipate substantially isotropically, which comprises some of such light dissipating back towards the viewing direction, for example to the eye of the observer. Such a liquid crystal is preferably functionally nematic, has a positive dielectric anisotropy, and has a standard refractive index substantially suitable for its protective or encapsulating agent.

Eräässä suoritusmuodossa heijastaa kannatusaine sisäisesti suuren osan nestekidemateriaalin hajottamasta valosta täysin takaisin nestekidemateriaaliin valaisten sen ja aiheuttaen lisää isotrooppista hajontaa sekä nestekidemateriaalin ulkonäön kirkastumisen, esimerkiksi huomioitsijan silmälle. Kannatus-aineen sisäisen heijastusominaisuuden voi saada aikaan sellaisen taustapinnan rajapinta jonkin toisen aineen, kuten kiinteän aineen, nesteen tai kaasun, vieläpä ilman kanssa, sillä edellytyksellä, että kannatusaineen valontaitekerroin on suurempi kuin sellaisen toisen aineen valontaitekerroin. Kannatusaine voi olla muodostettu useista komponenteista, joihin voi kuulua esimerkiksi suoja-/koteloint.iaine (tai aine, jonka kanssa nestekidemateriaali muodostaa emulsion), lisämäärät sellaista ! 3 9931 1 kotelointi- tai muuta materiaalia, kiinnitysainetta, kuten muovikelmua tai lasia jne., joista kukin selitetään tuonnempana.In one embodiment, the support internally reflects much of the light scattered by the liquid crystal material completely back into the liquid crystal material, illuminating it and causing further isotropic scattering and brightening of the appearance of the liquid crystal material, e.g., to the eye of an observer. The internal reflection property of the support may be provided by the interface of such a backing surface with another substance, such as a solid, liquid or gas, even air, provided that the refractive index of the support is higher than that of such another substance. The carrier may be formed from a number of components, which may include, for example, a protective / encapsulating agent (or an agent with which the liquid crystal material forms an emulsion), additional amounts of such! 3 9931 1 casing or other material, adhesive such as plastic film or glass, etc., each of which is explained below.

Kannatusaineen takasivu voi olla optisesti läpäisevä, niin että valo, joka kohtaa sellaisen pinnan olennaisesti kohtisuorassa, läpäisee sen. Valoa absorboiva musta tai värillinen materiaali sellaisen takapinnan tuolla puolen voi auttaa tummentamaan tai värittämään näkyvää taustaa, jolle nestekidemateriaa-lin muodostamat merkit ilmestyvät. Nestekidemateriaalin järjestynyt kohdistus eliminoi ainakin olennaisesti isotrooppisen hajonnan, niin että olennaisesti kaikki nestekidemateriaalin läpi kulkeva valo kulkee myös kannatusaineen takapinnan läpi.The back side of the support may be optically transmissive so that light that encounters such a surface in a substantially perpendicular manner transmits it. The light absorbing black or colored material beyond such back surface can help darken the side or color the apparent background on which the nestekidemateriaa-signal generated characters appear. The ordered alignment of the liquid crystal material eliminates at least substantially isotropic scattering so that substantially all of the light passing through the liquid crystal material also passes through the back surface of the support.

Eräässä vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa voidaan kannatusaineen takapintaan pinnoittaa esimerkiksi höyrystysmenetelmällä viritetty dielektrinen pinnoite saamaan aikaan selektiivinen konstruktiivinen ja destruktiivinen optinen interferenssi. Sellaisen viritetyn dielektrisen pinnoitteen paksuus on funktio lambdasta (λ) jaettuna kahdella, jossa lambda on laitteessa käytetyn valon aallonpituus. Konstruktiivinen interferenssi parantaa sisäistä heijastumista, erityisesti pienentämällä sitä avaruuskulmaa, jossa valo ei täysin heijastu sisäisesti kannatusaineeseen, minkä vuoksi sellainen interferenssi kirkastaa edelleen nestekidemateriaalien merkkejä.In an alternative embodiment, a dielectric coating tuned by the evaporation method, for example, may be coated on the back surface of the support to provide selective constructive and destructive optical interference. The thickness of such a tuned dielectric coating is a function of lambda (λ) divided by two, where lambda is the wavelength of the light used in the device. Constructive interference improves internal reflection, in particular by reducing the spatial angle at which light is not fully reflected internally to the support, so that such interference further brightens the marks of liquid crystal materials.

Keksinnön mukaisessa nestekidenäytössä voi valo tulla etu- tai katselupuolelta. Vaihtoehtoisesti voi valo tulla takapuolelta, mieluummin maskin tai suuntaajan läpi nestekidemateriaalin täysin läpäisemän valon ohjaamiseksi pois kentästä tai katsomis-kulmasta katsomispuolella. Nestekidemateriaalin hajottama valo, joka on katsomiskulmassa, kuitenkin näkyy.In the liquid crystal display according to the invention, light can come from the front or the viewing side. Alternatively, the light may come from the back, preferably through a mask or rectifier, to direct light completely transmitted by the liquid crystal material out of the field or from the viewing angle on the viewing side. However, the light scattered by the liquid crystal material, which is in the viewing angle, is visible.

Nemaattiseen nestekidemateriaaliin voidaan lisäksi lisätä koles-teeristä materiaalia ensin mainitun jouduttamiseksi palaamaan vääntyneeseen kohdistuskuvioon, joka yleisesti seuraa kotelon tai kennon seinää, kun sähkökenttä kytketään irti, erityisesti jos kotelot, ovat suhteellisen suuria. Haluttaessa voidaan 14 59311 nestekiteeseen sekoittaa myös viskositeettiä säätävää lisäainetta. Lisäksi voidaan nestekiteeseen käyttää lisäainetta, joka auttaa pakottamaan kotelossa olevan nestekiderakenteen suosittuun kohdistukseen.In addition, a cholesteric material may be added to the nematic liquid crystal material to cause the former to return to a distorted alignment pattern that generally follows the housing or cell wall when the electric field is disconnected, especially if the housings are relatively large. If desired, a viscosity adjusting additive can also be mixed into the 14,593,3 liquid crystal. In addition, an additive can be used in the liquid crystal to help force the liquid crystal structure in the housing into popular alignment.

Keksinnön nämä ja muut suoritusmuodot selviävät seuraavan selityksen edistyessä.These and other embodiments of the invention will become apparent as the following description proceeds.

Seuraava selitys ja siihen liittyvät piirustukset esittävät yksityiskohtaisesti keksinnön määrättyjä valaisevia suoritusmuotoja, jotka kuitenkin viittaavat. vain muutaman niistä useista periaatteista, joiden mukaan keksinnön periaatteita voidaan käyttää.The following description and the accompanying drawings detail certain illustrative embodiments of the invention, which, however, refer to. just a few of the several principles by which the principles of the invention may be practiced.

Oheistetuissa piirustuksissa:In the accompanying drawings:

Kuvio 1 on kaavamainen esitys tämän keksinnön mukaisesta neste-kide laitteesta .Figure 1 is a schematic representation of a liquid crystal device according to the present invention.

Kuviot 2 ja 3 ovat suurennettuja kaavamaisia kuvia tämän keksinnön nestekidekotelosta, vastaavasti kentättömässä tai kenttä-irti-tilassa ja sähkökenttä kytketty- tai kenttätilassa. Kuviot 4 ja 5 ovat kaavamaisia esityksiä tämän keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesta nestekidelaitteesta, vastaavasti kentättömässä ja kenttätilassa.Figures 2 and 3 are enlarged schematic views of a liquid crystal housing of the present invention, in a fieldless or field-disconnected state, and an electric field in a switched-on or field state. Figures 4 and 5 are schematic representations of a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention, in the fieldless and field state, respectively.

Kuvio 6 on kaavamainen esitys tämän keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisesta nestekidelaitteesta, jossa käytetään ilmarakoa täydellisen sisäisen heijastumisen aikaansaamiseksi. Kuviot 7 ja 8 ovat kaavamaisia esityksiä erään tämän keksinnön mukaisen muun suoritusmuodon nestekidelaitteesta, jossa käytetään optisia interferenssiperiaatteita vastaavasti kentättömässä tilassa ja kenttätilassa.Figure 6 is a schematic representation of a liquid crystal device according to another embodiment of the present invention using an air gap to provide complete internal reflection. Figures 7 and 8 are schematic representations of a liquid crystal device according to another embodiment of the present invention, which uses optical interference principles in the fieldless and field states, respectively.

Kuvio 9 on isometrinen kuva tämän keksinnön mukaisesta nesteki-denäyttölaitteesta, joka voidaan muodostaa mistä tahansa tässä esitetystä suoritusmuodosta.Figure 9 is an isometric view of a liquid crystal display device according to the present invention that may be formed from any of the embodiments disclosed herein.

Kuvio 10 on osittainen kaavamainen pystykuva nestekidelaitteen eräästä muusta suoritusmuodosta, jossa käytetään jatkuvia nestekidemateriaalikerroksia sekä katkaistuja elektrodeja.Figure 10 is a partial schematic elevational view of another embodiment of a liquid crystal device using continuous layers of liquid crystal material and truncated electrodes.

P. 9 λ 1 IP. 9 λ 1 I

15 ' 7 w ‘ 115 '7 w' 1

Kuvio 11 on kuvion 10 suoritusmuodon kaavamainen isometrinen kuva, josta osa on poistettu.Fig. 11 is a schematic isometric view of the embodiment of Fig. 10 with part removed.

Kuvio 12 on keksinnön mukaisen, likimääräisesti suhteutetun, nestekidenäytön kaavamainen kuva, joka esittää tarkemmin kanna-tusainekerrosten ja koteloitujen nestekiteiden kerroksen edustavan kokosuhteen useita tässä selitettyjä suoritusmuotoja varten.Fig. 12 is a schematic view of an approximately proportional liquid crystal display according to the invention, showing in more detail the representative aspect ratio of the carrier layers and the encapsulated liquid crystal layer for several embodiments described herein.

Kuvio 13 on kaavamainen kuva nemaattisesta nestekidekotelosta, jossa on kolesteerista lisäainetta ja jota voidaan käyttää useissa tässä esitetyistä suoritusmuodoista.Figure 13 is a schematic view of a nematic liquid crystal housing having a cholesteric additive that can be used in several of the embodiments disclosed herein.

Kuviot 14 ja 15 ovat kaavamaisia kuvia vielä eräästä muusta nestekidelaitteen suoritusmuodosta, jossa on valonsäädön kalvo-ohjaaja, johon valaistus tulee ei-katsomispuolelta, vastaavasti kenttätilassa ja kentättömässä tilassa.Figures 14 and 15 are schematic views of yet another embodiment of a liquid crystal device having a light control film controller into which the illumination enters from the non-viewing side, in the field state and the field field, respectively.

Kuvio 16 on kuvioiden 14 ja 15 kaltainen kuva, kuitenkin niin, että valonsäädön kalvo-ohjaaja on liimattu kannatusaineeseen. Kuvio 17 on kuvioiden 2 ja 3 kaltainen kaavamainen kuva, joka esittää koteloidun nestekiteen erästä vaihtoehtoista suoritusmuotoa.Fig. 16 is a view similar to Figs. 14 and 15, but with the light control film guide glued to the support. Fig. 17 is a schematic view similar to Figs. 2 and 3 showing an alternative embodiment of an encapsulated liquid crystal.

Kuvio 18 on kaavamainen esitys keksinnön mukaisesta nestekide-laitteesta, jossa nestekiteessä käytetään pleokroist.a väriainetta.Fig. 18 is a schematic representation of a liquid crystal device according to the invention, in which a liquid crystal dye is used.

Kuvio 19 on suurennettu osakuva kuvion 9 nestekidenäyttölait-teesta, josta osa on poistettu, mutta jossa on pleokroista väriainetta, kuten esim. kuviossa 18 esitetyssä suoritusmuodossa. Kuvio 20 esittää keksinnön mukaisen nestekidekotelon sähköistä piirikaaviota kentän ollessa kytkettynä.Fig. 19 is an enlarged fragmentary view of the liquid crystal display device of Fig. 9, with a portion removed, but with a pleochro dye, as in the embodiment shown in Fig. 18, for example. Fig. 20 shows an electrical circuit diagram of a liquid crystal housing according to the invention with the field connected.

Viitaten kuvioihin 1, 2 ja 3 esitetään niissä tämän keksinnön mukaan käytettyä nestekidemateriaalia. Kuviossa 1 esitetään tämän keksinnön mukainen nestekidelaite 10. Laite 10 käsittää koteloitua nestekidemateriaalia 11, jota kuvioissa 1-3 esittää yksi ainoa kotelo. Vaikka kotelot esitetään piirustuksissa kaksiulotteisina ja sen vuoksi tasomuodossa, on selvää, että kotelot ovat kolmiulotteisia, mieluimmin pallon muotoisia.Referring to Figures 1, 2 and 3, there is shown a liquid crystal material used in accordance with the present invention. Figure 1 shows a liquid crystal device 10 according to the present invention. The device 10 comprises an encapsulated liquid crystal material 11, which is shown in Figures 1-3 by a single housing. Although the housings are shown in the drawings in two dimensions and therefore in planar form, it is clear that the housings are three-dimensional, preferably spherical.

h 89311h 89311

Kotelo 11 esitetään kiinnitettynä mieluummin läpinäkyvään kannatusaineeseen 12, jossa on ylä- ja alaosat 12a, 12b, jotka voivat olla keskenään yhteistä rakennetta. Laite 10 käsittää myös parin elektrodeja 13, 14 sähkökentän suuntaamiseksi neste-kidemateriaalin poikki kun kytkin 15 suljetaan elektrodien magnetoimiseksi tavanomaisesta jännitelähteestä 16.The housing 11 is preferably shown attached to a transparent support material 12 having upper and lower portions 12a, 12b, which may have a common structure. The device 10 also comprises a pair of electrodes 13, 14 for directing an electric field across the liquid crystal material when the switch 15 is closed to magnetize the electrodes from a conventional voltage source 16.

Tämän keksinnön pääasiallisin piirre on, että sellainen koteloitu nestekidemateriaali hajottaa isotrooppisesti siihen törmänneen valon, kun kide on kentättömässä, satunnaisesti suunnatussa tilassa, ja järjestyneessä kenttätilassa sellainen aine on olennaisesti optisesti läpäisevää.The main feature of the present invention is that such an encapsulated liquid crystal material isotropically diffuses the light impinging upon it when the crystal is in a fieldless, randomly directed state, and in an ordered field state such a substance is substantially optically transmissive.

Kotelo 11 voi olla yksi useista koteloista, jotka on muodostettu erillisinä, tai mieluummin, jotka on muodostettu sekoittamalla nestekidemateriaalia niinkutsuttuun kotelointimateriaaliin tai suoja-aineeseen, jotta muodostuisi emulsio, joka mieluummin on stabiili. Emulsio voidaan kiinnittää kannatusaineosiin 12a, 12b tai sijoittaa niiden ja elektrodien 13, 14 väliin, kuten on esitetty. Haluttaessa voivat kannatusaine 12 ja niinkutsuttu koteloint.iaine tai suoja-aine olla samaa materiaalia. Eräänä muuna vaihtoehtona voivat kannatusaineen ylä- ja alaosa tai toinen niistä olla muovinkaltaista, lasista tai vastaavaa, mieluummin läpinäkyvää, kiinnitysmateriaalia. Tässä viimemainitussa tapauksessa voidaan elektrodit kiinnittää sellaiseen kiinnitysaineeseen ja koteloitu nestekidemateriaali/emulsio, joka käsittää useita koteloita 11, voidaan esimerkiksi sijoittaa sellaisen kiinnitysaineen 12a, 12b väliin muodostamaan laite 10, kuten seuraavassa yksityiskohtaisemmin tullaan selittämään.The housing 11 may be one of a plurality of housings formed separately, or preferably formed by mixing a liquid crystal material with a so-called encapsulating material or protective agent to form an emulsion which is preferably stable. The emulsion can be attached to the support components 12a, 12b or placed between them and the electrodes 13, 14, as shown. If desired, the carrier 12 and the so-called encapsulant or protective agent may be of the same material. Alternatively, the top and bottom of the support material or one of them may be of a plastic-like, glass or similar, preferably transparent, fastening material. In the latter case, the electrodes can be attached to such an adhesive, and an encapsulated liquid crystal material / emulsion comprising a plurality of enclosures 11 can, for example, be interposed between such an adhesive 12a, 12b to form a device 10, as will be explained in more detail below.

Heijast.usaine 18 muodostaa välipinnan 19 kannatusaineen osan 12b kanssa, jotta saataisiin aikaan haluttu sisäinen kokonais-heijastustoiminto. Johtuen kokonaisheijastusperiaatteen käytöstä, valaisee kotelossa 11 olevan nestekidemateriaalin tuleva valo, jota esimerkiksi edustaa valonsäde 17 ja jonka nestekide hajottaa isotrooppisesti laitteessa 10, niin että 17 $9311 katselualueelta 20, kannatusaineen yläosan 12a tuolla puolen, näkyy nestekidemateriaali 11 valkoisena tai suhteellisen kirkkaana kun se on kentättömässä tilassa, esimerkiksi kytkin 15 on auki. Tämän keksinnön sisäisen kokonaisheijastuksen periaate tehostaa hajontaa, ja kirkastaa sen vuoksi koteloiden neste-kidemateriaalin muodostamien merkkien visuaalista/optista ulkonäköä. Heijastuspinnan 18 pohjaan voidaan, etäälle välipin-nasta 19, kiinnittää mustasta tai värillisestä materiaalista tehty valoa absorboiva kerros 21 absorboimaan kerrokseen 21 tulevaa valoa.The reflector 18 forms an interface 19 with the support portion 12b to provide the desired internal total reflection function. Due to the use of the total reflection principle, incoming light from the liquid crystal material in the housing 11, represented by a light beam 17, is scattered isotropically in the device 10 so that 17 $ 9311 from the viewing area 20, beyond the support top 12a, appears as white or relatively bright , for example switch 15 is open. The principle of total internal reflection of the present invention enhances the scattering, and therefore brightens the visual / optical appearance of the marks formed by the liquid crystal material of the housings. A light absorbing layer 21 made of black or colored material can be attached to the bottom of the reflecting surface 18, at a distance from the intermediate surface 19, to absorb light entering the layer 21.

Elektrodi 13 voi olla kannatusaineen alaosaan 12b tyhjöpinnoi-tettua tinaoksidia ja elektrodi 14 voi olla sähköä johtavaa painoväriä, joka on sivelty suoraan nestekidemateriaaliin, tai se voi olla elektrodin 13 kaltainen. Kumpaankin elektrodiin voidaan käyttää myös muuta elektrodimateriaalia ja sen kiinnitystapoja. Esimerkkeihin kuuluvat tinaoksidi ja antimonilla seostettu tinaoksidi. Elektrodit ovat mieluummin suhteellisen ohuita, esimerkiksi noin 200 Ängströmin paksuisia, ja läpinäkyviä, niin että ne eivät merkittävästi vaikuta neste-kidelaitteen 10 optiikkaan.The electrode 13 may be tin oxide vacuum coated on the lower part 12b of the support and the electrode 14 may be an electrically conductive printing ink applied directly to the liquid crystal material, or it may be similar to the electrode 13. Other electrode material and its attachment methods can also be used for each electrode. Examples include tin oxide and tin oxide doped with antimony. The electrodes are preferably relatively thin, for example about 200 Angstroms thick, and transparent so as not to significantly affect the optics of the liquid crystal device 10.

Koteloitu nestekidemateriaali 11 käsittää kotelon 32 sisätilassa 31 säilytettyä nestekidettä 30. Kukin kotelo 32 voi olla erillinen tai vaihtoehtoisesti voidaan nestekidettä säilyttää suoja-aineen tai niinsanotun kotelointimateriaalin stabiilissa emulsiossa 33, joka pyrkii muodostamaan useita kotelomaisia ympäristöjä nestekidemateriaalin säilyttämiseksi. Esityksen yksinkertaistamiseksi esitetään kotelot 32 erillisinä koteloina suoja-aineessa tai kotelointimateriaalissa 33, jonka kokonaismäärästä se mieluummin on muodostettu. Kotelo 32 on mieluummin yleisesti pallon muotoinen, ja nestekide 30 on nemaattista tai toiminnallisesti nemaattista nestekidemateriaalia, jonka dielektrinen anisotropia on positiivinen. Keksinnön periaatteet ovat kuitenkin voimassa, vaikka kotelo 32 on muunkin kuin pallon muotoinen, kunhan sellainen muoto tarjoaa halutut optiset 1. ϋ9311 ja sähköiset ominaisuudet, jotka vaikuttavat tyydyttävästi yhdessä nestekidemateriaalin 30 ominaisuuksien, kuten esimerkiksi valontaitekertoimen, kanssa, ja sallii riittävän osan sähkökenttää vaikuttaa poikki nestekiteen 30 itsensä, jotta nestekiteeseen saataisiin haluttu järjestynyt tai yhdensuuntainen kohdistus, kun se halutaan kenttätilaan. Muodon tulee myös pyrkiä vääristämään nestekidemateriaalia kun ollaan ken-tättömässä tai satunnaisesti kohdistetussa tilassa. Erityinen etu kotelon 32 suositulle pallon muodolle, on vääristymä, jonka se saa aikaan nestekiteessä 30, kun ollaan kentättömässä tilassa. Tämä vääristymä johtuu ainakin osittain koteloiden suhteellisista suuruuksista ja nestekiteen kaltevuudesta, joiden tulee mieluummin olla suunnilleen samoja tai ainakin samaa suuruusluokkaa. Lisäksi on nemaattisella nestekidemateriaa-lilla nestemäisen väliaineen kaltaisia ominaisuuksia, jotka helpottavat sen mukautumista tai vääristymistä kotelon seinän muotoon, kun sähkökenttää ei ole. Toisaalta, kun sähkökenttä vaikuttaa, muuttuu sellainen nemaattinen materiaali suhteellisen helposti järjestyneeseen kohdistukseen sellaisen kentän suhteen.The encapsulated liquid crystal material 11 comprises a liquid crystal 30 stored in the interior 31 of the housing 32. Each housing 32 may be separate or alternatively the liquid crystal may be stored in a stable emulsion 33 of a preservative or so-called encapsulating material which tends to form a plurality of encapsulating media. To simplify the presentation, the housings 32 are shown as separate housings in a protective material or encapsulation material 33, the total amount of which is preferably formed. Preferably, the housing 32 is generally spherical in shape, and the liquid crystal 30 is a nematic or functionally nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy. However, the principles of the invention apply even if the housing 32 is non-spherical in shape, as long as such shape provides the desired optical and electrical properties that work satisfactorily with properties of the liquid crystal material 30, such as refractive index, and allows a sufficient portion of the electric field to act across the liquid crystal. 30 itself in order to obtain the desired ordered or parallel alignment of the liquid crystal when it is desired in the field space. The shape should also tend to distort the liquid crystal material when in a fieldless or randomly aligned state. A particular advantage of the preferred spherical shape of the housing 32 is the distortion it causes in the liquid crystal 30 when in the fieldless state. This distortion is due, at least in part, to the relative sizes of the housings and the slope of the liquid crystal, which should preferably be approximately the same or at least of the same order of magnitude. In addition, the nematic liquid crystal material has liquid-like properties that facilitate its adaptation or distortion to the shape of the housing wall in the absence of an electric field. On the other hand, when the electric field acts, such a nematic material changes to a relatively easily ordered alignment with respect to such a field.

Muuntyyppistä nestekidemateriaalia kuin nemaattista tai erityyppisiä nestekidemateriaalien ja/tai muiden lisäaineiden yhdistelmiä voidaan käyttää yhdessä suositun nestekidemateriaa-lin kanssa tai sen sijasta niin kauan kuin koteloitu nestekide on toiminnallisesti nemaattinen. Kolesteeriset ja smektiset nestekidemateriaalit ovat tavallisesti kokonaismagnetoitavia.A type of liquid crystal material other than nematic or different types of combinations of liquid crystal materials and / or other additives may be used in conjunction with or instead of the popular liquid crystal material as long as the encapsulated liquid crystal is functionally nematic. Cholesteric and smectic liquid crystal materials are usually total magnetizable.

On vaikeampaa rikkoa niiden kokonaisrakennetta kotelon seinän muotoon ja kotelon energiatarkasteluihin mukautumista varten.It is more difficult to break their overall structure to accommodate the shape of the housing wall and the energy considerations of the housing.

Viitaten kuvioihin 2 ja 3, esitetään kaavamainen kuvaus yksittäisestä, nestekiteen 30 sisältävästä, kotelosta vastaavasti kentättömässä tilassa ja kenttätilassa. Koteloissa 32 on yleisesti sileä kaareva sisäseinäpinta 50, joka muodostaa rajan tilalle 31. Seinäpinnan 50 ja koko kotelon 32 varsinaiset mittaparametrit liittyvät kotelossa olevaan nestekiteen 30 määrään ja mahdollisesti siinä olevan yksittäisen nestekide- 19 89311 materiaalin muihin ominaisuuksiin. Lisäksi kohdistaa kotelo 32 voiman nestekiteisiin 30 pyrkien paineistamaan tilan 31 tai ainakin pitämään paineen siinä olennaisesti vakiona. Seurauksena edellisestä, ja johtuen nestekiteen pintaa kostuttavasta luonteesta, vääristyvät nestekiteet, jotka tavallisesti vapaassa tilassa pyrkisivät olemaan yhdensuuntaisia, vaikka ehkä satunnaisesti jakautuneita, käyräksi suunnassa, joka on yleisesti sisäseinäpinnan 50 suhteellisen läheisen osan kanssa yhdensuuntainen. Johtuen sellaisesta vääristymästä varastoiva' nestekiteet kimmoenergiaa. Kuvauksen yksinkertaistamiseksi esitetään lähimpänä sisäseinän pintaa 50 nestekidemolekyylikerros 51, jonka suuntaa edustavat vastaavat katkoviivat 52. Neste-kidemolekyylien 52 suunta on vääntynyt kaareksi, joka on yhdensuuntainen seinäpinnan 50 läheisen alueen kanssa. Viitenumero 53 esittää kotelossa olevien, poispäin rajakerroksesta 52 olevien, suuntakuviota. Nestekidemolekyylien suunta esitetään kerroksittain, mutta on selvää, että itse molekyylit eivät rajoitu sellaisiin kerroksiin. Sen vuoksi määrää seinällä olevan rakenteen 52 organisaatio ennalta yksittäisessä kotelossa olevan organisaation, joka on pysyvä, jos siihen eivät vaikuta ulkopuoliset voimat, esimerkiksi sähkökenttä. Kun sähkökenttä poistetaan, palautuu suuntaus alkuperäiseen, joka esitetään kuviossa 2.Referring to Figures 2 and 3, there is shown a schematic illustration of a single housing containing a liquid crystal 30 in a fieldless state and a field state, respectively. The housings 32 have a generally smooth curved inner wall surface 50 which forms a boundary in place of 31. The actual measurement parameters of the wall surface 50 and the entire housing 32 relate to the amount of liquid crystal 30 in the housing and possibly other properties of the individual liquid crystal material therein. In addition, the housing 32 applies a force to the liquid crystals 30 in an effort to pressurize the space 31, or at least to keep the pressure therein substantially constant. As a result of the former, and due to the wetting nature of the liquid crystal surface, the liquid crystals, which would normally tend to be parallel in the free state, although perhaps randomly distributed, curve in a direction generally parallel to the relatively close portion of the inner wall surface 50. Due to such distortion storing 'liquid crystals' elastic energy. To simplify the description, a liquid crystal molecular layer 51 is shown closest to the inner wall surface 50, the direction of which is represented by corresponding dashed lines 52. The direction of the liquid crystal molecules 52 is distorted into an arc parallel to the region near the wall surface 50. Reference numeral 53 shows a directional pattern of those in the housing away from the boundary layer 52. The direction of the liquid crystal molecules is shown layer by layer, but it is clear that the molecules themselves are not limited to such layers. Therefore, the organization of the wall structure 52 predetermines the organization in a single housing that is permanent if not affected by external forces, such as an electric field. When the electric field is removed, the trend returns to the original, shown in Figure 2.

Nemaattistyyppinen materiaali asettuu tavallisesti yhdensuuntaiseen muotoon ja on tavallisesti herkkä optiselle polarointi-suunnalle. Koska kuitenkin koteloidussa nestekiteessä 11 oleva materiaali 52 on vääristynyt tai pakotettu kaarevaan muotoon kotelon 32 kaikissa kolmessa ulottuvuudessa, omaksuu sellainen, sellaisessa kotelossa oleva, nemaattinen nestekide-materiaali parantuneen ominaisuuden ollessaan tunnoton tulevan valon optisen polaroinnin suunnalle. Nyt on lisäksi todettu, että kun kotelossa 32 olevaan nestekidemateriaaliin 30 on liuotettu pleokroista väriainetta, jonka normaalisti voisi myös odottaa olevan herkkä optiselle polaroinnille, ei enää ole sitä, koska väriaine pyrkii seuraamaan erillisten nestekidemolekyylien 52 kaarevaa suuntautumista tai vääristymistä.The nematic-type material usually settles in a parallel shape and is usually sensitive to the optical polarization direction. However, since the material 52 in the encapsulated liquid crystal 11 is distorted or forced into a curved shape in all three dimensions of the housing 32, such a nematic liquid crystal material in such a housing assumes an improved property while being insensitive to the optical polarization of incoming light. It has now further been found that when a pleochro dye, which would normally also be expected to be sensitive to optical polarization, is dissolved in the liquid crystal material 30 in the housing 32, it is no longer present because the dye tends to follow the curved orientation or distortion of the individual liquid crystal molecules 52.

20 «931120 «9311

Johtuen nestekiteen kyvyttömyydestä kohdistua yhdenmukaisesti seinän 50 suunnassa ja kimmoenergian minimitarpeesta on kotelossa 32 olevassa nestekiteen 30 yleisesti pallon muotoisessa suuntauksessa epäjatkuvuuskohta 55. Sellainen epäjatkuvuus-kohta on kolmiulotteinen ja se on hyödyllinen vääristettäessä edelleen nestekidettä 30, jotta mahdollisuus, että nestekide olisi herkkä tulevan valon optisen polaroinnin suunnalle, vähenisi. Epäjatkuvuusulkonema 55 pyrkisi aiheuttamaan hajontaa ja absorptiota kotelossa, ja nestekidemolekyylien tangentiaalinen ja rinnakkainen kohdistus koteloiden sisäseinäpinnan 50 joidenkin osien suhteen aiheuttavat molemmat hajontaa ja absorptiota kotelossa 32. Kun esimerkiksi sähkökenttä kytketään, kuten kuviossa 3 esitetään, ei epäjatkuvuuskohtaa enää ole, niin että sellaisella epäjatkuvuuskohdalla on minimivaikutus optiseen läpäisevyyteen, kun koteloitu nestekide 11 on kenttä-tai kohdistetussa tilassa.Due to the inability of the liquid crystal to align uniformly in the direction of the wall 50 and the minimum elastic energy requirement, there is a discontinuity 55 in the generally spherical orientation of the liquid crystal 30 in the housing 32. Such a discontinuity is three dimensional and useful in further distorting the liquid crystal direction, would decrease. The discontinuity protrusion 55 would tend to cause scattering and absorption in the housing, and tangential and parallel alignment of the liquid crystal molecules with respect to some portions of the housing inner wall surface 50 both cause scattering and absorption in the housing 32. When, for example, optical transmittance when the encapsulated liquid crystal 11 is in a field or focused state.

Vaikka edellä oleva tarkastelu on perustunut nestekidemateriaa-lin homogeeniseen suuntautumiseen (yhdensuuntainen kotelon seinään nähden), ei se ole keksinnön edellytyksenä. Ainoa vaatimus on,että seinän ja nestekiteen välinen vaikutus saa aikaan nestekiteessä lähellä seinää suuntautumisen, joka on yleisesti yhdenmukainen ja kappaleittain jatkuva, niin että nestekide-materiaalin keskimääräinen avaruussuuntautuminen poikki kotelon tilavuuden on voimakkaasti kaareva ja että nestekiderakenteen suuntauksessa ei ole rinnakkaissuuntaa, kun sähkökentän vaikutus on poissa. Juuri tämä voimakkaasti kaareva suuntaus aiheuttaa tunnottomuuden hajonnalle ja polaroinnille, mikä on tämän keksinnön piirre.Although the above discussion is based on the homogeneous orientation of the liquid crystal material (parallel to the housing wall), it is not a prerequisite for the invention. The only requirement is that the action between the wall and the liquid crystal provides a generally uniform and continuous continuous orientation in the liquid crystal near the wall, so that the average spatial orientation of the liquid crystal material across the housing volume is strongly curved and the liquid crystal structure has no parallel direction when the electric field Absent. It is this strongly curved tendency that causes numbness and polarization, which is a feature of the present invention.

Kenttätilassa tai missä tahansa muussa tilassa, joka saa neste-kiteen olemaan järjestyneessä tai yhdensuuntaisessa kohdistuksessa, kuten kuviossa 3 esitetään, läpäisee koteloitu nestekide 11 olennaisesti kaiken siihen tulevan valon ja pyrkii olemaan näkymätön kannatusaineessa 12. Toisaalta absorboituu osa tulevasta valosta, mutta osa siitä pyrkii myös hajoamaan 21 69311 isotrooppisesti kannatusaineeseen 12 keritättömässä tilassa, kun nestekide on vääristyneest.i kohdistunut, mitä joskus kutsutaan satunnaiseksi kohdistumiseksi, kuten esimerkiksi kuviossa 2 esitetään. Käyttämällä sisäistä kokonaisheijastusta voidaan sellainen isotrooppisesti hajonnut valo suunnata uudelleen koteloituun nestekiteeseen kirkastaen sitä siten ja pyrkien saamaan sen näyttämään valkoiselta katselijalle tai katselulaitteelle.In a field state or any other state that causes the liquid crystal to be in an ordered or parallel alignment, as shown in Figure 3, the encapsulated liquid crystal 11 transmits substantially all of its incoming light and tends to be invisible in the support 12. On the other hand, some incoming light is absorbed disintegrate 21,693,11 isotropically into the support 12 in an uncoated state when the liquid crystal is distorted, sometimes referred to as random alignment, as shown in Figure 2, for example. By using internal total reflection, such isotropically scattered light can be redirected to the encapsulated liquid crystal, thus brightening it and tending to make it appear white to the viewer or viewing device.

Kotelointimateriaalin 32 valontaitekerroin ja nestekiteen tavallinen valontaitekerroin pitäisi sovittaa yhteen mahdollisimman hyvin kun ollaan kenttätilassa tai nestekide on järjestäytyneesti suuntautunut, jotta vältettäisiin optinen vääristyminen , joka johtuu tulevan valon taittumisesta sen kulkiessa läpi. Kuitenkin, kun nestekidemateriaali on kohdistunut vääristyneestä tai satunnaisesti, so. kenttää ei ole, on valontaittokertoi-missa eroa nestekiteen 30 rajan ja kotelon 32 seinän kohdalla, niin että nestekiteen erikoinen valontaittokerroin on suurempi kuin kotelointiaineen valontaittokerroin. Tämä aiheuttaa valon taittumista nestekidemateriaalin ja suoja- tai kotelointiaineen tuossa jakopinnassa tai rajassa, ja siten lisää hajontaa. Valo, joka siten edelleen hajaantuu, heijastuu sisäisesti nestekiteen ulkonäön kirkastamiseksi lisää. Sellaista erilaisten valontaitekertoimien ilmenemistä kutsutaan kahtaistaittei-suudeksi. Kahtaistaitteisuuden periaatteita selitetään Searsin julkaisussa "Optics" ja Hartshornen ja Stewartin julkaisussa "Crystals and the Polarizing Microscope", joiden asiaankuuluvat esitykset on liitetty tähän viitteenä. Koteloin-ti- tai suoja-aineen 32 ja kannatusaineen 12 valontaittokertoi-met. ovat mieluummin samat, jotta ne käyttäytyisivät optisesti kuin sama materiaali, niin että vältetään optinen lisäjakopinta.The refractive index of the housing material 32 and the ordinary refractive index of the liquid crystal should be matched as well as possible when in the field or the liquid crystal is in an orderly orientation to avoid optical distortion due to refraction of incoming light as it passes through. However, when the liquid crystal material is distorted or randomly exposed, i. there is no field, there is a difference in the refractive indices at the boundary of the liquid crystal 30 and the wall of the housing 32, so that the specific refractive index of the liquid crystal is higher than the refractive index of the encapsulant. This causes refraction of light at that interface or boundary between the liquid crystal material and the protective or encapsulating agent, and thus increases scattering. The light, thus further scattered, is reflected internally to further brighten the appearance of the liquid crystal. Such manifestation of different refractive indices is called birefringence. The principles of birefringence are explained in Sears' "Optics" and Hartshorne and Stewart's "Crystals and the Polarizing Microscope," the relevant representations of which are incorporated herein by reference. Refractive indices of the encapsulant or protective agent 32 and the support agent 12. are preferably the same so that they behave optically as the same material, so as to avoid an additional optical interface.

Niin kauan kuin nestekidemateriaalin tavallinen valontaittokerroin on lähempänä niinsanotun kotelointiaineen valontaitto-kerrointa kuin erikoinen valontaittokerroin, tapahtuu hajonnassa muutos siirryttäessä kenttätilasta kentättömään tilaan ja 22 5931 1 kääntäen. Seurauksena on maksimikontrasti, kun tavallinen valontaittokerroin sopii väliaineen valontaittokertoimeen. Kertoimien yhteensopimisen läheisyys riippuu laitteen halutusta kontrasti- ja läpäisevyysasteesta, mutta kiteen tavallinen valontaittokerroin ja väliaineen kerroin eroavat mieluummin enintään 0,1, mieluummin 0,03, mieluimmin 0,01, erityisesti 0,001. Sallittu ero riippuu kotelon koosta.As long as the ordinary refractive index of the liquid crystal material is closer to the refractive index of the so-called encapsulant than the special refractive index, there is a change in scattering when moving from the field state to the field state and vice versa. The result is maximum contrast when the standard refractive index matches the refractive index of the medium. The proximity of the coefficients to match depends on the desired degree of contrast and transmittance of the device, but the standard refractive index of the crystal and the coefficient of the medium preferably differ by no more than 0.1, more preferably 0.03, more preferably 0.01, especially 0.001. The allowable difference depends on the size of the housing.

Kuviossa 3 esitetty sähkökenttä kohdistetaan toivottavasti suurimpaan osaan kotelossa 32 olevaa nestekidettä, sen sijaan että se hajotetaan tai lasketaan olennaisesti kotelointima-teriaaliin. Jännitehäviön ei tulisi olla huomattava poikki tai läpi materiaalin, josta kotelon 32 seinä 54 on muodostettu, vaan jännitehäviön tulisi sen sijaan tapahtua kotelon 32 tilassa 31 olevan nestekiteen 30 poikki.The electric field shown in Figure 3 is desirably applied to most of the liquid crystal in the housing 32, rather than being disintegrated or substantially lowered into the housing material. The voltage drop should not be significant across or through the material from which the wall 54 of the housing 32 is formed, but should instead occur across the liquid crystal 30 in the space 31 of the housing 32.

Kotelointiaineen sähköisen impedanssin tulisi mieluummin olla itse asiassa niin suuri suhteessa koteloidussa nestekiteessä 11 olevan nestekiteen sähköiseen impedanssiin, että oikosulku ei tapahdu yksinomaan seinän 54 läpi, esimerkiksi pisteestä A vain seinän kautta pisteeseen B, nestekiteen ohittaen. Sen vuoksi tulee esimerkiksi tehollisen impedanssin vain seinän 54 läpi tai kautta pisteestä A pisteeseen B kulkevaan indusoituun tai siirrosvirtaan olla suuremman kuin impedanssi, joka kohdattaisiin radalla pisteestä A sisäseinäpinnan 50 sisäpuolella olevaan pisteeseen A', nestekidemateriaalin 30 kautta, vielä tilassa 31 olevaan, pisteeseen B' ja lopuksi jälleen pisteeseen B. Tämä ehto varmistaa, että pisteen A ja pisteen B välillä on potentiaaliero. Sellaisen potentiaalieron tulisi olla riittävän suuren, jotta nestekidemateriaalin poikki syntyy sähkökenttä, joka pyrkii kohdistamaan tämän. On selvää, että johtuen geometrisista tarkasteluista, nimittäin esimerkiksi vain seinän kautta pisteestä A pisteeseen B, voidaan sellainen ehto täyttää, vaikka seinämateriaalin todellinen impedanssi on pienempi kuin seinän sisäpuolella olevan nestekidemateriaalin todellinen impedanssi.The electrical impedance of the encapsulant should preferably be so high in relation to the electrical impedance of the liquid crystal in the encapsulated liquid crystal 11 that the short circuit does not occur exclusively through the wall 54, for example from point A only through the wall to point B, bypassing the liquid crystal. Therefore, for example, the effective impedance for the induced or offset current flowing only through or through wall 54 from point A to point B must be greater than the impedance encountered on the track from point A to point A 'inside the inner wall surface 50, through liquid crystal material 30, to point B' still in state 31. and finally again to point B. This condition ensures that there is a potential difference between point A and point B. Such a potential difference should be large enough to generate an electric field across the liquid crystal material that tends to align this. It is clear that due to geometrical considerations, namely only through the wall from point A to point B, such a condition can be met even if the actual impedance of the wall material is lower than the actual impedance of the liquid crystal material inside the wall.

23 0 93ΊΊ23 0 93ΊΊ

Sen materiaalin dielektrisyysvakioiden (kertoimien) josta kote-lointiaine on tehty ja josta nestekidemateriaali on muodostettu, sekä kotelon seinän 54 tehollisen kapasitanssiarvon, erityisesti säteen suunnassa ja sen nestekiteen tehollisen kapasitanssiarvon, jonka poikki sähkökenttä E kulkee, tulisi kaikkien olla sellaisessa suhteessa, että kotelon 32 seinä 54 ei huomattavasti vähennä sähkökentän voimakkuutta. Ihannetapauksessa tulisi koteloidun nestekerrosmateriaalin koko kerroksen 61 (kuvio 4) olla olennaisesti sama kenttätilaa varten.The dielectric constants (coefficients) of the material from which the encapsulant is made and from which the liquid crystal material is formed, and the effective capacitance value of the housing wall 54, especially in the radial direction and the effective capacitance value of the liquid crystal through which the electric field E passes 32 54 does not significantly reduce the strength of the electric field. Ideally, the entire layer 61 of the encapsulated liquid layer material (Figure 4) should be substantially the same for the field space.

Nestekidemateriaalin 30 dielektrisyysvakion arvo on anisotroop-pinen. Seinän 54 dielektrisyysvakio (kerroin) on mieluummin vähintään yhtä suuri kuin anisotrooppisen nestekidemateriaalin dielektrisyysvakio (kerroin), jotta yllä mainitut ehdot optimi-toimintaa varten olisi helpompi täyttää. On toivottavaa, että positiivinen dielektrinen anisotropia olisi suhteellisen suuri, jotta jännitevaatimukset sähkökenttää E varten olisivat pienemmät. Eron nestekiteen dielektrisyysvakion (kertoimen), sähkökentän ollessa kytketty irti, jonka tulisi olla melko pienen, ja nestekiteen dielektrisyysvakion (kertoimen), sen ollessa sähkökentän vaikutuksesta kohdistettu, jonka tulisi olla suhteellisen suuren, välisen eron tulisi olla mahdollisimman suuren. On erityisesti pantava merkille, että dielektrisyysarvojen ja käytetyn sähkökentän kriittisen suhteen tulee olla sellaisen, että kotelossa tai koteloissa olevan nestekidemateriaalin poikki suunnattu kenttä riittää kohdistamaan nestekiderakenteen kentän suhteen. Yleisesti käytettyjen nestekiteiden pienemmät di-elektrisyysarvot vaihtelevat niinkin pienistä kuin noin 3,5 niinkin suuriin kuin noin 8.The value of the dielectric constant of the liquid crystal material 30 is anisotropic. The dielectric constant (coefficient) of the wall 54 is preferably at least equal to the dielectric constant (coefficient) of the anisotropic liquid crystal material to make it easier to meet the above conditions for optimum operation. It is desirable that the positive dielectric anisotropy be relatively large in order to have lower voltage requirements for the electric field E. The difference between the liquid crystal dielectric constant (coefficient) when the electric field is disconnected, which should be quite small, and the liquid crystal dielectric constant (coefficient) when it is subjected to the electric field, which should be relatively large, should be as large as possible. In particular, it should be noted that the critical relationship between the dielectric values and the electric field used should be such that the field directed across the liquid crystal material in the housing or housings is sufficient to align the liquid crystal structure with respect to the field. Commonly used liquid crystals have lower di-electrical values ranging from as low as about 3.5 to as high as about 8.

Koteloiden 32 koot voivat vaihdella. Mitä pienempi koko kuitenkin on, sitä suuremmat ovat sähkökentälle asetetut vaatimukset kotelossa olevan nestekiteen kohdistamiseksi. Koteloiden koko-parametrien tulisi kuitenkin olla yhdenmukaiset, niin että optiset ja sähköiset ominaisuudet laitteessa, kuten näytössä, jossa käytetään koteloitua nestekidettä, ovat olennaisesti yhdenmukaiset. Lisäksi tulisi koteloiden 32 halkaisija olla 24 c 9 31 1 ainakin 1 mikroni, niin että näkyvät tulevan valonsäteen suhteen erillisinä koteloina, koska tuloksena pienemmästä halkaisijasta olisi, että valonsäde "näkisi" ne jatkuvana homogeenisena kerroksena, eikä sille tapahtuisi vaadittua isotrooppista hajaantumista.The sizes of the housings 32 may vary. However, the smaller the size, the higher the electric field requirements for aligning the liquid crystal in the housing. However, the size parameters of the housings should be uniform so that the optical and electrical properties of a device such as a monitor using an encapsulated liquid crystal are substantially uniform. In addition, the housings 32 should have a diameter of at least 1 micron so that they are visible as separate housings with respect to the incoming light beam, as the smaller diameter would result in the light beam "seeing" them as a continuous homogeneous layer without the required isotropic scattering.

Keksinnön parhaan käytännön mukainen suosittu nestekidemateriaa-li on nemaattinen materiaali NM-8250, esteri, jota myy American Liquid Xtal Chemical Corp., Kent, Ohio, USA. Muita esimerkkejä voivat olla esteriyhdistelmät, difenyyli ja/tai difenyyli-yhdistelmät ja vastaavat.A preferred liquid crystal material according to the best practice of the invention is the nematic material NM-8250, an ester sold by American Liquid Xtal Chemical Corp., Kent, Ohio, USA. Other examples may be ester combinations, diphenyl and / or diphenyl combinations and the like.

Useat muuntyyppiset nestekidemateriaalit, jotka ovat keksinnön mukaan käyttökelpoisia, käsittävät seuraavat neljä esimerkkiä, joista kukin on valmistusohje nestekidemateriaaleja varten. Niinkutsutussa 10 % materiaalissa on noin 10% 4-syanosubsti-tuoituja materiaaleja, 20 % materiaalissa on 20 % 4-syanosubsti-tuoituja materiaaleja jne.Several other types of liquid crystal materials useful in the present invention include the following four examples, each of which is a manufacturing instruction for liquid crystal materials. The so-called 10% material has about 10% 4-cyano-substituted materials, 20% the material has 20% 4-cyano-substituted materials, and so on.

10%-materiaali10% Material

Pentyylifenyylimetoksibentsoaatti 54 gPentylphenylmethoxybenzoate 54 g

Pentyylifenyylipentyylioksibentsoaatti 36 gPentylphenylpentyloxybenzoate 36 g

Syanofenyylipentyylibentsoaatti 2,6 gCyanophenyl pentyl benzoate 2.6 g

Syanofenyyliheptyylibentsoaatti 3,9 gCyanophenylheptyl benzoate 3.9 g

Syanofenyylipentyylioksibentsoaatti 1,2 gCyanophenylpentyloxybenzoate 1.2 g

Syanofenyyliheptyylioksibentsoaatti 1,1 gCyanophenylheptyloxybenzoate 1.1 g

Syanofenyylioktyylioksibentsoaatti 9,94 gCyanophenyloctyloxybenzoate 9.94 g

Syanofenyylimetoksibentsoaatti 0,35 g 20 % materiaaliCyanophenylmethoxybenzoate 0.35 g 20% material

Pentyylifenyylimetoksibentsoaatti 48 gPentylphenylmethoxybenzoate 48 g

Pentyylifenyylipentyylioksibentsoaatti 32 gPentylphenylpentyloxybenzoate 32 g

Syanofenyylipentyylibentsoaatti 5,17 gCyanophenyl pentyl benzoate 5.17 g

Syanofenyyliheptyylibentsoaatti 7,75 gCyanophenylheptyl benzoate 7.75 g

Syanofenyylipentyylioksibentsoaatti 2,35 gCyanophenylpentyloxybenzoate 2.35 g

Syanofenyyliheptyylioksibentsoaatti 2,12 gCyanophenylheptyloxybenzoate 2.12 g

Syanofenyylioktyylioksibentsoaatti 1,88 gCyanophenyloctyloxybenzoate 1.88 g

Syanofenyylimetoksibentsoaatti 0,705 g 25 8931 1 40 % materiaaliCyanophenylmethoxybenzoate 0.705 g 25 8931 1 40% material

Pentyylifenyylimetoksibentsoaatti 36 gPentylphenylmethoxybenzoate 36 g

Pentyylifenyylipentyylioksibentsoaatti 24 gPentylphenylpentyloxybenzoate 24 g

Syanofenyylipentyylibentsoaatti 10,35 gCyanophenyl pentyl benzoate 10.35 g

Syanofenyyliheptyylibentsoaatti 15,52 gCyanophenylheptyl benzoate 15.52 g

Syanofenyylipentyylioksibentsoaatti 4,7 gCyanophenylpentyloxybenzoate 4.7 g

Syanofenyyliheptyylioksibentsoaatti 4,23 gCyanophenylheptyloxybenzoate 4.23 g

Syanofenyylioktyylioksibentsoaatti 3,76 gCyanophenyloctyloxybenzoate 3.76 g

Syanofenyylimetoksibentsoaatti 1,41 gCyanophenylmethoxybenzoate 1.41 g

40 % MOD40% MOD

Pentyylifenyylimetoksibentsoaatti 36 gPentylphenylmethoxybenzoate 36 g

Pentyylifenyylipentyylioksibentsoaatti 24 gPentylphenylpentyloxybenzoate 24 g

Syanofenyylipentyylibentsoaatti 16 gCyanophenyl pentyl benzoate 16 g

Syanofenyyliheptyylibentsoaatti 24 gCyanophenylheptyl benzoate 24 g

Kotelot 32 muodostavan kotelointiaineen tulisi olla sen tyyppis tä, että sillä ja nestekidemateriaalilla ei ole olennaista vaikutusta toisiinsa. Kotelointiaineena voidaan käyttää eri hartseja ja/tai polymeerejä. Eräs suosittu kotelointiaine on polyvinyylialkoholi (PVA), jolla on hyvä, suhteellisen suuri, dielektrisyysvakio sekä valontaitekerroin, joka sopii suhteellisen läheisesti yhteen suositun nestekidemateriaalin valontaite-kertoimen kanssa. Esimerkki suositusta PVA:sta on noin 84-prosenttisesti hydrolysoitua hartsia, jonka molekyylipaino on ainakin noin 1000. Monsanto Companyn nimellä Gelvatol 20/30 valmistaman PVA:n käyttö edustaa keksinnön parasta käytäntöä.The encapsulant forming the housings 32 should be of such a type that it and the liquid crystal material do not have a substantial effect on each other. Various resins and / or polymers can be used as the encapsulant. One popular encapsulant is polyvinyl alcohol (PVA), which has a good, relatively high, dielectric constant and a refractive index that is relatively closely matched to the refractive index of a popular liquid crystal material. An example of a preferred PVA is about 84% hydrolyzed resin having a molecular weight of at least about 1000. The use of PVA manufactured by Monsanto Company under the name Gelvatol 20/30 represents best practice of the invention.

Menetelmä emulgoitujen tai koteloitujen nestekiteiden valmistamiseksi saattaa käsittää suoja- tai kotelointiaineen, nestekidemateriaalin ja ehkä jonkin kantoaineen, kuten veden, sekoittamisen toisiinsa. Sekoitus voi tapahtua useissa erilaisissa sekoituslaitteissa, kuten sekoitushanassa, kolloidimyllyssä, joka on suosituin, tai vastaavissa. Sellaisen sekoituksen aikana muodostuu aineosista emulsio, joka sen jälkeen voidaan kuivata poistamalla kantoaine, kuten vesi, ja kovettamalla tyydyttävästi koteloimisaine, kuten PVA. Vaikka siten valmis- as 69311 tettujen kaikkien koteloitujen nestekiteiden 11 kotelo ei ehkä olekaan täydellinen pallo, on kukin kotelo muodoltaan olennaisesti pallo, koska pallo on emulsion yksittäisten pikkupisa-roiden, pallosten ja koteloiden alhaisin vapaan energian tila, sekä alunperin muodostettaessa että kuivaamisen tai kovettamisen jälkeen.The method of making emulsified or encapsulated liquid crystals may comprise mixing a protective or encapsulating agent, a liquid crystal material, and perhaps a carrier such as water. The mixing can take place in several different mixing devices, such as a mixing tap, a colloid mill, which is the most popular, or the like. During such mixing, the ingredients form an emulsion which can then be dried by removing a carrier such as water and satisfactorily curing the encapsulant such as PVA. Although the housing of all the encapsulated liquid crystals 11 thus prepared may not be a complete ball, each housing is substantially spherical in shape because the ball is the lowest free energy state of the individual droplets, spheres, and housings of the emulsion, both initially formed and after drying or curing. .

Kotelon koon (halkaisijan) tulisi emulsiossa olla yhdenmukainen, jotta toiminta olisi yhdenmukaista, mitä tulee vaikutukseen tulevaan valoon ja reaktioon sähkökentän suhteen. Kotelon esimerkillinen koko voi olla noin 0,3-100 mikronia, mieluummin 0,3-30 mikronia, erityisesti 3-15 mikronia, esimerkiksi 5-15 mikronia.The size (diameter) of the housing in the emulsion should be uniform so that the operation is uniform in terms of the effect on the incoming light and the reaction with respect to the electric field. An exemplary housing size may be about 0.3 to 100 microns, preferably 0.3 to 30 microns, especially 3 to 15 microns, for example 5 to 15 microns.

Kannatusaineen 12, joka voi olla samaa tai samanlaista materiaalia kuin kotelointi- tai suoja-aine, valmistamiseen voidaan käyttää erilaisia menetelmiä. Alakannatusaine 12b voidaan esimerkiksi valmistaa valamalla. Elektrodi 13 ja nestekide-materiaali voidaan kiinnittää tuon aineen 12b kannatettavaksi. Elektrodi 14 voidaan kiinnittää esimerkiksi painamalla. Sen jälkeen voidaan kannatusaineen yläosa 12a valaa paikalleen koteloidun nestekidemateriaalin ja elektrodien koteloimisen saattamiseksi päätökseen. Vaihtoehtoisesti voivat kannatusaineosat 12a, 12b olla olennaisesti läpinäkyvää muovinkaltaista kalvoa tai lasilevyä, kuten esimerkiksi selitetään esimerkissä 1.Various methods can be used to prepare the support material 12, which may be the same or a similar material as the encapsulating or protective material. For example, the lower support 12b can be prepared by casting. The electrode 13 and the liquid crystal material can be attached to support that material 12b. The electrode 14 can be attached, for example, by pressing. The top 12a of the support can then be molded in place to complete the encapsulation of the encapsulated liquid crystal material and electrodes. Alternatively, the support components 12a, 12b may be a substantially transparent plastic-like film or glass sheet, as described, for example, in Example 1.

Jos heijastusaine 18 on kiinteätä, voidaan se kiinnittää kanna-tusaineosaan 12b myös valamalla ja alapinnoite 21, joka on tummaa tai värillistä valoa absorboivaa materiaalia, voidaan kiinnittää heijastusaineen 18 takapintaan, so. pintaan, joka on etäällä sen ja kannatusaineen alaosan 12b välisestä rajapinnasta. Vaihtoehtoisesti voi heijastusaine olla kannatusaine-osan 12b ja absorboijan 21 välinen ilma- tai muu virtaava väli-ainerako tai viritetty dielektrinen kerros voidaan kiinnittää normaalilla höyrystystekniikalla suoraan kannatusaineen alaosan 12b pohjapintaan heijastusaineen 18 sijaan, kuten tuonnempana tullaan selittämään.If the reflective material 18 is solid, it can also be attached to the support member 12b by casting, and the lower coating 21, which is a dark or colored light absorbing material, can be attached to the back surface of the reflective material 18, i. to a surface remote from the interface between it and the lower portion 12b of the support. Alternatively, the reflector may be an air or other flowing medium gap between the support member 12b and the absorber 21, or the tuned dielectric layer may be attached by a standard evaporation technique directly to the bottom surface of the support member 12b instead of the reflector 18, as will be explained below.

27 8931 127 8931 1

Seuraavassa on useita esimerkkejä materiaaleista ja menetelmistä tämän keksinnön mukaisten nestekidenäyttölaitteiden valmistamiseksi sekä niiden toiminnallisista ominaisuuksista.The following are several examples of materials and methods for making the liquid crystal display devices of the present invention, as well as their functional properties.

Esimerkki 1Example 1

Esimerkki isotrooppisesti hajottavasta materiaalista valmistettiin sekoittamalla noin 2 g nemaattista nestekidettä 8250 (eräs American Liquid Xtal:in esteri) noin 4 grammaan 20-prosenttista Airco 405-polyvinyylialkoholiliuosta (liuoksen loppu 80 % oli vettä). Materiaali sekoitettiin pienessä homogenoi jassa emulsioksi. Käyttämällä kaavinta noin 0,127 mm:n asetuksella levitettiin emulsio Intrex-materiaalista tehdylle elektrodille, joka jo oli paikallaan noin 0,127 mm:n paksuisella polyesterikalvoalustalla. Sellainen kalvo tunnetaan nimellä Mylar. Toinen arkki sellaista kalvoa sellaisine elektrodeineen sijoitettiin koteloidulle nestekidekerrokselle, niin että tämä jäi molempien elektrodien ja kalvojen väliin. Yksittäisten koteloitujen, toiminnallisesti nemaattisten, nestekidekoteloiden tai osasten halkaisija oli noin 4-5 mikronia ja koteloidusta nestekidemateriaalista muodostuneen kerroksen kokonaispaksuus oli noin 20-30 mikronia.An example of an isotropically degradable material was prepared by mixing about 2 g of nematic liquid crystal 8250 (an ester of American Liquid Xtal) with about 4 grams of a 20% solution of Airco 405 polyvinyl alcohol (the remaining 80% of the solution was water). The material was mixed in a small homogenizer to form an emulsion. Using a scraper at a setting of about 0.127 mm, the emulsion was applied to an electrode made of Intrex material, which was already in place on a polyester film substrate about 0.127 mm thick. Such a film is known as Mylar. A second sheet of such a film with such electrodes was placed on the encapsulated liquid crystal layer so that this remained between both electrodes and the films. The individual encapsulated, functionally nematic, liquid crystal enclosures or particles had a diameter of about 4-5 microns and the total thickness of the layer of encapsulated liquid crystal material was about 20-30 microns.

Esimerkin 1 mukaan tehty laite koestettiin. Tulokseksi saatu materiaali hajotti valoa ollessaan tilassa, jossa sähkökenttä oli nolla (tämän jälkeen tilaa kutsutaan tavallisesti nolla-kenttä- tai kentättömäksi tilaksi). 10 voltin kentässä hajonta väheni ja 40 voltissa hajonta loppui kokonaan.The device made according to Example 1 was tested. The resulting material scattered light when in a state where the electric field was zero (hereinafter, the state is commonly referred to as a zero-field or non-field state). At 10 volts, the scatter was reduced and at 40 volts, the scatter was completely eliminated.

Vaikka tässä käytettiin homogenoijaa, voidaan muunkin tyyppisiä sekoitt.imia käyttää halutun sekoittamisen suorittamiseen.Although a homogenizer was used herein, other types of mixers can be used to perform the desired mixing.

Esimerkki 2Example 2

Esimerkki isotrooppisesti hajottavasta materiaalista valmistettiin sekoittamalla noin 2 g nemaattista nestekidettä noin 4 grammaan 22-prosenttista (78 % vettä) Gelvatol 20/30 (Monsanto) polyvinyylialkoholiliuosta. Materiaali sekoitettiin pienessä 28 6931 1 homogenoijassa pienellä leikkauksella emulsioksi. Emulsio levitettiin Intrex-kalvoelektrodille ja Mylar-kalvopolyesteri-alustalle, kuten esimerkissä 1, kaapimella, jonka asetus oli 0. 127 mm, ja kerrosrakenne tehtiin valmiiksi kuten esimerkissä 1. Nemaattisten koteloiden tai osasten halkaisija oli noin 3-4 mikronia ja koteloiduista nestekiteistä muodostuneen kerroksen paksuus oli noin 25 mikronia.An example of an isotropically degradable material was prepared by mixing about 2 g of a nematic liquid crystal with about 4 grams of a 22% (78% water) Gelvatol 20/30 (Monsanto) polyvinyl alcohol solution. The material was mixed in a small 28,631 L homogenizer with a small cut to an emulsion. The emulsion was applied to the Intrex film electrode and Mylar film polyester substrate as in Example 1 with a scraper set at 0.127 mm and the layer structure was completed as in Example 1. The diameter of the nematic housings or particles was about 3-4 microns and the layer of encapsulated liquid crystals the thickness was about 25 microns.

Esimerkin 2 mukaan tehty laite koestettiin. Tulokseksi saatu materiaali hajotti valoa kentättömässä tilassa. 10 voltin kentässä hajonta väheni ja 40 voltissa hajonta loppui kokonaan.The device made according to Example 2 was tested. The resulting material scattered light in the fieldless state. At 10 volts, the scatter was reduced and at 40 volts, the scatter was completely eliminated.

Esimerkki 3Example 3

Esimerkki isotrooppisesti hajottavasta materiaalista valmistettiin sekoittamalla noin 2 g nemaattista nestekidettä E-63 (eräs difenyyli, jota valmistaa British DrugHouse, Länsi-Saksalaisen E. Merckin tytäryhtiö) noin neljään grammaan 22-prosenttista Gelvatol 20/30 (Monsanto) polyvinyylialkoholi-liuosta. Materiaali sekoitettiin pienessä homogenoijassa pienellä leikkauksella emulsioksi. Emulsio levitettiin Intrex-kalvo-elektrodille ja Mylar-kalvo-polyesterialustalle kaapimella, jonka asetus oli 0,127 mm ja kerrosrakenne tehtiin valmiiksi kuten edellä. Koteloiduista nestekiteistä muodostuvan kerroksen paksuus oli noin 25 mikronia ja nemaattisten koteloiden tai osasten halkaisija oli noin 4-5 mikronia.An example of an isotropically degradable material was prepared by mixing about 2 g of nematic liquid crystal E-63 (a diphenyl manufactured by British DrugHouse, a subsidiary of West German E. Merck) with about four grams of a 22% solution of Gelvatol 20/30 (Monsanto) polyvinyl alcohol. The material was mixed in a small homogenizer with a small cut to an emulsion. The emulsion was applied to the Intrex film electrode and Mylar film-polyester substrate with a scraper set at 0.127 mm and the layer structure was completed as above. The layer of encapsulated liquid crystals had a thickness of about 25 microns and the diameter of the nematic enclosures or particles was about 4-5 microns.

Esimerkin 3 mukaan tehty laite koestettiin. Tulokseksi saatu materiaali hajotti valoa kentättömässä tilassa. 7 voltin kentässä hajonta väheni ja 35 voltissa hajonta loppui kokonaan.The device made according to Example 3 was tested. The resulting material scattered light in the fieldless state. In the 7-volt field, the scatter was reduced and at 35 volts the scatter was completely eliminated.

Esimerkki 4Example 4

Esimerkki isotrooppisesti hajottavasta materiaalista valmistettiin sekoittamalla noin 2 g nestekidettä 8250 noin neljään grammaan 22-prosenttista Gelvatol 20/30 polyvinyylialkoholi-liuosta. Materiaali sekoitettiin pienessä homogenoijassa pienellä leikkauksella emulsioksi. Emulsio levitettiin Intrex-kalvo-elektrodille ja Mylar-kalvo-polyesterialustalle kaapi- 29 o 9 31 1 mella, jonka asetus oli 0,127 mm, ja kerrosrakenne tehtiin valmiiksi kuten edellä. Koteloiduista nestekiteistä muodostuvan kerroksen paksuus oli noin 25 mikronia ja nemaattisten koteloiden tai osasten halkaisija oli noin 4-5 mm.An example of an isotropically degradable material was prepared by mixing about 2 g of liquid crystal 8250 with about four grams of a 22% solution of Gelvatol 20/30 polyvinyl alcohol. The material was mixed in a small homogenizer with a small cut to an emulsion. The emulsion was applied to an Intrex film electrode and a Mylar film-polyester substrate with a scraper set at 0.127 mm, and the layer structure was completed as above. The layer of encapsulated liquid crystals was about 25 microns thick and the diameter of the nematic enclosures or particles was about 4-5 mm.

Emulsion stabiilisuuden ja pinnoitteen tasaisuuden parantamiseksi lisättiin ennen sekoitusvaihetta 0,001 % ionoitumatonta pesuainetta GAF LO 630. Todettiin, että emulsion suorituskyvyn epästabiilisuus ja emulsion pinnoitus elektrodille ja poly-esterikalvoalustalle olivat parantuneet. Toiminnalliset tulokset olivat muutoin olennaisesti samanlaiset kuin edellä selitettiin esimerkin 1 yhteydessä.To improve the stability of the emulsion and the uniformity of the coating, 0.001% nonionic detergent GAF LO 630 was added before the mixing step. It was found that the instability of the emulsion performance and the coating of the emulsion on the electrode and the polyester film substrate were improved. The functional results were otherwise substantially similar to those described above in connection with Example 1.

Sen vuoksi on selvää, että keksinnön mukaan voidaan pesuainetta, mieluummin ionoitumatonta pesuainetta, tai vastaavaa sekoittaa koteloituun nestekidemateriaaliin ennen sen kerrostamista elektrodilla pinnoitetulle kalvolle, kuten juuri edellä selitettiin .Therefore, it is clear that according to the invention, a detergent, preferably a nonionic detergent, or the like can be mixed with the encapsulated liquid crystal material before being deposited on the electrode-coated film, as just described above.

Esimerkki 5Example 5

Noudatettiin esimerkin 1 vaiheita käyttäen samoja materiaaleja kuin esimerkissä 1 lukuunottamatta sitä, että Mylar-kalvo korvattiin 3,175 mm:n lasilevyllä. Toiminta oli olennaisesti sama kuin selitettiin esimerkin 1 yhteydessä.The steps of Example 1 were followed using the same materials as in Example 1 except that the Mylar film was replaced with a 3.175 mm glass plate. The operation was essentially the same as described in connection with Example 1.

Esimerkki 6Example 6

Tehtiin seos nemaatt.isesta nestekiteestä 8250 ja liuoksesta, jossa oli 15 % AN169 Gantrezria 85 prosentissa vettä. Sellainen Gantrez on poly(metyylivinyylieetterimaleiinianhydridi), polymaleiinihappotuote, jota tuottaa GAF Corporation. Seos käsitti 15 % nestekidettä ja 85 % Gantrezria suoja-aineena.A mixture of nematic liquid crystal 8250 and a solution of 15% AN169 Gantrezri in 85% water was made. Such Gantrez is a poly (methyl vinyl ether maleic anhydride), a polymaleic acid product produced by GAF Corporation. The mixture comprised 15% liquid crystal and 85% Gantrezri as a preservative.

Seos homogenoitiin pienellä leikkauksella emulsioksi, joka levitettiin elektrodille ja tukikalvolle, kuten edellä, ja tuki-kalvon paksuus oli noin 0,03 mm. Sen jälkeen kun emulsio oli kuivattu, reagoi tulokseksi saatu nestekide-emulsio sähkökenttään yleisesti kuten edellä, hajottaen kentättömässä tilassa, Q 3 1 1 30 w " ° * 1 alkaen vähentää hajotusta 7 voltin kynnyksen kohdalla ja kyllästyen noin 45 voltissa, jolloin olennaista hajontaa ei enää esiintynyt.The mixture was homogenized by small shear into an emulsion which was applied to an electrode and a support film as above, and the thickness of the support film was about 0.03 mm. After the emulsion was dried, the resulting liquid crystal emulsion generally reacted to an electric field as above, decomposing in the fieldless state, starting from Q 3 1 1 30 w "° * 1, reducing the scattering at the 7 volt threshold and saturating at about 45 volts, eliminating substantial scattering. occurred.

Eräs toinen esimerkki happotyvppisestä suoja-aineesta, joka on käyttökelpoinen keksinnössä, on carbopoli (B.F. Goodrich Chemical Companyn karboksipolymetyleenipolymeeri) tai poly-happo.Another example of an acid-base preservative useful in the invention is carbopol (a carboxypolymethylene polymer from B.F. Goodrich Chemical Company) or a poly acid.

Muut tyypit kannatusainetta 12, joita voidaan käyttää, käsittävät polyesterit ja polykarbonaatin, kuten Kodel-kalvon. Tedlar-kalvoa, joka on erittäin inerttinen, voidaan myös käyttää, jos elektrodin riittävä tartunta voidaan saada aikaan. Sellaisen aineen 12 tulisi mieluummin olla optisesti olennaisesti läpinäkyvää.Other types of carrier 12 that can be used include polyesters and polycarbonate such as Kodel film. A Tedlar film, which is highly inert, can also be used if adequate adhesion of the electrode can be achieved. Such a material 12 should preferably be optically substantially transparent.

Alla olevassa taulukossa I on luetteloitu useita erilaisia käyttökelpoisia polymeerisuoja-aineita. Taulukossa esitetään myös eri polymeerien useita ominaisuuksia.Table I below lists several different useful polymeric preservatives. The table also shows several properties of different polymers.

Taulukko ITable I

Suoja-aine ja Viskosi- Hydrolysointi- Molekyyli- Lämpötila & tuottaja_ teetti prosentti_ paino_ liuos-%_Preservative and Viscosity- Hydrolysis- Molecule- Temperature & Producer_take %_Weight_Solution -% _

20/30 4-6 CPS 88,7 - 85,5 10 000 4 % 20°C20/30 4-6 CPS 88.7 - 85.5 10,000 4% 20 ° C

GelvatolGelvatol

Monsanto Co.Monsanto Co.

40/20 2,4-3 CPS 77-72,9 3 000 4 % 20°C40/20 2.4-3 CPS 77-72.9 3,000 4% 20 ° C

GelvatolGelvatol

Monsanto Co.Monsanto Co.

523 21-25 87-89 - 4 % 20°C523 21-25 87-89 - 4% 20 ° C

Air Products & Chemicals,Air Products & Chemicals,

Inc.Inc.

72/60 55-60 99-100 - 4 % 20°C72/60 55-60 99-100 - 4% 20 ° C

Elvanol,Elvanol,

DuPont Co.DuPont Co.

405 2 - 4 CPS 80 - 82 - 4 % 20°C405 2 - 4 CPS 80 - 82 - 4% 20 ° C

PovalPoval

Kurashiki 31 ti 9 3 ΠKurashiki 31 ti 9 3 Π

Muut Gelvatol-PVA-materiaalit, joita voidaan käyttää, käsittävät. ne, joita Monsanto merkitsee numeroilla 20-90, 9000, 20-60, 6000, 3000 ja 40-10.Other Gelvatol PVA materials that may be used include. those denoted by Monsanto as 20-90, 9000, 20-60, 6000, 3000, and 40-10.

Nestekidemat.eriaalin suosittu määräsuhde suoja-aineeseen nähden on noin yksi paino-osa nestekidemateriaalia noin kolmeen paino-osaan suoja-ainetta. Hyväksyttävä koteloidun nestekiteen emulsio, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisesti, voidaan saada myös aikaan käyttämällä määräsuhdetta noin yksi paino-osa nestekidemateriaalia noin kahteen paino-osaan suoja-ainetta, esimerkiksi Gelvatol-PVA:ta. Lisäksi, vaikka myös suhde 1:1 toimii, se ei yleensä toimi aivan niin hyvin kuin materiaali, jonka suhde on noin 1:2-1:3.The preferred ratio of liquid crystal material to preservative is about one part by weight of liquid crystal material to about three parts by weight of preservative. An acceptable encapsulated liquid crystal emulsion that can be used in accordance with the invention can also be obtained by using a ratio of about one part by weight of liquid crystal material to about two parts by weight of a preservative, for example Gelvatol-PVA. Also, while a 1: 1 ratio also works, it usually doesn’t work quite as well as material with a ratio of about 1: 2 to 1: 3.

Viitaten nyt kuvioihin 4 ja 5 esitetään niissä tämän keksinnön mukaisen nestekidenäyttölaitteen osa 60. Osa tai laite 60 on edellä kuvioon 1 viitaten selitetyn nestekidelaitteen 10 loppuun saattaminen, jossa laitteessa useita koteloituja nestekiteitä 11, itse asiassa useita niiden muodostamia kerroksia säilytetään kannatusaineessa 12. Kuvioissa 4 ja 5 esitettyjen monien osien koot, paksuudet, halkaisijat jne. eivät välttämättä ole mittakaavassa, vaan koot ovat sellaisia kuin on tarpeellista osien ja niiden toiminnan kuvaamista varten.Referring now to Figures 4 and 5, there is shown a portion 60 of a liquid crystal display device according to the present invention. The portion or device 60 is a completion of the liquid crystal device 10 described above with reference to Figure 1, in which a plurality of encapsulated liquid crystals 11 are stored in a support 12. The dimensions, thicknesses, diameters, etc. of the many parts shown in Fig. 5 are not necessarily to scale, but are such as are necessary to describe the parts and their operation.

Elektrodeja 13 ja 14 käytetään saamaan aikaan haluttu sähkökenttä nestekidemateriaalin suuntaamiseksi selektiivisesti tavalla, joka esimerkiksi esitetään kuviossa 3. Muitakin välineitä kuin elektrodeja voidaan käyttää jonkintyyppisen syötön suuntaamiseksi näyttölaitteeseen 60 siinä tarkoituksessa, että nestekide saadaan suuntautumaan järjestyneesti tai sattumanvaraisesti .The electrodes 13 and 14 are used to provide the desired electric field for selectively orienting the liquid crystal material in a manner shown, for example, in Figure 3. Means other than the electrodes may be used to direct some type of feed to the display device 60 to direct the liquid crystal in an ordered or random direction.

Koteloidut nestekiteet 11 on sijoitettu useihin kerroksiin 61 näyttöosassa 60. Kerrokset 61 voi olla jaettu useisiin osiin, jotka edustavat, eri merkkejä tai merkinosia, joita näytön 60 on tarkoitus näyttää. Esimerkiksi kuviossa 4 esitettyjenThe encapsulated liquid crystals 11 are arranged in a plurality of layers 61 in the display portion 60. The layers 61 may be divided into a plurality of portions representing different characters or character portions to be displayed on the display 60. For example, those shown in Figure 4

32 a 9 31 I32 a 9 31 I

kerrosten 61 pitempi vasemmanpuoleinen osa 61L voi esittää leikkauskuvaa osasta hyvin tunnettua 7-segmentin näyttökuviota, ja kuviossa 4 esitettyjen kerrosten 61 suhteellisen lyhyt oikeanpuoleinen osa 61R voi esittää osaa eräästä toisesta 7-segmentin merkkinäytöstä. Tämän keksinnön mukaan voidaan käyttää nestekidemateriaalin eri kuvioita. Kannatusaineen 12 vyöhyke 62 täyttää nestekidekerrososien 61L ja 62R välisen alueen. Kun tämän jälkeen viitataan kerrokseen 61, tapahtuu se kollektiivisesti, so. siten, että kerros 61 tarkoittaa niitä useita kerroksia, jotka muodostavat sen. Esimerkkinä, sellaisen kerroksen 61 yhdistetty paksuus voi olla noin 8-254 mikronia, sen paksuus on mieluummin yhdenmukainen, jotta se reagoisi yhdenmukaisesti sähkökenttään, hajontaan jne.the longer left portion 61L of the layers 61 may show a sectional view of a portion of the well-known 7-segment display pattern, and the relatively short right portion 61R of the layers 61 shown in Figure 4 may show a portion of another 7-segment character display. According to the present invention, different patterns of the liquid crystal material can be used. The zone 62 of the support material 12 fills the area between the liquid crystal layer portions 61L and 62R. When reference is subsequently made to layer 61, it occurs collectively, i. so that layer 61 means the number of layers that make it up. By way of example, the combined thickness of such a layer 61 may be about 8-254 microns, preferably of uniform thickness to respond uniformly to electric field, scattering, etc.

Koteloitujen nestekidemateriaalikerrosten osien 6IL ja 62R sellainen järjestely tai malli, jossa kannatusaine 12 tai muu materiaali erottaa ne vyöhykkeen 62 kohdalla, helpottuu tai jopa tulee mahdolliseksi johtuen siitä, että nestekide koteloidaan tai suljetaan erilliseen suoja-aineeseen, jonka muodostaa suosittu stabiili emulsio. Sen vuoksi voidaan erityisesti suhteellisen suurikokoisissa laitteissa, kuten näytössä, ilmoitustaulussa, optisesti sulkimessa jne., sijoittaa koteloitu nestekideaine kanna-tusaineeseen 12 vain sinne, missä sitä tarvitaan saamaan aikaan valittavat optiset ominaisuudet. Sellainen kuviointi voi vähentää johonkin nimenomaiseen sovellutukseen tarvittavan sellaisen materiaalin määrää. Lisäksi on sellainen kuviointi tullut, mahdolliseksi johtuen halutusta toiminnallisesta käytöstä, jota selitetään yksityiskohtaisesti seuraavassa.An arrangement or design of the portions 6IL and 62R of the encapsulated liquid crystal material layers in which the support 12 or other material separates them at zone 62 is facilitated or even made possible by encapsulating or enclosing the liquid crystal in a separate protective agent formed by a preferred stable emulsion. Therefore, especially in relatively large devices such as a display, a bulletin board, an optical shutter, etc., the encapsulated liquid crystal material can be placed in the support 12 only where it is needed to provide the selectable optical properties. Such a pattern can reduce the amount of such material required for a particular application. In addition, such a pattern has become possible, due to the desired functional use, which will be explained in detail below.

Näyttöä 60 voidaan esimerkiksi käyttää ympäröivässä ilmassa, jota esitetään viitenumerolla 63, ja ilma muodostaa jakopinnan 64 katselupuolelle tai katselusuunnasta 20 kannatusaineen 12 kanssa. Ulkopuolisen väliaineen 63 taitekerroin poikkeaa kannatusaineen 12 taitekertoimesta N', joka tavallisesti on suurempi. Tästä on seurauksena, että valonsäde 65, joka saapuu yleisesti katselusuunnasta 20, ja kulkee jakopinnan 64 läpi 33 8931 1 kannatusaineeseen 12 taittuu kohti normaalia, joka on kuviteltu viiva 66 kohtisuorassa tuohon jakopintaan 64 nähden. Tuo valonsäde 65a on kannatusaineen 12 sisällä lähempänä normaalia kuin tuleva säde 65 toteuttaen yhtälön N sin-θ— = N' sin O-' , jossa -Θ- on tulevan valonsäteen 65 kulma normaaliin nähden ja -©' on valonsäteen 6 5a kulma normaaliin nähden. Jakopinnassa 19 on voimassa seuraava matemaattinen yhtälö: N' sin -Θ-' = N" sin-ö-". Jotta saavutettaisiin keksinnön mukainen haluttu kokonaistaittokerroin, on heijast.usaineen 18 taittokerroin N" pienempi kuin kannatusaineen 12 taittokerroin N'. Sen mukaisesti, jos valonsäde 65a voisi kulkea ja kulkisi jakopinnan 19 läpi, se taittuisi jakopinnassa 19 poispäin normaalista kulmaan -Θ-" normaaliin nähden. Itse asiassa, koska valonsäde 65, 65a ei tietenkään hajaannu nestekidemateriaalin vaikutuksesta kerroksissa 61, so. koska se kulkee vyöhykkeen 62 kautta, se tosiaan todennäköisesti poistuu jakopinnan 19 läpi.For example, the display 60 may be used in ambient air, indicated by reference numeral 63, and the air forms a dividing surface 64 on the viewing side or from the viewing direction 20 with the support 12. The refractive index of the external medium 63 differs from the refractive index N 'of the support 12, which is usually higher. As a result, the light beam 65, which generally arrives from the viewing direction 20 and passes through the dividing surface 64 to the support material 12, folds towards the normal imaginary line 66 perpendicular to that dividing surface 64. That light beam 65a is closer to normal within the support 12 than the incoming beam 65, fulfilling the equation N sin-θ— = N 'sin O-', where -Θ- is the angle of the incoming light beam 65 with respect to normal and - © 'is the angle of light beam 65a with respect to normal . The following mathematical equation holds for the distribution surface 19: N 'sin -Θ-' = N "sin-ö-". In order to achieve the desired total refractive index according to the invention, the refractive index N "of the reflective material 18 is smaller than the refractive index N 'of the support material 12. Accordingly, if the light beam 65a could and would pass through the dividing surface 19, it would fold away from the normal angle Θ-" . In fact, since the light beam 65, 65a is of course not scattered by the liquid crystal material in the layers 61, i. since it passes through zone 62, it is indeed likely to exit through the dividing surface 19.

Nestekidenäytön 60 (kuvio 4) toimiessa on toiminnallisesti ne-maattinen nestekide 30 kentättömästä tilasta johtuen vääristyneestä tai satunnaisesti kohdistunut. Tuleva valonsäde 70 saapuu kannatusaineeseen 12 jakopinnan 64 kohdalla ja taittuu valonsäteeksi 70a, joka törmää saapuvana valona koteloitujen neste-kiteiden muodostamaan kerrokseen 61. Satunnaisesti tai vääristyneestä suuntautunut nestekidemateriaali hajottaa isotrooppisesti siihen saapuvan valon. Sen vuoksi on useita mahdollisuuksia, miten sellainen tuleva valonsäde 70a pyrkii hajaantumaan.During operation of the liquid crystal display 60 (Fig. 4), the functionally nematic liquid crystal 30 is distorted or randomly aligned due to the fieldless state. The incoming light beam 70 enters the support 12 at the dividing surface 64 and refracts into a light beam 70a which impinges on the layer 61 of liquid crystals encapsulated as incoming light. The incident light is distorted isotropically by a randomly or distortedly oriented liquid crystal material. Therefore, there are several possibilities for such an incident light beam 70a to scatter.

A. Yksi mahdollisuus on, että tuleva valonsäde ohjataan pitkin pilkkuviivaa 70b kohti jakopintaa 19. Kulma, jossa valonsäde 70b törmää jakopintaan 19 on niinsanotun valaistuskartion esitetyssä avaruuskulmassa a (kuviossa 4 sitä esittävät tasosuun-nassa katkoviivat 71). Valo, joka sattuu sellaiseen avaruus-kulmaan a tai valaistuskartioon on liian pienessä kulmassa normaaliin nähden jakopinnassa 19 heijastuakseen kokonaan tuossa jakopinnassa, minkä vuoksi valonsäde 70b kulkee jakopinnan 19 34 8 931 1 läpi, samalla kun se taittuu poispäin normaalista muodostaakseen valonsäteen 70c. Valonsäde 70c kulkee heijastusaineeseen 18 ja kerros 21 absorboi sen.A. One possibility is that the incoming light beam is directed along the dotted line 70b towards the dividing surface 19. The angle at which the light beam 70b impinges on the dividing surface 19 is at the space angle α shown in the so-called illumination cone (shown in the plane direction by dashed lines 71). Light incident at such a space angle α or illumination cone is at an angle too small to normal in the dividing surface 19 to be fully reflected in that dividing surface, causing the light beam 70b to pass through the dividing surface 19 34 8 931 1 while refracting away from the normal to form the light beam 70c. The light beam 70c passes to the reflective material 18 and is absorbed by the layer 21.

B. Eräs toinen mahdollisuus on, että valonsäde 70a hajaantuu isotrooppisesti valonsäteen 70d suuntaan kartiokulman a ulkopuolelle. Jakopinnassa 19 tapahtuu täydellinen sisäinen heijastuminen, mikä saa valonsäteen 70d heijastumaan valonsäteenä 70e takaisin koteloidun nestekidemateriaalin muodostamaan kerrokseen 61, jossa sitä käsitellään kuin mitä tahansa yksittäistä tulevaa valonsädettä, aivan kuin valonsädettä 70a, jonka johdannainen se on. Sen vuoksi hajaantuu valonsäde 70e uudelleen isotrooppisesti, kuten tässä selitettiin.B. Another possibility is that the light beam 70a is isotropically scattered in the direction of the light beam 70d outside the cone angle α. A complete internal reflection occurs at the distribution surface 19, which causes the light beam 70d to be reflected as a light beam 70e back to the layer 61 formed by the encapsulated liquid crystal material, where it is treated like any single incoming light beam, just like the light beam 70a it is a derivative of. Therefore, the light beam 70e is scattered isotropically again, as explained herein.

C. Eräs muu mahdollisuus on, että saapuva valonsäde 70a tai sen johdannainen, kuten valonsäde 70e hajaantuvat isotrooppisesti kohti jakopintaa 64 kulmassa, joka on niin lähellä normaalia tuon jakopinnan 64 kohdalla, että valonsäde kulkee jako-pinnan 64 läpi "väliaineeseen" 63, kuten ilmaan huomioitsijan tai huomiointikojeen katseltavaksi. Valaistuskartion avaruus-kulma a', joka on samanlainen kuin aikaisemmin mainittu kartio-kulma a ja jonka sisäpuolella sellaisen hajaantuneen valonsäteen 70e tulee olla läpäistäkseen jakopinnan 64 esitetään pistekat-koviivoilla 72. Valonsäde 70f esittää sellaista valonsädettä, joka tällä tavoin lähtee näytöstä 60. Juuri tuo valo, esimerkiksi siten lähtevien valonsäteiden 70f, joka lähtee jakopin-nasta 64 saa koteloiduista nestekiteistä 11 muodostuvan kerroksen 61 näyttämään valkoiselta tai kirkkaalta merkiltä kun sitä katsotaan katselusuunnasta 20.C. Alternatively, an incoming light beam 70a or a derivative thereof, such as a light beam 70e, is isotropically scattered toward the dividing surface 64 at an angle so close to normal at that dividing surface 64 that the light beam passes through the dividing surface 64 to a "medium" 63, such as air. for viewing by an observer or attention device. The space angle α 'of the illumination cone, which is similar to the previously mentioned cone angle α and within which such a scattered light beam 70e must be to pass through the dividing surface 64, is shown by dotted lines 72. The light beam 70f represents a light beam thus emitted from the display 60. light, for example the light rays 70f thus emanating from the dividing surface 64, make the layer 61 of encapsulated liquid crystals 11 appear as a white or bright mark when viewed from the viewing direction 20.

D. Eräs muu mahdollisuus on vielä, että valonsäde 70a voi hajaantua isotrooppisesti valonsäteen 70g suuntaan. Valonsäde 70g on kartiokulman a' ulkopuolella ja heijastuu sen vuoksi täydellisesti sisäisesti jakopinnassa 64, minkä jälkeen heijastunut säde 70h törmää takaisin kerrokseen 61 todellisesti itsenäisenä tulevana valonsäteenä, samanlaisena kuin edellä mainittu säde 70e samanlaisin vaikutuksin.D. Yet another possibility is that the light beam 70a may be scattered isotropically in the direction of the light beam 70g. The light beam 70g is outside the cone angle α 'and is therefore completely reflected internally in the dividing surface 64, after which the reflected beam 70h bounces back on the layer 61 as a truly independent incoming light beam, similar to the above-mentioned beam 70e with similar effects.

35 Β931Ί35 Β931Ί

Elektrodien 13, 14 taitekerroin on tavallisesti suurempi kuin suoja-aineen ja kannatusaineen taitekerroin (-kertoimet) ja suoja- ja kannatusaineiden taitekertoimet ovat mieluummin ainakin suunnilleen samat. Sen vuoksi taittuu suoja-aineesta elektrodimateriaaliin kulkeva valo kohti normaalia ja elektrodista kannatusaineeseen kulkeva valo taittuu normaalista poispäin, niin että elektrodin vaikutus on nolla tai olennaisesti vähäinen. Sen mukaisesti tapahtuu suurin osa sisäisestä kokonaisheijastuksesta jakopinnoissa 19 ja 64.The refractive index of the electrodes 13, 14 is usually higher than the refractive index (s) of the protective agent and the support agent, and the refractive indices of the protective and supporting agents are preferably at least approximately the same. Therefore, the light flowing from the protective material to the electrode material is refracted towards normal and the light flowing from the electrode to the support is refracted away from normal so that the effect of the electrode is zero or substantially negligible. Accordingly, most of the total internal reflection occurs at the dividing surfaces 19 and 64.

Katsottuna katselusuunnasta 20 näyttää vyöhyke mustalta tai värilliseltä riippuen absorboivan kerroksen 21 koostumuksesta. Tämä johtuu siitä, että valonsäde 65, 65a, 65b, joka edustaa suurinta osaa vyöhykkeen 62 läpi kulkevaa valoa, pyrkii kulkemaan jakopinnan 64, kannatusaineen 12, jakopinnan 19 ja heijas-tusaineen 18 läpi, jolloin se taittuu kohti normaalia tai poispäin siitä kummassakin jakopinnassa, ja lopuksi kerros 21 sen olennaisesti absorboi.Viewed from the viewing direction 20, the zone appears black or colored depending on the composition of the absorbent layer 21. This is because the light beam 65, 65a, 65b, which represents most of the light passing through the zone 62, tends to pass through the dividing surface 64, the support 12, the dividing surface 19 and the reflective 18, thus folding towards or away from the normal at each dividing surface, and finally layer 21 substantially absorbs it.

Viitaten lyhyesti kuvioon 5 esitetään siinä koteloiduista neste-kiteistä muodostuvan kerroksen 61 kenttä- tai järjestyneen kohdistuksen tila ja toiminta näyttölaitteessa 60. Kuvion 5 kerroksessa 61 olevat koteloidut nestekiteet ovat samanlaisia kuin nähtiin kuviossa 3. Sen vuoksi, samalla tavoin kuin valonsäde 65, 65a, 65b, joka kulkee vyöhykkeen 62 läpi ja jonka kerros 21 absorboi, seuraa valonsäde 70, 70a, 70i samanlaista rataa ja läpäisee myös kohdistetun, ja sen vuoksi tehokkaasti läpinäkyvän tai ei-hajottavan kerroksen 61. Jakopinnassa 19 taittuu säde 70a poispäin normaalista ja sen jälkeen absorboi kerros 21 valonsäteen 70i. Sen mukaisesti, riippumatta siitä, minkä visuaalisen muodon valonsäde pyrkii saamaan aikaan kat-selukohdassa olevaan huomioitsijaan nähden, saa valonsäde 70 aikaan saman vaikutuksen kulkiessaan järjestetysti kohdistetun koteloidun nestekidemateriaalin läpi. Sen vuoksi, kun näyttö 60 ja erityisesti siinä oleva koteloitu nestekide-materiaali ovat järjestyneesti kohdistetussa tai kenttätilassa, 36 c· 9311 näyttää alue, johon nestekide on sijoitettu, olennaisesti samalta kuin vyöhyke 62.Referring briefly to Figure 5, the state and operation of the field or ordered alignment of the layer 61 of encapsulated liquid crystals in the display device 60 is shown. The encapsulated liquid crystals in the layer 61 of Figure 5 are similar to those seen in Figure 3. Therefore, in the same way as light beam 65, 65a, 65b , which passes through the zone 62 and is absorbed by the layer 21, follows a similar path of the light beam 70, 70a, 70i and also passes through the aligned and therefore effectively transparent or non-diffusing layer 61. At the dividing surface 19, the beam 70a folds away from normal and then absorbs the layer 21 light beam 70i. Accordingly, regardless of the visual shape the light beam seeks to provide relative to the observer at the viewing point, the light beam 70 provides the same effect as it passes through the ordered encapsulated liquid crystal material. Therefore, when the display 60, and in particular the encapsulated liquid crystal material therein, is in an orderly aligned or field state, 36 c · 9311 shows the area in which the liquid crystal is located substantially the same as the zone 62.

Huomataan, että jos joko tuleva säde 65 tai 70 saapuisivat kannatusaineeseen 12 jakopinnassa 64 normaaliin nähden niin suuressa kulmassa, ja sen vuoksi lopuksi törmäisivät jakopin-taan 19 kulmassa, joka on suurempi kuin kulma, joka lankeaa niinsanotun valokartiokulman sisäpuolelle, heijastuisi sellainen säde sisäisesti täysin jakopinnassa 19. Sellainen heijastunut valo jäisi kuitenkin todennäköisesti kannatusaineeseen 12, johtuen myöhemmästä kulusta nestekidemateriaalikerroksen 61 läpi ja myöhemmästä täydellisestä sisäisestä heijastumisesta jakopinnassa 64 jne.It is noted that if either the incident beam 65 or 70 arrived at the support surface 12 at such an angle to the normal at the dividing surface 64, and therefore finally collide with the dividing surface 19 at an angle greater than the angle inside the so-called light cone angle, such beam would be fully reflected internally at the dividing surface. 19. However, such reflected light would likely remain in the support 12 due to subsequent passage through the liquid crystal material layer 61 and subsequent complete internal reflection in the interface 64, etc.

Kuviossa 6 esitetään suosittu heijastusväliaine 80, ilma. Kuviossa 6 tarkoittavat pilkulla varustetut viitenumerot osia, jotka vastaavat osia joita merkitään samoilla viitenumeroilla ilman pilkkua kuvioissa 4 ja 5. Näytössä 60' on jakopinta 19', joka on muodostettu ilman 80 avulla. Jotta jakopinnan 19' ja väliaineen 80 läpäissyt valo voitaisiin absorboida, voidaan jakopinnasta 19' erilleen sijoittaa musta tai värillinen absorboi ja. Suosittu absorboija on hiilimusta, jota voidaan kiinnittää tukipinnalle, joka on yleisesti sijoitettu kuvion 6 esittämällä tavalla. Suosittu nestekide on NM-8250, suosittu suoja-aine on PVA ja suosittu kannatusaine 12 on polyesteri. Lisäksi on suosittua, että kannatusaineen 12a, 12b ja nestekiteen suoja-aineen taitekertoimet ovat ainakin olennaisesti samat, mikä auttaa varmistamaan, että sisäinen täysi heijastuminen tapahtuu pääasiassa jakopinnoissa 19' , 64' eikä paljoakaan, jos lainkaan suoja-aineen ja kannatusaineen välisessä jakopinnassa, jolloin optinen vääristymä tulee mahdollisimman pieneksi ja kontrasti mahdollisimman suureksi. Näyttö 60' toimii olennaisesti samalla tavoin kuin edellä, kuvioihin 4 ja 5 viitaten, selitetty näyttö 60.Figure 6 shows a popular reflection medium 80, air. In Fig. 6, reference numbers with a comma denote parts corresponding to parts denoted by the same reference numerals without a comma in Figs. 4 and 5. The display 60 'has a dividing surface 19' formed by air 80. In order to absorb the light transmitted by the dividing surface 19 'and the medium 80, a black or colored absorbent can be placed separately from the dividing surface 19'. A preferred absorber is carbon black, which can be attached to a support surface generally positioned as shown in Figure 6. The preferred liquid crystal is NM-8250, the popular preservative is PVA and the popular support 12 is polyester. In addition, it is preferred that the refractive indices of the support material 12a, 12b and the liquid crystal shielding agent be at least substantially the same, which helps to ensure that internal full reflection occurs mainly at the interface 19 ', 64' and not at all, if at all, between the guard and the support. the optical distortion becomes as small as possible and the contrast as large as possible. The display 60 'operates in substantially the same manner as the display 60 described above, referring to Figures 4 and 5.

37 1' 9 31137 1 '9 311

Viitaten nyt kuvioihin 7 ja 8 käsittää muunnettu nestekidenäyttö 90 kannatusaineen 12, jossa on kerros 61 koteloitua nestekidemateriaalia, kuten edellä. Jakopinnassa 19 on kuitenkin viritetty dielektrinen interferenssikerros 91. Di-elektrisen kerroksen 91 paksuus, jota piirustuksissa on liioiteltu, on mieluummin pariton kokonaislukufunktio tai lambdan kerrannainen jaettuna kahdella, kuten 3A/2, 5X/2 jne., jossa A on valon aallonpituus kannatusnäyt.össä 60. Viritetty dielektrinen interferenssikerros 91 voidaan kiinnittää kannatusaineen 12 takapintaan tavanomaisella höyrystystekniikalla. Sellainen dielektrinen kerros voi olla muodostettu bariumok-sidista (BaO), litiumfluoridista (LiF) tai muusta materiaalista, joka saa aikaan halutun optisen interferenssitoiminnan. Sellaisen kerroksen taittokerroin on mieluummin pienempi kuin aineen 12, jotta saataisiin aikaan jakopinta 19, jossa kartiokulman sisäpuolella oleva valo täysin heijastuu sisäisesti. Laaja kuvaus optisesta interferenssistä on löydettävissä Born &Referring now to Figures 7 and 8, the modified liquid crystal display 90 comprises a support material 12 having a layer 61 of encapsulated liquid crystal material, as above. However, a dielectric interference layer 91 is tuned on the distribution surface 19. The thickness of the dielectric layer 91 exaggerated in the drawings is preferably an odd integer function or a multiple of lambda divided by two, such as 3A / 2, 5X / 2, etc., where A is the wavelength of light in the support display. 60. The tuned dielectric interference layer 91 can be attached to the back surface of the support 12 by a conventional evaporation technique. Such a dielectric layer may be formed of barium oxide (BaO), lithium fluoride (LiF), or other material that provides the desired optical interference function. The refractive index of such a layer is preferably lower than that of the material 12 in order to provide a dividing surface 19 in which the light inside the cone angle is completely reflected internally. An extensive description of optical interference can be found in Born &

Wolfin julkaisusta "Optics", Resnickin ja Hallidayn julkaisusta "Fundamentals of Physics" 2. painos, ss. 731-735, ja Searsin ja Zemanskyn julkaisusta "University Physics", joiden asiaan liittyvät esitykset on liitetty tähän viitteinä.Wolf's "Optics", Resnick's and Halliday's "Fundamentals of Physics" 2nd edition, p. 731-735, and from the publication "University Physics" by Sears and Zemansky, the relevant teachings of which are incorporated herein by reference.

Kuviossa 7 esitetyssä kentättömässä/satunnaisessa nestekiteen kohdistustilassa toimii näyttö 90 olennaisesti samalla tavoin kuin edellä selitetty näyttö 60 sen suhteen, että a) koteloiduista nestekiteistä muodostuva kerros 61 hajottaa valon isotrooppisesti, b) avaruuskulmakartion a ulkopuolella oleva valo heijastuu sisäisesti täysin, mikä johtuu kuviossa 7 näkyvästä jakopinnasta 19 (tai a', kun kysymys on jakopintaan 64 isotrooppisesti hajaantuneesta valosta) ja c) valo, kuten valonsäde 70f lähtee kohti katselusuuntaa 20 näyttääkseen valkoisen merkin suhteellisen tummalla taustalla.In the fieldless / random liquid crystal alignment mode shown in Fig. 7, the display 90 operates in substantially the same manner as the display 60 described above in that a) a layer 61 of encapsulated liquid crystals scatter isotropically, b) light outside the space angle cone a is fully reflected internally. from the dividing surface 19 (or a 'in the case of light isotropically scattered at the dividing surface 64) and c) light such as the light beam 70f emits towards the viewing direction 20 to display a white mark on a relatively dark background.

Käyttämällä viritettyä dielektristä interferenssikerrosta 91 ja optista interferenssiä kentättömässä tilassa paranee koteloiduista nestekiteistä muodostuvan kerroksen 61 aikaansaama 38 b 9 3 1 f valaisu edelleen. Erityisesti pienenee tehollinen valokar-tiokulma a kuviossa 7 esitetyksi kulmaksi ¢). Yleisesti taittuu jakopintaan 64 törmäävä tuleva valonsäde valonsäteeksi 92a, joka sitten tulee kerrokseen 61. Jos valonsäde 92a hajaantuisi isotrooppisesti, kuten säde 92b alkuperäisen kulman a ulkopuolella olevassa kulmassa, tapahtuu edellä, viitaten näyttöön 60, selitetty täysi sisäinen heijastuminen. Jos kuitenkin valonsäde 92a hajaantuu isotrooppisesti, kuten valonsäde 92c, kulmassa, joka on valokartion sisäpuolella, mutta valokartion φ ulkopuolella, se todella heijastuu ja tapahtuu konstruktiivinen optinen interferenssi koteloiduista nestekiteistä muodostuvan kerroksen 61 valaisun parantamiseksi edelleen.By using the excited dielectric interference layer 91 and the optical interference in the fieldless state, the illumination provided by the layer 61 b 9 3 1 f provided by the encapsulated liquid crystals is further improved. In particular, the effective light cone angle α decreases to the angle ¢ shown in Fig. 7. Generally, the incoming light beam impinging on the dividing surface 64 is refracted into a light beam 92a, which then enters the layer 61. If the light beam 92a were scattered isotropically, such as a beam 92b at an angle outside the original angle α, full internal reflection described above occurs. However, if the light beam 92a is isotropically scattered, such as the light beam 92c, at an angle inside the light cone but outside the light cone φ, it is actually reflected and constructive optical interference occurs to further improve the illumination of the layer 61 of encapsulated liquid crystals.

Tarkemmin sanottuna, kun valonsäde 92c saapuu viritettyyn di-elektriseen interferenssikerrokseen 91, ainakin osa 92d heijastuu itse asiassa takaisin kohti jakopintaa 19. Jakopinnassa 19 tapahtuu konstruktiivinen interferenssi toisen tulevan valonsäteen 93 kanssa, mikä lisää tehollista intensiteettiä sisäisesti heijastuneessa resultanttivalonsäteessä 94, joka suuntautuu takaisin kohti koteloiduista nestekiteistä muodostuvaa kerrosta 61 lisäten sen valaisua. Tuloksena sellaisesta konstruktiivisesta interferenssistä on, että näyttö 90 tuottaa enemmän ylös kerrokseen 61 hajaantuneita tai heijastuneita valonsäteitä kuin näyttö 60. Varjopuolena on kuitenkin se, että näytön 90 tehokas katselukulma on pienempi kuin näytön 60. Erityisesti pyrkii tuleva valo, joka saapuu kannatusaineeseen kulmassa, joka jakopintaan 64 nähden on yhtä suuri tai pienempi kuin kulma a heijastumaan kokonaan, koska viritetyn dielektrisen interferenssikerroksen 91 selkäpuoli pyrkii toimimaan peilinä, niin että osa kontrastista menetetään näytössä 90. Kulma a, jos sitä on lainkaan, pyrkii näytön 60 yhteydessä olemaan pienempi kuin näytön 90 kulma a.More specifically, when the light beam 92c enters the tuned di-electrical interference layer 91, at least a portion 92d is actually reflected back toward the dividing surface 19. The dividing surface 19 undergoes constructive interference with the second incoming light beam 93, increasing the effective intensity in the internally reflected resultant beam 94 a layer 61 of liquid crystals, increasing its illumination. As a result of such constructive interference, the display 90 produces more light rays scattered or reflected up to the layer 61 than the display 60. However, the downside is that the effective viewing angle of the display 90 is smaller than that of the display 60. In particular, incoming light enters the support at an angle 64 is equal to or less than the angle α to be fully reflected because the back of the tuned dielectric interference layer 91 tends to act as a mirror so that some of the contrast is lost in the display 90. The angle α, if any, tends to be less than the angle 90 of the display 60. .

Valonsäteet 95 ja 96 (kuvio 7), jotka kulkevat näytön 90 vyöhykkeen 62 kautta, ja valonsäteet 92' (kuvio 8), jotka kulkevat järjestyneesti kohdistetun (kenttä) nestekidekerroksen 61 läpi 39 O 9 311 ja lankeavat kartiokulman φ sisäpuolelle, joutuvat destruktiivisen optisen interferenssin alaisiksi. Sen vuoksi näyttävät vyöhyke 62 sekä alue, jossa nestekide on järjestetysti kohdistettu, katselualueelta käsin suhteellisen tummilta, so. tummalta taustalta verrattuna valkoiseen tai kirkkaasti valaistuun nestekidekerroksen 61 siihen osaan, joka on kentätön ja hajottaa. Haluttaessa voidaan kerroksen 91 takana käyttää absorboijaa (mustaa tai värillistä). Myös taustaväriä voidaan muuttaa kerroksen 91 paksuuden funktiona.The light beams 95 and 96 (Fig. 7) passing through the zone 62 of the display 90 and the light beams 92 '(Fig. 8) passing through the aligned (field) liquid crystal layer 61 39 O 9 311 and falling inside the cone angle, are subjected to destructive optical interference. question. Therefore, the zone 62 and the area in which the liquid crystal is arranged in an orderly manner appear relatively dark from the viewing area, i. on a dark background compared to the white or brightly lit part of the liquid crystal layer 61 which is fieldless and disintegrates. If desired, an absorbent (black or colored) may be used behind the layer 91. The background color can also be changed as a function of the thickness of the layer 91.

Viitaten nyt kuvioon 9 esitetään siinä keksinnön mukainen nes-tekidelaite 100 nestekidenäyttölaitteen muodossa, joka näkyy suorakulmaisena kahdeksikkona 101 substraatti- tai kannatus-aineessa 12, joka tässä tapauksessa on mieluummin muovia, kuten Mylaria, tai voi vaihtoehtoisesti olla muutakin materiaalia, kuten esimerkiksi lasia. Kuviossa 9 näkyvä varjostettu alue, joka muodostaa suorakulmaisen kahdeksikon, käsittää yhden tai useampia kerroksia 61 koteloituja nestekiteitä 11, jotka on sijoitettu yhtenä tai useampana kerroksena substraatille 12 ja tartutettu siihen. Kuviossa 4 esitetään osittainen leikkauskuva suorakulmaisesta kahdeksikosta 101 näyttönä 60, 60' tai 90, joita selitettiin edellä viitaten kuvioihin 4-8. Kahdeksikon 101 kukin seitsemästä segmentistä voidaan selektiivisesti magnetoida tai olla magnetoimatta, niin että voidaan kehittää erilaisia numeromerkkejä. Magnetointi tarkoittaa tässä eri segmenttien saattamista tilaan, jossa ne näyttävät kirkkailta taustaan verrattuina. Sen vuoksi merkitsee magnetointi esimerkiksi segmenttien 101a ja 101b kentätöntä tai satunnaisesti kohdistettua tilaa, jos halutaan näyttää "1" samalla kun muut segmentit on kohdistettu järjestetysti.Referring now to Figure 9, there is shown a liquid crystal device 100 according to the invention in the form of a liquid crystal display device shown as a rectangular octagon 101 in a substrate or support 12, which in this case is preferably plastic such as Mylar, or may alternatively be other material such as glass. The shaded area shown in Figure 9, which forms a rectangular octagon, comprises one or more layers 61 of encapsulated liquid crystals 11 disposed as one or more layers on the substrate 12 and adhered thereto. Figure 4 shows a partial sectional view of the rectangular octagon 101 as a display 60, 60 'or 90 described above with reference to Figures 4-8. Each of the seven segments of the octagon 101 may be selectively magnetized or non-magnetized so that different numerals can be generated. Magnetization here means putting different segments in a state where they look bright compared to the background. Therefore, magnetization means, for example, the fieldless or randomly aligned state of the segments 101a and 101b if it is desired to display "1" while the other segments are aligned.

Kuviot 10 ja 11 kuvaavat, vastaavasti, osittaisena leikkauskuvana ja osittaisena isometrisenä kuvana keksinnön erästä suoritusmuotoa, joka esittää nestekidekerroksen 61" ja elektrodien 13", 14" suosittua sijoittamista kannatusaineeseen 12". Kuvioissa 10 ja 11 tarkoittavat kahdella pilkulla varustetut viitenumerot osia, joiden viitenumeroissa ei kuvioissa 4 ja 5 40 89311 ollut pilkkua lainkaan ja joiden viitenumeroissa kuviossa 6 oli yksi pilkku. Erityisesti on suosittua kuvioiden 10 ja 11 esimerkin mukaan, että näyttölaitteessa 60" on kerros 61" ja että elektrodi 13" on olennaisesti jatkuva poikki koko näyttölaitteen tai ainakin sen suhteellisen suuren osan. Elektrodi 13" voi esimerkiksi olla kytketty maan sähköpotentiaaliläh-teeseen. Elektrodi 14" voidaan jakaa useisiin sähköeristettyi-hin elektrodinosiin, kuten 14a ja 14b, joista kukin voi olla selektiivisesti kytketty sähköpotentiaalilähteeseen sähkökentän aikaansaamiseksi poikki sen nestekidemateriaalin, joka on sellaisen magnetoidun elektrodinosan 14a tai 14b ja toisen elektrodin 13" välissä. Sen vuoksi voidaan elektrodien 14a ja 13" poikki johtaa sähkökenttä, jolloin olennaisesti suoraan niiden välissä oleva koteloitu nestekidemateriaali tulee järjestäytyneesti kohdistetuksi ja sen vuoksi optisesti tehokkaasti läpinäkyväksi tavalla, joka selitettiin edellä. Samanaikaisesti saattaa olla, että elektrodia 14b ei ole kytketty sähköpotentiaalilähteeseen, niin että sellaisen elektrodin 14b ja elektrodin 13" välillä oleva nestekidemateriaali on vääristyneessä tai satunnaisessa kohdistuksessa ja näyttää sen vuoksi suhteellisen kirkkaalta katselusuunnasta 20". Elektrodien 14a ja 14b välinen kapea rako 120 muodostaa niiden välille sähköeristyk-sen, niin että ne voidaan magnetoida tai olla magnetoimatta erikseen, kuten juuri selitettiin.Figures 10 and 11 illustrate, respectively, a partial sectional view and a partial isometric view of an embodiment of the invention showing the preferred placement of the liquid crystal layer 61 "and the electrodes 13", 14 "in the support 12". In Figs. 10 and 11, reference numerals with two dots denote parts in which the reference numerals in Figs. 4 and 5 had no commas at all and in the reference numerals in Fig. 6 there was one comma. In particular, according to the example of Figures 10 and 11, it is preferred that the display device 60 "have a layer 61" and that the electrode 13 "be substantially continuous across the entire display device or at least a relatively large portion thereof. The electrode 14 "may be divided into a plurality of electrically insulated electrode portions, such as 14a and 14b, each of which may be selectively connected to an electric potential source to provide an electric field across the liquid crystal material between the magnetized electrode portion 14a or 14b and the second electrode 13". Therefore, an electric field can be conducted across the electrodes 14a and 13 ", whereby the encapsulated liquid crystal material substantially directly between them becomes organized and therefore optically efficiently transparent in the manner described above. At the same time, the electrode 14b may not be connected to an electric potential source. the liquid crystal material between the electrode 14b and the electrode 13 "is distorted or randomly aligned and therefore appears relatively bright from the viewing direction 20". The narrow gap 120 between the electrodes 14a and 14b forms an electrical insulation between them so that they can or may not be magnetized separately, such as just explained.

Viitaten lyhyesti kuvioon 12 esitetään siinä tämän keksinnön suosittu suoritusmuoto ja paras käytäntö näyttönä 60"'. Kuviossa 12 vastaavat kolmepilkkuisilla viitenumeroilla merkityt osat osia, jotka on merkitty samoilla viitenumeroilla, kuten edellä selitettiin. Näyttölaite 60''1 on tehty yleisesti edellä esitettyjen numerointien mukaisesti. Nimenomaan alempi kannatus-aine 12" on tehty Mylar-kalvosta, jonka päällä on indiumilla seostettu tinaoksidi-Intrex-elektrodi, ja koteloidusta neste-kidemateriaalista muodostuva kerros ei'1' kiinnitettiin elektrodin peittämälle pinnalle, kuten esitetään. Useita osaelektro-deja 14a''', 14b'1', jne., joiden välissä oli rako 120''' 41 &9311 kiinnitettiin joko suoraan kerroksen 61''' pinnalle kannatus-aineen 12b''' vastakkaiselle puolelle tai kannatusaineeseen 12a'ja viimemainittu kiinnitettiin kuviossa 12 esitetyllä tavalla täydentämään näyttölaitteen 60'1' kerrosrakenne.Referring briefly to Figure 12, there is shown a preferred embodiment of the present invention and best practice in the form of a display 60 ". In Figure 12, parts denoted by three-dot reference numerals correspond to parts denoted by the same reference numerals as described above. The display device 60" is generally made in accordance with the above numbering. Specifically, the lower support 12 "is made of a Mylar film with an indium-doped tin oxide Intrex electrode on it, and a layer of encapsulated liquid crystal material ei'1 'was attached to the surface covered by the electrode, as shown. A plurality of subelectrodes 14a '' ', 14b'1', etc. with a gap 120 '' '41 & 9311 between them were attached either directly to the surface of the layer 61' '' on the opposite side of the support 12b '' 'or to the support 12a'and the latter was attached as shown in Fig. 12 to supplement the layer structure of the display device 60'1 '.

Lisäksi on heijastava väliaine 80''' ilmaa, ja kuviossa 12 esitetylle kannattimelle kiinnitetty hiilimusta-absorboija 21'* * sijoitettiin sellaisen ilmaraon δΟ1'' vastakkaiselle puolelle kannatusaineesta 12b1'1, kuten kuviossa voidaan nähdä. Näyttölaitteen 60" ' toiminta on edellä selitetyn toiminnan mukai nen esimerkiksi viitaten kuvioihin 4-6 ja 10.In addition, there is a reflective medium 80 '' 'of air, and a carbon black absorber 21' * * attached to the support shown in Fig. 12 was placed on the opposite side of such an air gap δΟ1 '' from the support 12b1'1, as can be seen in the figure. The operation of the display device 60 "'is in accordance with the operation described above, for example with reference to Figs. 4-6 and 10.

Viitaten kuvioon 13 esitetään siinä kaavamaisesti sen tyyppinen koteloitu nestekide 130, jota seuraavassa selitetään esimerkissä 7. Sellainen kotelo 130 käsittää suojamateriaalista 132 tehdyn pallonmuotoisen kotelonseinän 131, toiminnallisesti nemaattista nestekidemateriaalia 133 kotelon sisällä ja koles-teerista kierteistä lisäainetta 134. Lisäaine 134 on yleensä liuoksena nemaattisen materiaalin 133 kanssa, vaikkakin lisäaine esitetään kuviossa 13 keskellä, koska sen toiminta liittyy etupäässä nestekidemateriaaliin, joka on etäällä kotelon seinästä, kuten tuonnempana selitetään. Kotelo 130 esitetään ken-tättömässä, vääristyneessä tilassa, jossa nestekidemateriaali on vääristynyt tavalla, joka esitettiin edellä, viitaten esimerkiksi kuvioon 2. Lähimpänä seinää 131 oleva nestekidemateriaali pyrkii painumaan seinän sisäpinnan mukaiselle kaarelle ja epäjatkuvuuskohta 135 on analoginen kuviossa 2 esitetyn epäjatkuvuuskohdan 55 kanssa.Referring to Fig. 13, there is schematically shown an encapsulated liquid crystal 130 of the type described below in Example 7. Such a housing 130 comprises a spherical housing wall 131 made of a protective material 132, a functionally nematic liquid crystal material 133 within the housing, and a cholesteric helical additive 134. 133, although the additive is shown in the middle of Fig. 13 because its operation is primarily related to the liquid crystal material remote from the housing wall, as will be explained below. The housing 130 is shown in a field-free, distorted state in which the liquid crystal material is distorted in the manner described above with reference to Fig. 2. The liquid crystal material closest to the wall 131 tends to deflect the arc of the wall and the discontinuity 135 is analogous to the discontinuity 55 in Fig. 2.

Esimerkki 7Example 7

Esimerkin 1 vaiheita noudatettiin käyttämällä samoja materiaaleja ja vaiheita kuin esimerkissä 1, lukuunottamatta sitä, että ennen sekoitusvaihetta lisättiin 3 % kolesterolioleaattia (kierrelisäaine), kolesteerista materiaalia, ja sitten sekoitus suoritettiin erittäin pienellä leikkauksella. Tulokseksi saadut kotelot olivat jonkin verran suurempia kuin ne, jotka tehtiin esimerkissä 1. Koteloitu nestekidemateriaali oli edelleen toiminnallisesti nemaattista.The steps of Example 1 were followed using the same materials and steps as in Example 1, except that 3% cholesterol oleate (helical additive), a cholesteric material, was added prior to the mixing step, and then mixing was performed with very little shear. The resulting housings were somewhat larger than those made in Example 1. The encapsulated liquid crystal material was still functionally nematic.

42 b 9 31142 b 9 311

Esimerkissä 7 tehdyn materiaalin toimiessa havaittiin, että kierrelisäaine paransi (lyhensi) toiminnallisesti nemaattisen koteloidun nestekidemateriaalin reaktioaikaa, erityisesti sen palatessa vääristyneeseen kohdistukseen, joka yleisesti noudatti yksittäisten koteloiden seinän muotoa, heti sen jälkeen kun oltiin siirrytty kenttätilasta kentättömään tilaan.In operation of the material made in Example 7, it was found that the helical additive improved (shortened) the reaction time of the functionally nematic encapsulated liquid crystal material, especially returning to a distorted alignment that generally followed the shape of the individual enclosure walls immediately after transitioning from field to field.

Kun sellaisissa suhteellisen suurissa, sanokaamme kokonaishal-kaisijaltaan vähintään 8 mikronin suuruusluokkaa, siirrytään kentättömään tilaan, on tavallista, että lähellä kotelon seinää oleva nestekidemateriaali palaa kotelon muotoa ja kaarevuutta noudattavaan vääristyneeseen kohdistukseen nopeammin kuin lähempänä kotelon keskustaa oleva nestekidemateriaali, mikä ero pyrkii pidentämään materiaalin kokonaisreaktioaikaa. Kierre-lisäaine aiheuttaa kuitenkin rakenteeseen pyrkimyksen kierty-miseen. Tämä vaikutus nemaattiseen materiaaliin on huomattavin etäällä kotelon seinästä ja nopeuttaa siten sellaisen, suhteellisen etäällä olevan, materiaalin paluuta vääristyneeseen kohdistukseen, johon mieluummin vaikuttaa kotelon seinän muoto. Sellaisen kierrelisäaineen määrä voi olla noin 0,1-8 % nesteki-demateriaalista ja mieluummin noin 2-5 %. Määrä voi vaihdella riippuen lisäaineesta ja nestekiteestä ja se voi olla jopa mainitun alueen ulkopuolella, niin kauan kuin kotelo pysyy toiminnallisesti nemaattisena.When such relatively large, say at least 8 microns in total diameter, enter a fieldless state, it is common for a liquid crystal material near the housing wall to return to a distorted alignment of the housing shape and curvature faster than a liquid crystal material closer to the center of the housing. However, the thread additive causes the structure to tend to twist. This effect on the nematic material is most pronounced away from the housing wall and thus accelerates the return of a relatively distant material to a distorted alignment that is preferably affected by the shape of the housing wall. The amount of such helical additive may be about 0.1-8% of the liquid crystal material, and preferably about 2-5%. The amount may vary depending on the additive and the liquid crystal and may even be outside said range, as long as the housing remains functionally nematic.

On selvää, että kuvion 13 koteloitua nestekidettä 130 voidaan käyttää tässä hakemuksessa selitetyn keksinnön eri suoritusmuodoissa muutoin tässä selitettyjen koteloitujen nestekide-materiaalien sijasta tai yhdessä niiden kanssa. Toiminta tulisi noudattamaan yleisesti esimerkissä 7 selitettyjä suuntaviivoja.It will be appreciated that the encapsulated liquid crystal 130 of Figure 13 may be used in various embodiments of the invention described herein in place of or in conjunction with the encapsulated liquid crystal materials otherwise described herein. The operation should generally follow the guidelines explained in Example 7.

Myös erästä muuta lisäainetta voidaan käyttää alentamaan ja/tai muutoin valvomaan nestekiteen viskositeettia esimerkiksi laitteen 60 valmistuksen aikana. Alennetulla viskositeetilla saattaa olla positiivinen vaikutus emulsion muodostumiseen ja/tai prosessiin, jossa emulsio kiinnitetään elektrodilla peitettyyn kannatusaineeseen 12. Eräs esimerkki sellaisesta lisäaineesta 43 1--9311 saattaa olla kloroformi, joka on vesiliukoinen ja poistuu emulsiosta kuivatuksen aikana.Another additive may also be used to reduce and / or otherwise control the viscosity of the liquid crystal, for example, during the manufacture of the device 60. The reduced viscosity may have a positive effect on emulsion formation and / or the process of attaching the emulsion to the electrode-coated support 12. One example of such an additive 43 1--9311 may be chloroform, which is water soluble and leaves the emulsion during drying.

Esimerkki 8Example 8

Valmistettiin emulsio käyttämällä noin 15 grammaa 22 %:n (loppu oli vettä) viskositeetiltaan alhaista, keskihydrolvysi-PVA:ta, noin 5 grammaa (American Liquid Xtal:in) nestekidei'ä 8250, joka sisälsi noin 3 % (prosentit ovat suhteessa nestekiteen painoon) kolesterolioleaattia, noin 0,1 % 1 %:n (loppu oli vettä) pesuainetta L.O. 630 ja 15 % kloroformia.An emulsion was prepared using about 15 grams of 22% (remaining water) low viscosity, medium hydrolysis PVA, about 5 grams (American Liquid Xtal) of liquid crystal 8250 containing about 3% (percent by weight of liquid crystal). ) cholesterol oleate, about 0.1% 1% (the rest was water) detergent LO 630 and 15% chloroform.

Sellaista materiaalia sekoitettiin suurella leikkauksella noin 3 minuuttia. Valmistettujen koteloiden halkaisija oli noin 1-2 mikronia. Kerros sellaisia koteloituja nestekiteitä levitettiin elektrodin peittämälle kannatusaineelle käyttämällä kaavinta, jonka raon asetus oli 5. Materiaali kuivattiin ja sitä käytettiin yleisesti kuten edellä selitettyjä materiaaleja.Such material was mixed with a large shear for about 3 minutes. The casings produced had a diameter of about 1-2 microns. A layer of such encapsulated liquid crystals was applied to the electrode-covered support using a scraper with a gap setting of 5. The material was dried and used in general as the materials described above.

Kuvioissa 14 ja 15 esitetään kaavamaisesti tämän keksinnön mukainen muunnettu nestekidelaite 140. Laitteessa 140 johdetaan pääasiallinen valaistus valolähteestä 141, joka on näyttölaitteen niinsanotulla selkä tai ei-katselupuolella 142. Tarkemmin sanottuna käsittää näyttölaite 140 kerroksen 61 koteloitua nestekidettä, joka kerros 61 on ylä- ja alakannatusai-neiden 12a, 12b kannattamien elektrodien 13 ja 14 välissä, yleisesti samaan tapaan kuin edellä, esimerkiksi kuvioon 12 viitaten, esitettiin. Heijastava väliaine 80 on ilmarako, kuten selitettiin edellä suositun suoritusmuodon yhteydessä.Figures 14 and 15 show schematically a modified liquid crystal device 140 according to the present invention. The device 140 provides main illumination from a light source 141 on the so-called back or non-viewing side 142. The display device 140 comprises a layer 61 of encapsulated liquid crystal layer 61, top and bottom between the electrodes 13 and 14 supported by them 12a, 12b, generally in the same way as above, for example with reference to Fig. 12, was shown. The reflective medium 80 is an air gap, as described above in connection with the preferred embodiment.

143 on 3M Companyn myymä valonsäätökalvo (VSK), jonka suositun tyypin tuotemerkintä on LCFS-ABR0-30°-0B-60o-CLEAR-GL0S-.030. Valonsäätökalvo on mieluummin mustasta, huomattavasti valoa absorboivasta, materiaalista tehty ohut muovikalvo, jossa on mustia mikrorakoja 144, jotka johtavat kalvon läpi sen takapinnalta 145 kohti sen etupintaa 146. Sellaista kalvoa tai vastaavaa materiaalia voidaan käyttää keksinnön eri suoritus- 44 f; 9 311 muotojen yhteydessä. Sellainen kalvo voi itse asiassa pyrkiä kollinoimaan valoa, joka kulkee sen läpi törmätäkseen neste-kidemateriaaliin.143 is a light control film (VSK) sold by 3M Company with the popular type designation LCFS-ABR0-30 ° -0B-60o-CLEAR-GL0S-.030. The light control film is preferably a thin plastic film made of a black, substantially light-absorbing material with black microcracks 144 which pass through the film from its back surface 145 towards its front surface 146. Such a film or similar material may be used in various embodiments of the invention; 9 311 forms. Such a film may, in fact, tend to collinate the light passing through it to impinge on the liquid crystal material.

Mikrorako toimii kuin sälekaihdin ohjatakseen lähteestä 141 valoa, esimerkiksi valonsäteitä 150, 151 näyttölaitteeseen 140 ja sen läpi, ja erityisesti kannatusaineen 12 ja nestekide-kerroksen 61 läpi, kulmassa, joka yleisesti on poissa katselu-suunnasta 20 näyttölaitetta 140 katselevan huomioitsijan näön katselukulmasta, kun nestekide on kohdistettu tai optisesti olennaisesti läpinäkyvä. Sellainen kohdistettu kenttätila esitetään kuviossa 14, jossa valonsäteet 150, 151 kulkevat olennaisesti näyttölaitteen 140 läpi katselulinjän ulkopuolella. Lisäksi kulkee valo, kuten valonsäde 152, joka saapuu näyttölaitteeseen 140 katselusuunnalta 20, yleisesti kannatusaineen 12 ja kohdistetun nestekidekerroksen läpi, minkä jälkeen sen absorboi musta kalvo 143, joka toimii, kuten absorboija 21,,f esimerkiksi kuvion 12 yhteydessä.The microcrack acts as a louver to direct light, for example light rays 150, 151 to and through the display device 140, and in particular through the support 12 and the liquid crystal layer 61, at an angle generally away from the viewing direction 20 of the viewer's 140 viewing angle when the liquid crystal is aligned or optically substantially transparent. Such an aligned field space is shown in Figure 14, where light beams 150, 151 pass substantially through the display device 140 outside the line of sight. In addition, light, such as a light beam 152, entering the display device 140 from the viewing direction 20, generally passes through the support 12 and the aligned liquid crystal layer, after which it is absorbed by a black film 143 acting like an absorber 21, f.

Kuitenkin, kuten kuviossa 15 nähdään, kun nestekidekerros 61 on kent.ättömässä tilassa, so. nestekide on vääristyneesti tai satunnaisesti suuntautunut, hajottaa nestekidemateriaalikerros 61 isotrooppisesti lähteestä 141 tulevat valonsäteet 150, 151 aiheuttaen täydellisen sisäisen heijastumisen ja nestekidema-teriaalin kirkastumisen edellä selitetyllä tavalla. Siten esitetään esimerkiksi säteen 151 hajaantuvan isotrooppisesti säteeksi 151a, heijastuvan sisäisesti täysin säteeksi 151b ja hajaantuvan edelleen isotrooppisesti säteeksi 151c, joka johdetaan ulos jakopinnan 64 läpi katselusuuntaan 20. Kuvioiden 14 ja 15 näyttölaite 140 on erityisen käyttökelpoinen tilanteissa, joissa halutaan valon tulevan kääntö- tai ei-katselu-puolelta. Sellainen näyttölaite toimii kuitenkin myös edellä selitetyllä tavalla, esimerkiksi viitaten kuvion 12 näyttölaitteeseen 60''', vaikka ei valonlähde 141 olisikaan taustalla, niin kauan kuin riittävästi valoa tulee katselusuunnasta 20.However, as seen in Fig. 15, when the liquid crystal layer 61 is in a fieldless state, i. the liquid crystal is distorted or randomly oriented, the liquid crystal material layer 61 isotropically scattering the light rays 150, 151 from the source 141, causing complete internal reflection and clarification of the liquid crystal material as described above. Thus, for example, the beam 151 is shown to be isotropically scattered into a beam 151a, internally reflected to a beam 151b and further scattered isotropically to a beam 151c directed out through the dividing surface 64 in the viewing direction 20. The display device 140 of Figures 14 and 15 is particularly useful in situations where light -Viewing-side. However, such a display device also operates as described above, for example with reference to the display device 60 '' 'of Fig. 12, even if the light source 141 is not in the background, as long as sufficient light comes from the viewing direction 20.

Sen vuoksi voidaan laitetta 140 käyttää päivänvalossa valonlähteen 141 kanssa tai ilman sitä, esimerkiksi niin, että sitä 4ς 39311 45 valaistaan yhdeltä tai molemmilta puolilta ympäröivällä valolla, ja yöllä tai muissa olosuhteissa, joissa ympäristön valo on riittämätöntä haluttua kirkkautta varten, esimerkiksi käyttämällä lähteestä 141 saatua valaisua.Therefore, the device 140 can be used in daylight with or without a light source 141, for example by illuminating it with ambient light on one or both sides, and at night or in other conditions where ambient light is insufficient for the desired brightness, e.g. illumination.

Näyttölaite 160 kuviossa 16 on samanlainen kuin näyttölaite 140, lukuunottamatta sitä, että valonsäätökalvo 161 on kohdassa 162 liimattu suoraan kannatusainemateriaaliin 12b tai saatettu muuten sitä vasten. Täysin sisäinen heijastuminen tapahtuu edellä selitetyllä tavalla, kun näyttölaitetta 160 valaistaan katselusuunnasta 20 tulevalla valolla, mikä johtuu pääasiassa kannatusaineen 12a jakopinnasta 64 ilman kanssa.The display device 160 in Fig. 16 is similar to the display device 140, except that the light control film 161 is glued directly to the support material 12b at 162 or otherwise placed against it. Fully internal reflection occurs as described above when the display device 160 is illuminated by light from the viewing direction 20, which is mainly due to the interface 64 of the support material 12a with the air.

Myös jakopinnassa 162 saattaa esiintyä jonkin verran täydellistä sisäistä heijastumista. Koska VSK-kalvo kuitenkin on kiinnitetty suoraan kannatusaineeseen 12b, absorboi musta kalvo suhteellisen suuren määrän jakopinnan 162 saavuttavasta valosta. Sen vuoksi on näyttölaitteessa 160 erityisen toivottavaa käyttää taustalla olevaa valonlähdettä 141, jotta voitaisiin varmistaa kerroksessa 61 olevan nestekidemateriaalin riittävä valaisu, niin että saavutettaisiin keksinnön mukainen haluttu kirkas merkinnäyttötoiminto.There may also be some complete internal reflection at the interface 162. However, since the VSK film is attached directly to the support 12b, the black film absorbs a relatively large amount of light reaching the distribution surface 162. Therefore, it is particularly desirable to use a background light source 141 in the display device 160 to ensure adequate illumination of the liquid crystal material in the layer 61 so as to achieve the desired bright mark display function of the invention.

Viitaten lyhyesti kuvioon 17 esitetään siinä koteloidun nestekidemateriaalin eräs vaihtoehtoinen suoritusmuoto 200, jolla voidaan korvata tässä esitetyn keksinnön erilaisia muita suoritusmuotoja. Koteloitu nest.ekidemateriaali 200 käsittää toiminnallisesti nemaattista nestekidemateriaalia 201, joka on kotelossa, jonka seinä 203 on mieluummin pallomainen. Kuviossa 17 on materiaali 200 kentättömässä tilassa ja siinä tilassa on nestekidemolekyylien rakenne 204 suuntautunut kohtisuoraan tai olennaisesti kohtisuoraan seinään 203 nähden jakopinnan 205 kohdalla. Sen vuoksi on rakenne 204 jakopinnan 205 kohdalla suuntautunut säteitt.äiseen suuntaan ottaen huomioon kotelon 202 geometrian. Lähempänä kotelon 202 keskusta pyrkii rakenteen 204 tai ainakin joidenkin nestekidemolekyylien suuntaus kaareutumaan käyttääkseen hyväkseen, so. täyttääkseen, 46 k 9 311 kotelon 202 tilan kotelossa olevan nestekiteen olennaisesti pienimmällä vapaan energian järjestelyllä, esimerkiksi, kuten piirustuksessa nähdään.Referring briefly to Figure 17, there is shown an alternative embodiment 200 of an encapsulated liquid crystal material that can replace various other embodiments of the present invention. The encapsulated liquid crystal material 200 comprises a functionally nematic liquid crystal material 201 housed in a housing whose wall 203 is preferably spherical. In Fig. 17, the material 200 is in a fieldless state, and in that state the structure 204 of the liquid crystal molecules is oriented perpendicular or substantially perpendicular to the wall 203 at the dividing surface 205. Therefore, the structure 204 at the dividing surface 205 is oriented in the radial direction, taking into account the geometry of the housing 202. Closer to the center of the housing 202, the orientation of the structure 204, or at least some of the liquid crystal molecules, tends to curve in order to take advantage, i. to fill, 46 k 9 311 the space 202 of the housing with the substantially lowest free energy arrangement of the liquid crystal in the housing, for example, as seen in the drawing.

Sellaisen kohdistuksen uskotaan johtuvan siitä, että nesteki-demateriaaliin 201 lisätään lisäainetta, joka reagoi kannatus-aineen kanssa muodostaakseen normaalisti suuntautuneita steryyli-tai alkyyliryhmiä kotelon sisäseinän kohdalle. Tarkemmin sanoen voi sellainen lisäaine olla kromisteryylikompleksi tai Werner-kompleksi, joka reagoi kannatusaineen 12 PVA:n kanssa, joka muodostaa kotelon seinän 203 muodostaakseen suhteellisen jäykän kuoren tai seinän steryyliryhmän tai -osan kanssa, joka pyrkii tunkeutumaan säteittäisesti itse nestekidemateriaaliin. Sellainen tunkeutuminen pyrkii vaikuttamaan nestekiderakenteen todettuun säteittäiseen tai normaalin suuntaiseen kohdistumiseen. Lisäksi noudattaa nestekidemateriaalin sellainen kohdistus vielä edellä mainittua kentättömässä tilassa olevan nestekidemateriaalin voimakkaasti kaareutuvaa vääristymistä, koska molekyylien yleissuuntaan nähden suorissa kulmissa otetut derivaatat eivät ole nollia.Such alignment is believed to result from the addition of an additive to the liquid crystal material 201 that reacts with the support to form normally oriented steryl or alkyl groups at the inner wall of the housing. More specifically, such an additive may be a chromeryleryl complex or a Werner complex that reacts with the PVA of the support 12 to form a housing wall 203 to form a relatively rigid shell or wall with a steryl group or portion that tends to penetrate radially into the liquid crystal material itself. Such penetration tends to affect the observed radial or normal alignment of the liquid crystal structure. In addition, such alignment of the liquid crystal material still follows the above-mentioned strongly curved distortion of the liquid crystal material in the fieldless state, because the derivatives taken at right angles to the general direction of the molecules are not zero.

Esimerkki sellaisesta materiaalista 200 esitetään seuraavassa. Esimerkki 9 5 gramman näytteeseen nemaattista nestekidettä lisättiin 0,005 g 10-prosenttista Quilon Μ-liuosta, joka on DuPontin valmistamaa kromisteryylikompleksia, yhdessä 3 gramman kloroformia kanssa. Tulokseksi saatu materiaali homogenoitiin alhaisessa viskositeetissa 15 grammalla 22-prosenttista Gelvatol 20/30 PVA-vesiliuosta (loppu 78 % Gelvatol-liuosta oli vettä).An example of such a material 200 is shown below. Example 9 To a 5 gram sample of a nematic liquid crystal was added 0.005 g of a 10% solution of Quilon Μ, a chromisteryl complex prepared by DuPont, together with 3 grams of chloroform. The resulting material was homogenized at low viscosity with 15 grams of a 22% Gelvatol 20/30 aqueous PVA solution (the remaining 78% Gelvatol solution was water).

Tulos oli koteloitu nestekide, jossa kotelon seinä reagoi ς)ιιϊ1οη M:n kanssa muodostaakseen liukenemattoman kuoren.The result was an encapsulated liquid crystal in which the enclosure wall reacted with ς) ιιϊ1οη M to form an insoluble shell.

Tarkastelussa polaroidulla valolla todettiin, että kotelon seinä kohdisti nestekiteen säteittäiseen suuntaan.Examination with polarized light revealed that the wall of the housing aligned the liquid crystal in the radial direction.

47 b 931147 b 9311

Mylar-kannatusaineelle, jolla jo oli Intrex-elektrodi, levitettiin kalvo, kuten edellä, käyttäen kaavinta, jonka raon asetus oli 0,127 mm. Tuloksena saadun kalvon paksuus kuivana oli 0,025 mm. Kiinnitettiin apuelektrodi. Materiaali alkoi kotelossa suuntautua 10 voltissa ja oli täysin suuntautunut 40 voltissa. Suuntaus oli kuin kuviossa 3 edellä.A film was applied to the Mylar support, which already had an Intrex electrode, as above, using a scraper with a gap setting of 0.127 mm. The thickness of the resulting film when dry was 0.025 mm. An auxiliary electrode was attached. The material in the housing began to orient at 10 volts and was fully oriented at 40 volts. The trend was as in Figure 3 above.

Keksintöä voidaan käyttää monella eri tavalla datan, merkkien, tietojen, kuvien jne. näyttämiseen sekä suuressa että pienessä mittakaavassa. Keksinnön suositun suoritusmuodon ja parhaan käytännön mukaan sijoitetaan nestekidemateriaali kannatusai-neeseen 12 vain niille alueille, minne merkit jne. on muodostettava. Vaihtoehtoisesti voi kerros 61 ulottua poikki koko kannatusaineen 12 ja vain niillä alueilla, joilla merkit on näytettävä, on elektrodit kenttä/kentät.tömän tilan ohjaamiseksi nestekidekerroksen 61 lähellä olevissa osissa. Optisena sulkijana voidaan keksintöä käyttää säätämään katselupuolelta nähdyn valon tehollista ja/tai näkyvää kirkkautta. Haluttaessa voidaan myös käyttää monia muita rakenteita, jotka käyttävät hyväksi tämän keksinnön mukaisen täydellisen sisäisen heijastumisen aikaansaamaa parannetun hajonnan ja/tai optisen interferenssin periaatteita.The invention can be used in many different ways to display data, characters, data, images, etc. on both large and small scale. According to a preferred embodiment of the invention and best practice, the liquid crystal material is placed in the support material 12 only in those areas where the marks, etc. are to be formed. Alternatively, the layer 61 may extend across the entire support 12 and only those areas where the indicia are to be displayed have electrodes to control this space in the portions near the liquid crystal layer 61. As an optical shutter, the invention can be used to adjust the effective and / or visible brightness of the light seen from the viewing side. If desired, many other structures can also be used that take advantage of the principles of enhanced scattering and / or optical interference provided by the complete internal reflection of this invention.

Viitaten nyt kuvioon 18 esitetään siinä tämän keksinnön mukainen nestekidelaite 310. Laite 310 käsittää koteloidun nestekiteen 311, jota kannattaa kiinnityssubstraatti, jonka poikki voidaan elektrodien 313 ja 314 kautta ohjata sähkökenttä.Referring now to Figure 18, there is shown a liquid crystal device 310 in accordance with the present invention. The device 310 comprises an encapsulated liquid crystal 311 supported by a mounting substrate across which an electric field can be guided through electrodes 313 and 314.

Elektrodi 313 voi esimerkiksi olla kvantiteetti substraattiin 312 tyhjöpinnoitettua indiumtinaoksidia ja elektrodi 314 voi esimerkiksi olla sähköä johtavaa mustetta. Elektrodin 314 päälle voidaan suojaamistarkoituksessa sijoittaa suojaava kerros tai pinnoite 315, mutta sellainen kerros 315 ei tavallisesti ole tarpeellinen koteloidun nestekiteen 311 tai elektrodin 314 kannattamista tai rajoittamista varten. Jännite voidaan syöttää elektrodeihin 313 ja 314 vaihto- tai tasavirta- 48 jännitelähteestä 316 selektiivisesti suljettavan kytkimen 317 ja sähköjohtojen 318 ja 319 kautta kehittämään sähkökenttä koteloidun nastekiteen 311 poikki kun kytkin 317 suljetaan.For example, the electrode 313 may be a quantity of indium tin oxide vacuum coated on the substrate 312 and the electrode 314 may be, for example, an electrically conductive ink. A protective layer or coating 315 may be placed over the electrode 314 for protection purposes, but such a layer 315 is not usually necessary to support or limit the encapsulated liquid crystal 311 or the electrode 314. Voltage may be applied to the electrodes 313 and 314 from an AC or DC voltage source 316 via a selectively closed switch 317 and electrical leads 318 and 319 to generate an electric field across the encapsulated pin crystal 311 when the switch 317 is closed.

Koteloitu nestekide 311 käsittää kotelon 322 sisätilan 321 rajoissa säilytettyä nestekidemateriaalia 320. Tämän keksinnön suositun suoritusmuodon ja parhaan käytännön mukaan on kotelo yleisesti pallomainen. Keksinnön periaatteet ovat kuitenkin voimassa, vaikka kotelo 322 on muunkin kuin pallon muotoinen. Sellaisen muodon tulee tarjota ne halutut optiset ja sähköiset ominaisuudet, kuten taitekerroin, jotka sopivat tyydyttävästi yhteen nestekiteen 320 optisten ominaisuuksien kanssa, ja sallia riittävän osan sähkökenttää kulkea itse nestekidemateriaalin 320 poikki nestekiteen halutun kohdistuksen aikaansaamiseksi, kun sen halutaan olevan kenttätilassa. Kotelon 322 suositun pallomaisen muodon erästä nimenomaista etua selitetään alempana ottaen huomioon sen vaikutus nestekiderakenteen vääristymiseen.The encapsulated liquid crystal 311 comprises a liquid crystal material 320 stored within the interior 321 of the housing 322. According to a preferred embodiment and best practice of the present invention, the housing is generally spherical. However, the principles of the invention apply even if the housing 322 is non-spherical. Such a shape should provide those desired optical and electrical properties, such as refractive index, that satisfactorily match the optical properties of the liquid crystal 320, and allow a sufficient portion of the electric field to pass across the liquid crystal material 320 itself to achieve the desired alignment of the liquid crystal when in the field. A particular advantage of the preferred spherical shape of the housing 322 is explained below in view of its effect on the distortion of the liquid crystal structure.

Kiinnityssubstraatti 312, elektrodit 313 ja 314 sekä suojapin-noite 315 voivat olla optisesti läpäiseviä, niin että neste-kidelaite 310 voi säätää valon kulkua sen läpi reaktiona siitä, onko sähkökenttä kytketty poikki elektrodien ja sen vuoksi poikki koteloidun nestekiteen 311 vai ei. Vaihtoehtoisesti voi kiinnityssubstraatti olla optisesti heijastava tai sen päällä voi olla optisesti heijastava pinnoite, niin että sellainen heijastava pinnoite heijastaa suojapinnoitteen 315 läpi tulevaa valoa riippuen siitä, kulkeeko koteloidun nestekiteen 311 kautta sähkökenttä vai ei.The mounting substrate 312, the electrodes 313 and 314, and the protective coating 315 may be optically transmissive so that the liquid crystal device 310 can control the passage of light therethrough in response to whether or not an electric field is connected across the electrodes and therefore across the encapsulated liquid crystal 311. Alternatively, the mounting substrate may be optically reflective or may have an optically reflective coating thereon, such that such reflective coating reflects light coming through the protective coating 315 depending on whether or not an electric field passes through the encapsulated liquid crystal 311.

Keksinnön suositun suoritusmuodon ja parhaan käytännön mukaan sijoitetaan kiinnityssubstraattiin 312 useita koteloituja nestekiteitä 311 siten, että koteloidut nestekiteet tarttuvat kiinnityssubstraattiin 312 tai jakopintamateriaaliin, kuten elektrodiin 313, niin että kiinnityssubstraatti 312 kannattaa niitä ja pitää niitä paikallaan muihin koteloituihin nestekiteisiin 311 nähden. Kotelointiaine, josta kotelo 322 on tehty 49 8 9 311 on myös sopivaa sitomaan tai muuten tartuttamaan kapseli 322 substraattiin 312. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää muuta sidonta-ainetta (ei esitetty) tartuttamaan koteloidut neste-kiteet 311 substraattiin 312. Koska kotelot 322 on tartutettu substraattiin 312 ja koska kukin kotelo tarjoaa tarpeellisen kiinnityksen nestekidemateriaalille 320, ei toinen kiinnitys-substraatti, joka tekniikan tason nestekidelaitteissa tyypillisesti tarvittiin, ole tavallisesti tarpeen. Jotta elektrodia kuitenkin voitaisiin suojata naarmuun t.umi sei ta, sähkökemialliselta kulumiselta, esimerkiksi hapettumiselta, tai vastaavalta, voidaan nestekidelaitteen 310 sille sivulle, joka on vastapäätä kiinnityssubstraattia 312, sijoittaa suojapinnoite 315, kiin-nityssubst.raatin 312 tarjotessa halutun fysikaalisen suojan omalle puolelleen laitetta 310.According to a preferred embodiment of the invention and best practice, a plurality of encapsulated liquid crystals 311 are placed on the attachment substrate 312 so that the encapsulated liquid crystals adhere to the attachment substrate 312 or a sharing surface material such as an electrode 313 so that the attachment substrate 312 supports and holds them in place. The encapsulant from which the housing 322 is made is also suitable for binding or otherwise adhering the capsule 322 to the substrate 312. Alternatively, another binder (not shown) may be used to adhere the encapsulated liquid crystals 311 to the substrate 312. Since the housings 322 are adhered to the substrate 312 and since each housing provides the necessary attachment to the liquid crystal material 320, the second attachment substrate typically required in prior art liquid crystal devices is not usually necessary. However, in order to protect the electrode from scratches, electrochemical wear, e.g., oxidation, or the like, a protective coating 315 may be placed on the side of the liquid crystal device 310 opposite the mounting substrate 312, the mounting substrate 312 providing a desired physical protection. 310.

Koska koteloidut nestekiteet 311 ovat suhteellisen varmasti tarttuneet substraattiin 312 ja koska, kuten edellä mainittiin, lisäsubstraattia ei tavallisesti tarvita, voidaan elektrodi 314 kiinnittää suoraan koteloituihin nestekiteisiin 321.Because the encapsulated liquid crystals 311 adhere relatively securely to the substrate 312 and because, as mentioned above, no additional substrate is usually required, the electrode 314 can be attached directly to the encapsulated liquid crystals 321.

Kuviossa 19 esitetään suurennettu osittainen leikkauskuva osasta 322 nestekidenäytössä, esimerkiksi kuten kahdeksikko 101 ja substraatti 12 kuviossa 9. Kuten kuviossa 19 nähdään, on substraatin 12 (312 kuviossa 19), joka voi olla paksuudeltaan 0,025 mm, pinnalle pinnoitettu 200 Angströmin paksuinen elektro-dikerros 333, joka voi olla indiumtinaoksidia tai muuta sopivaa elektrodimateriaalia, kuten kultaa, alumiinia, tinaoksidia, antimonitinaoksidia jne. Elektrodipinnalle 333 on suoraan sijoitettu ja tartutettu yksi tai useampia kerroksia 334, joissa on useita koteloituja nestekiteitä 311. Suositun suoritusmuodon ja parhaan käytännön mukaan saadaan sellainen tartunta aikaan eri kotelot 322 muodostavalla kotelointiai-neella, vaikka, kuten edellä mainittiin, sellaisiin tartuttamis-tarkoituksiin voidaan käyttää lisäksi tulevaa tartunta- tai sidonta-ainetta. Kerroksen 334 paksuus voi olla esimerkiksi noin 8-254 mikronia, mieluummin 18-102 mikronia, mieluimmin 50 b 9 311 20-30 mikronia, erityisesti 25 mikronia. Myös muita paksuuksia voidaan käyttää, riippuen muunmuassa kyvystä tehdä ohutta kalvoa ja kalvon läpilyöntiominaisuuksista. Kerrokselle 334 pinnoitetaan toinen elektrodikerros 335 joko suoraan materiaaliin, josta kotelot 322 on tehty tai vaihtoehtoisesti lisäsidos-materiaaliin, jota käytettiin sitomaan yksittäiset koteloidut nestekiteet 311 toisiinsa ja kiinnityssubstraattiin 312. Elektrodikerroksen 335 paksuus voi olla esimerkiksi noin 13 mikronia ja se voi olla tehty esimerkiksi sähköä johtavasta painomusteesta tai materiaaleista, jotka edellä mainittiin kerrosta 333 varten. Kuten kuviossa 19 esitetään, voi näytössä olla suojakerros 336 tarkoituksiin, jotka selitettiin edellä liittyen pinnoitteeseen 15 kuviossa 18.Fig. 19 is an enlarged partial sectional view of a portion 322 on a liquid crystal display, e.g., as an octagon 101 and a substrate 12 in Fig. 9. As seen in Fig. 19, a 200 Angstrom thick electrode layer 333 is coated on a surface of a substrate 12 (312 in Fig. 19). , which may be indium tin oxide or other suitable electrode material such as gold, aluminum, tin oxide, antimony tin oxide, etc. One or more layers 334 having a plurality of encapsulated liquid crystals 311 are directly placed and adhered to the electrode surface 333. According to a preferred embodiment and best practice with the encapsulant forming the various housings 322, although, as mentioned above, an additional adhesive or bonding agent may be used for such adhesion purposes. The thickness of the layer 334 may be, for example, about 8-254 microns, preferably 18-102 microns, more preferably 50 b 9 311 20-30 microns, especially 25 microns. Other thicknesses can also be used, depending on, among other things, the ability to make a thin film and the puncture properties of the film. The second electrode layer 335 is coated on the layer 334 either directly on the material from which the housings 322 are made or alternatively on the additional bonding material used to bond the individual encapsulated liquid crystals 311 to each other and the attachment substrate 312. The electrode layer 335 may be about 13 microns thick and electrically conductive. printing ink or materials mentioned above for layer 333. As shown in Figure 19, the display may have a protective layer 336 for the purposes described above in connection with the coating 15 in Figure 18.

Eräs tämän, koteloituja nestekiteitä 311 käyttävän, keksinnön piirre on, että monikäyttöinen substraatti voidaan saada näyttämään käytännöllisesti katsoen mitä tahansa näyttöä funktiona vain nestekidemateriaalille painettujen sähköäjohtavasta paino-musteesta tehtyjen elektrodien selektiivisistä segmenteistä.One feature of this invention using encapsulated liquid crystals 311 is that the multi-purpose substrate can be made to display virtually any display as a function of selective segments of electrically conductive printing electrodes printed only on the liquid crystal material.

Tässä tapauksessa voidaan substraatin 312 koko pinta 331 pinnoittaa elektrodimateriaalilla 333, ja vieläpä tuon elektro-dimateriaalin koko pinta voidaan pinnoittaa olennaisesti siihen liittyvästi koteloiduista nestekiteistä 311 muodostuvalla kerroksella 334. Sen jälkeen voidaan elektrodisegmenttien kuvio painaa sähköä johtavalla painomusteella 335 haluttuihin kohtiin kerroksella 334. Yksi ainoa sähköjohto voi liittää pinnan 331 jännitelähteeseen ja vastaavat sähköjohdot voivat kytkeä vastaavat sähköäjohtavan painomusteen vastaavat segmentit vastaavien ohjattujen kytkimien kautta sellaiseen jännitelähteeseen. Vaihtoehtoisesti voidaan koteloidut nestekiteet 311 ja/tai elektrodimateriaali 333 sijoittaa pintaan 331 vain niille alueille joihin näyttösegmentit halutaan. Mahdollisuus sijoittaa koteloitu nestekide vain halutulle alueelle tai useille alueille kuten näytön segmenteille olennaisesti tavanomaisilla menetelmillä (kuten esimerkiksi silkkipainamalla tai muilla painomenetelmillä) on erityisen houkutteleva verrattuna tekniikan tasoon, jonka ongelmana on nestekiteiden säilyttäminen litteiden levyjen välissä.In this case, the entire surface 331 of the substrate 312 may be coated with an electrode material 333, and even the entire surface of that electrode material may be coated with a layer 334 of substantially associated encapsulated liquid crystals 311. Thereafter, the electrode segment pattern may be printed with electrically conductive printing ink 335. may connect the surface 331 to a voltage source, and the respective electrical wires may connect the respective segments of the electrically conductive printing ink via respective controlled switches to such a voltage source. Alternatively, the encapsulated liquid crystals 311 and / or the electrode material 333 may be placed on the surface 331 only in those areas where the display segments are desired. The ability to place the encapsulated liquid crystal only in the desired area or in several areas such as display segments by substantially conventional methods (such as screen printing or other printing methods) is particularly attractive compared to the prior art which has the problem of storing liquid crystals between flat plates.

51 8 9 31 151 8 9 31 1

Kerroksessa 334 olevien nestekiteiden tehtävänä on vaimentaa tai olla vaimentamatta niihin tulevaa valoa riippuen siitä, kulkeeko niiden poikki sähkökenttä tai ei. Nestekidemateriaa-lissa on mieluummin pieokroista väriainetta liuoksena saamaan aikaan absorptiolla olennaisen vaimennuksen "kentättömässä" t ilassa, mutta olemaan riittävän läpinäkyvä "kent.tä"-tilassa. Mainittu sähkökenttä voi esimerkiksi olla sellainen, joka syntyy kun nestekidelaitteen 10' yksittäisessä segmentissä, kuten segmentissä 101a elektrodikerrososat 333 ja 335 kytketään sähkö-jännitelähteeseen. Koteloitujen nestekiteiden 311 kytkemiseen kentättömästä (magnetoitumattomasta) tilasta kenttä- (magnetoi-tuun) tilaan tarvittavan sähkökentän suuruus voi olla funktio useista parametreista, joihin kuuluu esimerkiksi yksittäisten koteloiden halkaisija sekä kerroksen 334 paksuus, mikä vuorostaan voi riippua yksittäisten koteloiden 322 halkaisijasta, ja sellaisten koteloiden lukumäärästä kerroksen 334 paksuussuunnassa.The function of the liquid crystals in the layer 334 is to attenuate or not to attenuate the light entering them depending on whether or not an electric field passes across them. The liquid crystal material preferably contains a piezocratic dye in solution to provide substantial absorption attenuation in the "fieldless" state, but to be sufficiently transparent in the "field" state. Said electric field may, for example, be one which is generated when the electrode layer portions 333 and 335 are connected to an electric voltage source in a single segment of the liquid crystal device 10 ', such as segment 101a. The magnitude of the electric field required to connect the encapsulated liquid crystals 311 from the non-field (magnetized) state to the field (magnetized) state may be a function of several parameters including, for example, the diameter of the individual enclosures and the thickness of layer 334, which in turn may depend on the diameter of individual enclosures 322. in the thickness direction of layer 334.

On selvää, että koska nestekidemateriaali on suljettu vastaaviin koteloihin 322 ja koska yksittäiset koteloidut nestekiteet 311 on kiinnitetty substraattiin 312, on nestekidelaitteen 10' tai minkä tahansa tämän keksinnön mukaisia koteloituja nestekiteitä käyttävän nestekidelaitteen koko käytännöllisesti rajoittamaton. Niillä alueilla, joilla tarkoituksena on saada aikaan muutos sellaisen laitteen koteloitujen nestekiteiden optisissa ominaisuuksissa reaktiona kentättömään tai kenttätilaan, on luonnollisesti oltava elektrodeja tai muita välineitä sopivan sähkökentän kohdistamiseksi sellaisiin neste-kiteisiin .It will be appreciated that because the liquid crystal material is enclosed in the respective housings 322 and because the individual encapsulated liquid crystals 311 are attached to the substrate 312, the size of the liquid crystal device 10 'or any liquid crystal device using the encapsulated liquid crystals of this invention is substantially unlimited. Areas intended to effect a change in the optical properties of the encapsulated liquid crystals of such a device in response to a field or field space must, of course, have electrodes or other means for applying a suitable electric field to such liquid crystals.

Elektrodikerros 333 voidaan kiinnittää substraattiin 312 höyrystämällä, tyhjöpinnoituksella, metalloimalla, painamalla tai jollain muulla tavanomaisella tekniikalla. Lisäksi voidaan koteloiduista nestekiteistä 311 muodostuva kerros 334 kiinnittää esimerkiksi raina- tai syväpainotela- tai kääntö-telapainomenetelmillä. Myös elektrodikerros 335 voidaan kiinnittää eri paino-, suihkupaino- tai muilla menetelmillä. Haluttaessa voidaan elektrodikerros 333 tehdä substraatin 312 52 1/9311 täytenä päällystyksenä, kuten Mylarina, kuten edellä selitettiin, osana prosessia, jossa Mylar-kalvomateriaali valmistetaan, ja myös kerros 334 voidaan kiinnittää osana sellaista valmistusprosessia.The electrode layer 333 can be attached to the substrate 312 by evaporation, vacuum coating, metallization, pressing, or some other conventional technique. In addition, the layer 334 formed of encapsulated liquid crystals 311 can be attached by, for example, web or gravure roll or reversing roll printing methods. The electrode layer 335 can also be attached by various printing, jet printing or other methods. If desired, the electrode layer 333 may be made as a full coating of the substrate 312 52 1/9311, such as Mylar, as described above, as part of the process in which the Mylar film material is made, and also the layer 334 may be attached as part of such a manufacturing process.

Nyt on lisäksi havaittu, että kun kotelossa 32 (kuvio 2) olevaan nestekidemateriaaliin 30 on liuotettu pleokroista väriainetta, ei sellainen väriaine, jonka myös tavallisesti odotetaan olevan herkkä optiselle polaroinnille, ei enää olekaan polarointiherkkä, koska väriaine pyrkii noudattamaan samaa kaarevaa suuntausta tai vääristymää, joka nestekiderakenteella on. Tässä on todettu, että kotelossa 32 vääristää epäjatkuvuus-kohta 55 edelleen nestekiderakennetta, mikä vuorostaan edelleen vähentää sitä mahdollisuutta, että nestekidemateriaali 30 olisi herkkää tulevan valon optiselle polaroinnille. Nestekide-rakenteen ja pleokroisen väriaineen ollessa riittävän vääristyneitä laskostuakseen itsensä päälle yleisesti esimerkiksi kuviossa 2 esitetyllä tavalla, absorboi koteloitu nestekide tavallisesti valon tai estää sitä kulkemasta lävitseen, kun koteloidun nestekiteen ja erityisesti sen nestekidemateriaalin poikki ei vaikuta sähkökenttä.It has now further been found that when a pleochro dye is dissolved in the liquid crystal material 30 in the housing 32 (Fig. 2), a dye which is also normally expected to be sensitive to optical polarization is no longer polar sensitive because the dye tends to follow the same curved orientation or distortion. the liquid crystal structure has. Here, it has been found that the discontinuity point 55 in the housing 32 further distorts the liquid crystal structure, which in turn further reduces the possibility that the liquid crystal material 30 would be sensitive to the optical polarization of the incoming light. When the liquid crystal structure and the pleochro dye are sufficiently distorted to fold on themselves generally, for example as shown in Figure 2, the encapsulated liquid crystal usually absorbs light or prevents it from passing through when the encapsulated liquid crystal, and in particular its liquid crystal material, is not affected by an electric field.

Kuitenkin, kun koteloidun nestekiteen poikki vaikuttaa sähkökenttä kuviossa 3 esitetyllä tavalla, kohdistuvat nestekide ja sen kanssa liuoksena oleva pleokroinen väriaine reaktiona sähkökenttään kuviossa esitetyllä tavalla. Sellainen kohdistuminen sallii valon kulkea koteloidun nestekiteen 11 läpi.However, when an electric field acts on the encapsulated liquid crystal as shown in Fig. 3, the liquid crystal and the pleochro dye in solution therewith are exposed to the electric field as shown in the figure. Such alignment allows light to pass through the encapsulated liquid crystal 11.

Nestekidelaitteen, kuten kuviossa 9 esitetynf joka käsittää koteloituja nestekiteitä 11, joissa on pleokroista väriainetta, kontrastiominaisuuksien optimoimiseksi, ja tarkemmin sanoen ko-telointiaineesta nestekidemateriaaliin, ja kääntäen, kulkevan tulevan valon taittumisesta aiheutuvan optisen vääristymisen välttämiseksi tulee kotelointiaineen taitekertoimen ja nestekidemateriaalin tavallisen taitekertoimen sopia yhteen, niin että ne ovat niin paljon kuin mahdollista samat. Kertoimien 53 £9311 yhteensopivuuden läheisyys riippuu laitteen halutusta kontras-tiasteesta ja läpäisevyydestä, mutta kiteen tavallinen taitekerroin ja aineen kerroin poikkeavat mieluummin enintään 0,1, mieluimmin 0,01, erityisesti 0,001. Sallittu ero riippuu kotelokoosta ja laitteen aiotusta käytöstä. Searsin julkaisu "Optics", jonka Addison-Wesley on kustantanut, sisältää perusteellisen tarkastelun edellä olevalle relevantista kahtais-taittoisuudesta, ja sen tekstin relevantit osat on oheistettu viittauksena.In order to optimize the contrast properties of a liquid crystal device such as that shown in Fig. 9 comprising encapsulated liquid crystals 11 having a pleochro dye, and more specifically from the encapsulant to the liquid crystal material, and vice versa, that they are as much as possible the same. The proximity of the 53 £ 9311 compatibility factors depends on the desired degree of contrast and permeability of the device, but the standard refractive index of the crystal and the material factor preferably differ by no more than 0.1, more preferably 0.01, especially 0.001. The permissible difference depends on the size of the housing and the intended use of the device. Sears ’publication,“ Optics, ”published by Addison-Wesley, contains an in-depth review of the two-folds relevant to the above, and the relevant parts of its text are enclosed with reference.

Kuitenkin, kun kenttä ei vaikuta, on taitekertoimissa eroa nestekiteen ja kotelon seinän rajalla, mikä johtuu siitä, että nestekiteen erikoinen taitekerroin on suurempi kuin kotelointi-aineen. Tämä aiheuttaa taittumista tuossa jakopinnassa tai rajassa ja siten lisää hajaantumista ja on syy, miksi nemaat-tinen koteloitu nestekidemateriaali tämän keksinnön mukaan toimii erityisesti valon läpäisyn estämiseksi silloinkin, kun ei käytetä pleokroista väriainetta, vaikkakin käytettäessä sellaista väriainetta tapahtuu kotelossa hajonneen valon huomattavaa absorboitumista.However, when the field is not affected, there is a difference in the refractive indices at the boundary between the liquid crystal and the housing wall, due to the fact that the specific refractive index of the liquid crystal is higher than that of the encapsulant. This causes refraction at that interface or boundary and thus increases scattering and is the reason why the nematic encapsulated liquid crystal material of this invention works particularly to prevent light transmission even when no pleochro dye is used, although such dye absorbs considerable light scatter in the housing.

Tavallisesti sijoitetaan koteloidut nestekiteet 311 substraattiin 312 siten, että yksittäiset koteloidut nestekiteet 311 ovat suhteellisen satunnaisesti kohdistuneet ja mieluummin useita koteloita paksulti, jotta voidaan varmistaa riittävä määrä nestekidemateriaalia saamaan aikaan halutuntasoiset valon pysäyttämis- ja/tai läpäisyominaisuudet esimerkiksi nes-tekidelaitetta 100 tai vastaavaa varten.Typically, the encapsulated liquid crystals 311 are placed on the substrate 312 such that the individual encapsulated liquid crystals 311 are relatively randomly aligned, and preferably a plurality of enclosures thickly, to provide a sufficient amount of liquid crystal material to provide the desired level of light retention and / or transmission properties.

Nestekidelaitteessa, kuten kuviossa 9 esitetyssä laitteessa 100, joka muodostuu pleokroista väriainetta sisältävästä neste-kidemateriaalista 320 keksinnön mukaisten koteloitujen neste-kiteiden 311 muodostamiseksi (kuvio 18), on havaittu, että optisen absorption aste on ainakin suunnilleen sama kuin suhteellisen vapaan (koteloimattoman), pleokroista väriainetta sisältävän, nestekidemateriaalin. Odottamatta on myös havaittu,In a liquid crystal device, such as the device 100 shown in Fig. 9, which consists of a liquid crystal material 320 containing pleochro dye to form encapsulated liquid crystals 311 of the invention (Fig. 18), it has been found that the degree of optical absorption is at least approximately equal to that of relatively free (unencapsulated) pleoc dye-containing liquid crystal material. Unexpectedly, it has also been observed

54 ««H54 «« H

että kun sähkökenttä kytketään, esimerkiksi kuviossa 3 esitetyllä tavalla, on pleokroista väriainetta sisältävän koteloidun nestekidemateriaalin läpikuultavuus tai opasiteetin puute ainakin suunnilleen sama kuin tavallisessa tapauksessa tekniikan tason laitteessa, jossa väriaine on liuoksena suhteellisen vapaan nestekidemateriaalin kanssa.that when the electric field is switched on, for example as shown in Fig. 3, the translucency or lack of opacity of the encapsulated liquid crystal material containing the pleochro dye is at least approximately the same as in the conventional case of a prior art device in which the dye is in solution with a relatively free liquid crystal material.

Kuviossa 20 esitetään piirikaavio, joka esittää piiriä, jonka poikki kuvion 3 sähkökenttä E kehitetään. Sähkökenttä johdetaan jännitelähteestä 316 kun kytkin 317 on suljettu. Kondensaattori 370 esittää koteloidussa nestekiteessä 11, 311 olevan nestekidemateriaalin 30, 320 kapasitanssia kun sellainen sähkökenttä on kuviossa 3 esitetyllä tavalla kytketty. Kondensaattori 371 esittää kotelon seinän 54 kapasitanssia yläalueella (suunta viittaa sopivasti piirustukseen, mutta muuten sillä ei ole erityistä merkitystä). Kondensaattori 372 esittää samalla tavoin kotelon, sähkökentän E vaikutukselle alttiina olevan, alaosan kapasitanssia. Kunkin kondensaattorin 370-372 kapasitanssin suuruus on funktio sen materiaalin dielektrisyys-vakiosta (kertoimesta), josta kukin kondensaattori on tehty, sekä niiden tehollisten levyjen etäisyydestä. On toivottavaa, että jännitehäviö kondensaattoreissa 371 ja 372 on pienempi kuin jännitehäviö kondensaattorissa 370, mistä on seurauksena, että suurin osa sähkökentästä E vaikuttaa koteloidussa neste-kiteessä 11, 311 olevaan nestekidemateriaaliin 30 parhaan mahdollisen tuloksen, so. sen nestekiderakenteen kohdistamisen saavuttamiseksi jännitelähteen 316 minimienergiankulutuksella.Fig. 20 is a circuit diagram showing a circuit across which the electric field E of Fig. 3 is generated. The electric field is conducted from the voltage source 316 when the switch 317 is closed. Capacitor 370 shows the capacitance of the liquid crystal material 30, 320 in the encapsulated liquid crystal 11, 311 when such an electric field is connected as shown in Fig. 3. Capacitor 371 shows the capacitance of the housing wall 54 in the upper region (direction suitably refers to the drawing, but otherwise has no particular significance). Capacitor 372 similarly shows the capacitance of the lower part of the housing, which is exposed to the electric field E. The magnitude of the capacitance of each capacitor 370-372 is a function of the dielectric constant (coefficient) of the material from which each capacitor is made and the distance between their effective plates. It is desirable that the voltage drop in capacitors 371 and 372 be less than the voltage drop in capacitor 370, with the result that most of the electric field E affects the liquid crystal material 30 in the encapsulated liquid crystal 11, 311 for the best possible result, i. to achieve alignment of its liquid crystal structure with the minimum energy consumption of the voltage source 316.

On kuitenkin mahdollista, että jännitehäviö toisessa tai molemmissa kondensaattoreissa 371, 372 ylittää jännitehäviön kondensaattorissa 370, mikä on toiminnallisesti hyväksyttävää niin kauan kuin häviö kondensaattorissa (nestekidemateriaali) on riittävän suuri saadakseen aikaan sähkökentän, joka pyrkii kohdistamaan nestekidemateriaalin esimerkiksi kuvion kenttätilaan ja/tai sitä kohti.However, it is possible that the voltage drop in one or both capacitors 371, 372 exceeds the voltage drop in capacitor 370, which is functionally acceptable as long as the loss in the capacitor (liquid crystal material) is large enough to produce an electric field toward the liquid crystal material, e.g.

55 8931155 89311

Esimerkiksi kondensaattorin 371 suhteen on dielektrinen materiaali sitä, mistä seinä 54 on tehty suhteellisen lähellä kotelon 32, 322 yläosaa. Sellaisen kondensaattorin teholliset levyt ovat kotelon seinän uiko- ja sisäpinnat ja sama pitää paikkansa kondensaattoriin 372 kotelon alaosassa. Tekemällä seinä 54 mahdollisimman ohueksi, samalla kun vielä säilytetään riittävä lujuus nestekidemateriaalin suojaamiseksi, voidaan kondensaattoreiden 371 ja 372 suuruus maksimoida, erityisesti verrattuna melko paksuun tai pitkänlaiseen etäisyyteen kotelossa olevan nestekidemateriaalin ylä- ja alaosien välillä, jotka suunnilleen tai ekvivalentisti muodostavat saman määrän levyjä kondensaattorissa 370.For example, with respect to capacitor 371, the dielectric material is that of which wall 54 is made relatively close to the top of housing 32, 322. The effective plates of such a capacitor are the outer and inner surfaces of the housing wall, and the same is true of the capacitor 372 at the bottom of the housing. By making the wall 54 as thin as possible while still maintaining sufficient strength to protect the liquid crystal material, the size of the capacitors 371 and 372 can be maximized, especially compared to the rather thick or long distance between the top and bottom of the liquid crystal material in the housing.

Nestekidemateriaalin 320 dielektrisyysvakion arvo on anisotroop-pinen, minkä vuoksi sellaista arvoa kutsutaan myös dielektrisyys-kertoimeksi. On suosittua, että seinän 54 dielektrisyysvakio ei ole pienempi kuin anisotrooppisen nestekidemateriaalin 20 pienempi dielektrisyyskerroin, jotta olisi helpompi täyttää edellä mainitut ehdot. Koska nestekidemateriaalin tyypillinen pienempi dielektrisyyskerroin on noin 6, osoittaa tämä, että kotelointimateriaalin dielektrisyysvakio on mieluummin vähintään noin 6. Sellainen arvo voi vaihdella laajalti riippuen käytetystä nestekidemateriaalista, ja voi esimerkiksi olla niinkin pieni kuin noin 3,5 ja niinkin suuri kuin noin 8 yleisesti käytetyillä nestekiteillä.The value of the dielectric constant of the liquid crystal material 320 is anisotropic, which is why such a value is also called the dielectric constant. It is preferred that the dielectric constant of the wall 54 be not less than the lower dielectric constant of the anisotropic liquid crystal material 20 to facilitate meeting the above conditions. Since the liquid crystal material typically has a lower dielectric constant of about 6, this indicates that the encapsulant material preferably has a dielectric constant of at least about 6. Such a value can vary widely depending on the liquid crystal material used, and can be as low as about 3.5 and as high as about 8 commonly used liquid crystals. .

Koteloidulla nestekiteellä 311 on sellaisia piirteitä, että koska nestekiderakenne on vääristynyt ja koska pleokroinen väriaine on samalla tavoin vääristynyt, on koteloitujen neste-kiteiden läpi kulkevan valon absorptio tai estäminen erittäin tehokasta, kun sähkökenttää E ei ole kytketty niiden poikki. Toisaalta, johtuen sekä sähkökentän tehokkaasta käytöstä koteloiduissa nestekiteissä 311 olevan nestekidemateriaalin 320 poikki nestekidemolekyylien ja niiden mukana väriaineen kohdistamiseksi että edellä selitetystä suositusta koteloin!iaineen ja nestekidemateriaalin taittokertoimien yhteensopivuudesta, niin että saapuva valo ei taitu kotelon seinän ja nestekide- ss 89311 materiaalin 320 välisessä jakopinnassa, kun sähkökenttä kytketään, ovat koteloidun nestekiteen 311 optiset läpäisyominai-suudet. hyvät.The encapsulated liquid crystal 311 has such features that since the liquid crystal structure is distorted and the pleochro dye is similarly distorted, the absorption or blocking of light passing through the encapsulated liquid crystals is very effective when the electric field E is not connected across them. On the other hand, due both to the efficient use of the electric field across the liquid crystal material 320 encapsulated in the encapsulated liquid crystals 311 to align the liquid crystal molecules and the dye therewith and to the above-described preferred when the electric field is connected, the encapsulated liquid crystal 311 has optical transmission properties. good.

Koska tavallisesti tarvitaan useita koteloituja nestekiteitä 11, 311 lopullisen nestekidelaitteen, kuten kuvion 9 laitteen 100, konstruoimiseksi ja koska nuo koteloidut nestekiteet yleensä esiintyvät useina kerroksina, on toivottavaa, että nes-tekidemateriaalin dielektrinen anisotropia on suhteellisen suuri, jotta sähkökentän E jännitetarve olisi pienempi. Tarkemmin sanoen tulee kentättömässä tilassa olevan nestekidema-teriaalin dielektrisyyskertoimen, jonka pitää olla melko pieni, ja sähkökentän kohdistaman nestekidemateriaalin dielektrisyyskertoimen, jonka pitää olla suhteellisen suuri, eron olla mahdollisimman suuri vastaten kotelointiaineen dielektrisyysvakiota.Since multiple encapsulated liquid crystals 11, 311 are usually required to construct a final liquid crystal device, such as device 100 of Figure 9, and since those encapsulated liquid crystals generally exist in multiple layers, it is desirable that the dielectric anisotropy of the liquid crystal material be relatively high to reduce the electric field E voltage requirement. More specifically, the difference between the dielectric constant of the liquid crystal material in the fieldless state, which must be quite small, and the dielectric constant of the liquid crystal material subjected to the electric field, which must be relatively large, must be as large as possible corresponding to the dielectric constant of the encapsulant.

Kuten edellä todettiin, tarvitaan sitä pienempi sähkökenttä saamaan aikaan koteloissa olevien nestekidemolekyylien kohdistuminen, mitä suurempi koteloiden koko on. Kuitenkin on reaktioaika sitä pitempi, mitä suurempi pallo on. Ammattimiehellä ei ole vaikeuksia, ottaen huomioon tämän esityksen, määritellä kotelon sopiva optimikoko jotain määrättyä sovellutusta varten.As stated above, the smaller the size of the housings, the smaller the electric field required to cause the liquid crystal molecules in the housings to align. However, the larger the ball, the longer the reaction time. One skilled in the art will have no difficulty, in view of this presentation, in determining the appropriate optimum enclosure size for a particular application.

Kotelointiaineen,josta kotelot tehdään, tulee olla sen tyyppistä, että nestekidemateriaali tai pleokroinen väriaine eivät olennaisesti siihen vaikuta ja että se ei reagoi niiden kanssa tai muuten kemiallisesti vaikuta niihin. Väriaineen tulee liueta nestekidemateriaaliin, eikä kotelointiaine saa absorboida sitä. Jotta lisäksi saavutettaisiin kotelointiaineen haluttu, suhteellisen suuri impedanssi, tulee sellaisen aineen olla suhteellisen puhdasta. Erityisesti, kun kotelointiaine valmistetaan vesipitoisena dispersiona tai ionipolymerisaationa jne., on tärkeätä, että (sähköä johtavien) ioniepäpuhtauksien määrä on mahdollisimman pieni.The encapsulant from which the enclosures are made should be of a type that is not substantially affected by, reacted with or otherwise chemically affected by the liquid crystal material or the pleochro dye. The toner should dissolve in the liquid crystal material and should not be absorbed by the encapsulant. In addition, in order to achieve the desired relatively high impedance of the encapsulant, such material must be relatively pure. In particular, when the encapsulant is prepared as an aqueous dispersion or ion polymerization, etc., it is important that the amount of (electrically conductive) ionic impurities be as small as possible.

Esimerkkejä pleokroisista väriaineista, jotka sopivat käytettäviksi tämän keksinnön mukaisissa koteloiduissa nestekiteissä 57 8 931 1 11, ovat indofenolisininen, sudaninmusta B, sudan 3, sudan 2, D-37, D-43 ja D-85, joita valmistaa edellä identifioitu E. Merck.Examples of pleochroic dyes suitable for use in the encapsulated liquid crystals 57 8 931 1 11 of this invention include indophenol blue, Sudan black B, Sudan 3, Sudan 2, D-37, D-43 and D-85, manufactured by E. Merck, identified above.

Esimerkki 10 0, 45-prosenttist.a pleokroista väriainetta sudaninmusta B liuotettiin nestekiteeseen, joka muodostui aromaattisista estereistä. Sellaista materiaaliseosta myy American Liquid Xtal Chemical Corp., Kent, Ohio kaupallisesti nimellä NMB250.Example 10 0.45% of the pleochro dye Sudan Black B was dissolved in a liquid crystal formed of aromatic esters. Such a material mixture is sold by American Liquid Xtal Chemical Corp., Kent, Ohio under the trade name NMB250.

Sellaista materiaalia sekoitettiin 7-prosenttiseen polyvinyyli-alkoholiin, joka oli puhdistettu kaikkien suolojen poistamiseksi. Liuos tehtiin myös käyttäen ASTM-lOO-vettä. Tulokseksi saatu seos pantiin kolloidimyllyyn, jonka kartioraon asetus oli 0,1 mm, ja materiaalia jauhettiin neljä minuuttia, jotta hiukkasten suspensiokoko olisi tullut melko yhdenmukaiseksi.Such material was mixed with 7% polyvinyl alcohol, purified to remove all salts. The solution was also made using ASTM-100 water. The resulting mixture was placed in a colloid mill with a cone gap setting of 0.1 mm, and the material was ground for four minutes to make the particle suspension size fairly uniform.

Tulos oli stabiili emulsio, jonka suspensiohiukkaskoko oli noin 3 mikronia. Emulsio valettiin Mylar-kalvolle, joka oli 2 esipinnoitettu 31 ohmi/cm :n kerroksella Sierraciniltä ostettua indiuratinaoksidielektrodia. Emulsiomateriaalin levittämiseen Mylar-kalvon elektrodipinnoitetulle puolelle käytettiin kaavinta.The result was a stable emulsion with a suspension particle size of about 3 microns. The emulsion was cast on a Mylar film 2 precoated with a 31 ohm / cm layer of indiuratin oxide electrode purchased from Sierracin. A scraper was used to apply the emulsion material to the electrode coated side of the Mylar film.

Sellaiselle elektrodille asetettiin 178 mikronin kerros emulsio-materiaalia ja annettiin sen kuivua 20 mikronin kokonaispaksuuteen. Sen jälkeen asetettiin toinen kerros samaa emulsiota ensimmäiselle, mistä oli tuloksena 40 mikronin yhdistelmä-kerros, jossa oli pieniä nestekidepisaroita polyvinyylialkoholi-matriisissa. Koteloidut nestekiteet voidaan mieluummin laskea yhtenä ainoana kerroksena, jonka paksuus on yksi tai useampia koteloita.A 178 micron layer of emulsion material was placed on such an electrode and allowed to dry to a total thickness of 20 microns. A second layer of the same emulsion was then applied to the first, resulting in a 40 micron composite layer with small liquid droplets in the polyvinyl alcohol matrix. The encapsulated liquid crystals may preferably be lowered as a single layer having a thickness of one or more enclosures.

Siten tehtyä nestekidelaitetta, joka käsitti Mylar-kerroksen, elektrodin ja koteloituja nestekiteitä, koestettiin sitten kytkemällä sähkökenttä, minkä jälkeen materiaali muuttui mustasta lähes täysin läpinäkyväksi. Materiaalin katselukulma, so. kulma, jossa valo läpäisi, oli erittäin suuri, ja kontrastisuhde 58 89311 50 voltin sähkökentällä oli 7:1. Kytkentänopeus oli noin 2 millisekuntia kiinni ja noin 4 millisekuntia auki.The liquid crystal device thus made, comprising a Mylar layer, an electrode, and encapsulated liquid crystals, was then tested by applying an electric field, after which the material changed from black to almost completely transparent. Material viewing angle, i.e. the angle at which the light transmitted was very large, and the contrast ratio of 58,893,11 in a 50-volt electric field was 7: 1. The switching speed was about 2 milliseconds closed and about 4 milliseconds open.

Esimerkki 11Example 11

Esimerkissä käytettiin 900 g 7-prosenttista korkeaviskoosista, täysin hydrolysoitua polymeeriä (American Liquid Xtal Chemical Corporationin SA-72), 100 g saman valmistajan nemaattista nes-tekidemateriaalia 8250, 0,45 g C26510 sudaninmusta B:tä ja 0,15 g C26100 sudan kolmea (kaksi viimemainittua aineosaa olivat pleokroisia väriaineita). Polymeeri punnittiin dekantte-rilasissa. Nestekide punnittiin, asetettiin keittolevylle ja lämmitettiin hitaasti. Väriaine punnittiin vaa'alla ja lisättiin erittäin hitaasti nestekiteeseen, jota hämmennettiin, kunnes kaikki väriaine oli liuennut.In the example, 900 g of 7% high viscosity, fully hydrolyzed polymer (American Liquid Xtal Chemical Corporation SA-72), 100 g of nematic liquid material 8250 from the same manufacturer, 0.45 g of C26510 Sudan Black B and 0.15 g of C26100 Sudan three (the latter two ingredients were pleochromatic dyes). The polymer was weighed in a beaker. The liquid crystal was weighed, placed on a hot plate and heated slowly. The dye was weighed on a scale and added very slowly to the liquid crystal, which was stirred until all the dye had dissolved.

Nestekiteen ja väriaineen liuos suodatettiin sitten standardi-mallisen Millipore-suodatusjärjestelmän läpi käyttämällä 8 m suodatinpaperia. Suodatettu nestekide- ja väriaineliuos hämmennettiin polymeeriin käyttämällä Teflonpuikkoa. Sellainen seos koteloitiin sijoittamalla se kolloidimyllyyn, jota käytettiin viisi minuuttia. Emulsiokalvo vedettiin sitten sähköä johtavalle polyesteriarkille.The liquid crystal and dye solution was then filtered through a standard Millipore filtration system using 8 m of filter paper. The filtered liquid crystal and dye solution was stirred into the polymer using a Teflon stick. Such a mixture was encapsulated by placing it in a colloid mill which was operated for five minutes. The emulsion film was then drawn onto an electrically conductive polyester sheet.

Käytössä alkoi sellaisen esimerkin nestekiderakenne kohdistua 10 voltin sähkökentässä ja 40 voltissa se saavutti kyllästymis-pisteen sekä optisen maksimiläpäisevyyden.In use, the liquid crystal structure of such an example began to be subjected to an electric field of 10 volts, and at 40 volts it reached the saturation point as well as the maximum optical transmittance.

Esimerkki 12Example 12

Esimerkin 11 menettely suoritettiin käyttämällä samoja aineosia ja vaiheita, paitsi että esimerkin 11 7-prosenttinen polymeeri korvattiin 5-prosenttisella korkeaviskoosisella, täysin hydrolysoidulla polymeerillä, kuten SA-72:11a. Toiminnalliset tulokset olivat samat kuin esimerkissä 2.The procedure of Example 11 was performed using the same ingredients and steps, except that the 7% polymer of Example 11 was replaced with a 5% high viscosity, fully hydrolyzed polymer such as SA-72. The functional results were the same as in Example 2.

Esimerkki 13Example 13

Esimerkin 11 prosessi suoritettiin emulsion tekemiseksi käyttämällä 4 g 20-prosenttista keskiviskoosista, osittain hydro- 59 89 31 1 lysoitua polymeeriä (kuten 405 taulukossa I edellä), 2 g nemaattista nestekidemateriaalia 8250, jossa oli 0,08 % sinipunaista pleokroista väriainetta D-37 (E. Merckin, Länsi-Saksa yksinoikeudella valmistama pleokroinen väriaine) liuoksena nestekiteen kanssa.The process of Example 11 was performed to make an emulsion using 4 g of a 20% medium viscous, partially hydrolyzed polymer (as 405 in Table I above), 2 g of nematic liquid crystal material 8250 with 0.08% purple pleochro dye D-37 ( E. Merck, an exclusive pleochro dye manufactured by West Germany) in solution with a liquid crystal.

Teflonpuikkoa käyttämällä otettiin diapositiivi, ja tarkastuksessa osoittautui koteloiden keskihalkaisijaksi noin 3-4 mikronia. Materiaali suodatettiin Millipore-siiviläsuodatti-men läpi ja otettiin toinen diapositiivi, jolloin tarkastuksessa todettiin, että kotelokoossa oli tapahtunut erittäin vähän muutoksia ensin mainitun tarkastuksen jälkeen.Using a Teflon swab, a slide was taken, and the inspection revealed an average casing diameter of about 3-4 microns. The material was filtered through a Millipore sieve filter and a second slide was taken, at which point the inspection revealed that there had been very little change in the housing size since the first inspection.

Emulsio vedettiin sähköä johtavalle polyesteritukikalvolle kuten esimerkissä 11 käyttäen kaavinta, jonka raon asetus oli 0,127 mm. Käytössä alkoi koteloitu nestekidemateriaali kohdistua 10 voltin sähkökentässä ja oli kyllästynyt 40-60 voltissa.The emulsion was drawn on an electrically conductive polyester backing film as in Example 11 using a scraper with a gap setting of 0.127 mm. In use, the encapsulated liquid crystal material began to subject to an electric field of 10 volts and was saturated at 40 to 60 volts.

Esimerkki 14 Käyttämällä lasisauvaa, joka oli puhdistettu ja pesty deionisoi-dulla ASTM-100-vedellä, hämmennettiin erittäin huolellisesti noin 15 min ajan 2 grammaa 40-prosenttista nemaattista nestekidemateriaalia 8250, johon oli liuotettu 0,08 % pleokroista väriainetta D-37 4 grammaan suolatonta 20 paino-%:n puolittain hydrolysoitua keskiviskoosista polymeeriä. Materiaali ajettiin sitten noin 4 mikronin Millipore-suodatt.imen läpi. Sen jälkeen kun kuplat olivat hävinneet, otettiin diapositiivilevy.Example 14 Using a glass rod purified and washed with deionized ASTM-100 water, 2 grams of 40% nematic liquid crystal material 8250 in which 0.08% of pleochro dye D-37 was dissolved in 4 grams of unsalted liquid was stirred very carefully for about 15 minutes. 20% by weight of a semi-hydrolysed medium viscous polymer. The material was then passed through a Millipore filter of about 4 microns. After the bubbles had disappeared, a slide plate was taken.

Sen jälkeen vedettiin kalvo 0,127 mm:n rakoasetuksella sähköä johtavalle Intrex-elektrodikalvolle, joka oli asetettu Mylar-polyesterikannatusmateriaalille. Käytössä kävi ilmeiseksi, että nestekidemateriaali alkoi kohdistua 5 voltin sähkökentässä. Kontrasti oli hyvä ja nestekidemateriaali oli kyllästynyt 40 voltin sähkökentässä.The film was then drawn with a gap setting of 0.127 mm onto an electrically conductive Intrex electrode film placed on a Mylar polyester support material. In use, it became apparent that the liquid crystal material began to subject in a 5 volt electric field. The contrast was good and the liquid crystal material was saturated in a 40 volt electric field.

60 b 9 31 160 b 9 31 1

Esimerkki 15 Tässä esimerkissä käytettiin 8 grammaa pleokroista väriainetta D-85, joka oli liuotettu difenyylinestekiteeseen E-63. Länsi-Saksan E. Merckin tytäryhtiö British Drug House myy sellaista materiaalia valmiiksi sekoitettuna. Esimerkissä käytettiin myös 16 grammaa 20 %:n keskiviskoosista puolittain hydrolysoitua PVA-polymeeriä kotelointiaineena. Nestekiteen ja polymeerin liuos sekoitettiin huolellisesti käsin polymeeriin hitaasti. Yhdistetty materiaali siivilöitiin sitten alhaisessa viskositeetissä. Otettiin diapositiivi, joka tarkastelussa osoitti kotelokooksi noin 3 mikronia. Kalvo sellaista emulsiota vedettiin sähköä johtavalle polyesteriarkille, kuten edellä, käyttäen 0,127 mm:n asetusta. Kalvon nestekiderakenne alkoi kohdistua noin 6 voltin sähkökentässä ja oli kyllästynyt noin 24 voltissa.Example 15 In this example, 8 grams of pleochro dye D-85 dissolved in diphenyl liquid crystal E-63 was used. British Drug House, a subsidiary of E. Merck in West Germany, sells such material pre-mixed. In the example, 16 grams of 20% medium viscosity semi-hydrolyzed PVA polymer was also used as the encapsulant. The liquid crystal and polymer solution was thoroughly mixed into the polymer by hand slowly. The combined material was then sieved at low viscosity. A slide was taken, which on examination showed a housing size of about 3 microns. A film of such an emulsion was drawn on an electrically conductive polyester sheet as above using a 0.127 mm setting. The liquid crystal structure of the film began to subject to an electric field of about 6 volts and was saturated at about 24 volts.

Esimerkki 16Example 16

Tehtiin seos nemaattisesta nestekiteestä 8250, jossa oli liuenneena 0,08 % pleokroista väriainetta D-37 ja liuoksesta, jossa oli 15 % Gantrez ANl69:ää 85 %:ssa vettä. Seos oli 15 % nestekidettä ja 85 % Gantrez-suoja-ainetta. Seos homogenoitiin alhaisessa viskositeetissä emulsioksi, joka pinnoitettiin, kuten edellä, elektrodi/kannatuskalvolle, jonka paksuus oli 0,030 mm. Sen jälkeen kun emulsio oli kuivattu, reagoi tulokseksi saatu nestekide-emulsio sähkökenttään yleisesti kuten edellä, absorboiden olennaisesti tai ainakin olematta läpäisemättä huomattavasti valoa ollessaan kentättömässä tilassa, niin että läpäisykynnys oli noin 7 volttia ja maksimiläpäisyn kyllästysmiraja oli noin 45 volttia.A mixture of a nematic liquid crystal 8250 with 0.08% pleochro dye D-37 dissolved and a solution of 15% Gantrez AN16 in 85% water was made. The mixture was 15% liquid crystal and 85% Gantrez preservative. The mixture was homogenized at low viscosity to an emulsion which was coated, as above, on an electrode / support film having a thickness of 0.030 mm. After the emulsion was dried, the resulting liquid crystal emulsion generally reacted to the electric field as above, absorbing substantially or at least not significantly transmitting light when in the fieldless state, so that the transmission threshold was about 7 volts and the maximum transmission saturation limit was about 45 volts.

Tämän keksinnön mukaan voivat koteloitujen nestekiteiden 11 valmistukseen, esimerkiksi edellä selitetyllä tavalla, käytettyjen aineosien ominaisuudet olla seuraavat.According to the present invention, the properties of the ingredients used for the preparation of the encapsulated liquid crystals 11, for example as described above, may be as follows.

Nestekidemateriaali. Tätä materiaalia voi olla noin 5-20 % ja mieluummin noin 50 % (ja joissakin tapauksissa enemmänkin, ei 8931 1 riippuen kotelointiaineen luonteesta) mukaanluettuna pleokroi-nen väriaine, 25 tilavuus-% (kun käytetään Gelvatolia kote-lointlaineena) sekoituslaitteeseen, kuten kolloidimyllyyn syötetystä koko liuosmäärästä. Tavallisesti tulisi käytetyn nestekidemateriaalin todellisen määrän ylittää kotelointiaineen, esim. PVA:n, tilavuusmäärä kotelokoon optimoimiseksi.The liquid crystal material. This material may be about 5-20% and preferably about 50% (and in some cases more, not 8931 1 depending on the nature of the encapsulant) including a pleochromatic dye, 25% by volume (when using Gelvatol as an encapsulant) in a mixing device such as a colloid mill. of the total volume of solution. Generally, the actual amount of liquid crystal material used should exceed the volume of encapsulant, e.g., PVA, to optimize the enclosure size.

PVA. Liuoksen PVA-määrän tulisi olla luokkaa noin 5-50 %, ja mahdollisesti enemmänkin, riippuen PVA:n hydrolyysistä ja molekyylipainosta, ja mieluummin, kuten edellä selitettiin, noin 22 %. Jos esimerkiksi PVA:n molekyylipaino on liian suuri, tulee tuloksena olevasta materiaalista lasin kaltaista, erityisesti jos liuoksessa käytetään liikaa PVA:ta. Toisaalta, jos PVA:n molekyylipaino on liian pieni, aiheuttaa liian vähäinen PVA:n käyttö materiaalin liian pienen viskositeetin, eikä tuloksena oleva emulsio pidätä hyvin eivätkä emulsion pienet pisarat jähmety riittävästi halutuiksi pallomaisiksi neste-kiteiksi .PVA. The amount of PVA in the solution should be on the order of about 5-50%, and possibly more, depending on the hydrolysis and molecular weight of the PVA, and preferably, as explained above, about 22%. For example, if the molecular weight of PVA is too high, the resulting material will become glass-like, especially if too much PVA is used in the solution. On the other hand, if the molecular weight of PVA is too low, too little use of PVA causes the viscosity of the material to be too low, and the resulting emulsion does not retain well and the small droplets of the emulsion do not solidify sufficiently into the desired spherical liquid crystals.

Kantoaine. Liuoksen jäljellä olevan osan tulee olla vettä tai muuta, mieluummin haihtuvaa, kantoainetta, kuten edellä selitettiin, minkä kanssa emulsio voidaan tehdä ja laskea tarkoituksenmukaisesti substraatille, elektrodille tai vastaavalle .The carrier material. The remainder of the solution should be water or another, preferably volatile, carrier, as described above, with which the emulsion can be made and applied appropriately to a substrate, electrode, or the like.

On selvää, että koska kovettumattomat kotelot tai pienet pisarat ovat nesteen kannattamia, voidaan käyttää erilaisia tavanomaisia tai muita menetelmiä koteloiden lajittelemiseksi koon mukaan, niin että kotelot voidaan vapauttaa ei-halutusta koosta syöttämällä ne esimerkiksi uudelleen sekoituslaitteen läpi ja niin että lopulta käytettävät kotelot ovat edellä ilmaistuista syistä halutun yhdenmukaisia.It will be appreciated that since uncured enclosures or small droplets are liquid supported, various conventional or other methods may be used to sort the enclosures by size so that the enclosures can be freed from undesired size by re-feeding them through a mixing device and the end-use enclosures. reasons for the desired consistency.

Vaikka kotelointitekniikkaa on selitetty yksityiskohtaisesti viitaten emulgoitumiseen, koska se, että kotelointi- ja side aine ovat samoja, tekee nestekidelaitteiden valmistuksen 62 b 9 31 1 helpoksi, voi erillisten nestekiteiden valmistaminen nestekide-materiaalista olla joskus edullista, ja sellaisten erillisten koteloiden käyttö (sideaineineen) on tämän keksinnön tarkastellun piirin sisäpuolella.Although the encapsulation technique has been described in detail with reference to emulsification because the fact that the encapsulation and binder are the same makes the manufacture of liquid crystal devices 62 b 9 31 1 easy, the production of separate liquid crystals from liquid crystal material can sometimes be advantageous, and the use of such separate enclosures within the scope of the present invention.

Vaikka tässä suosittu keksintö toimii reaktiona sähkökentän kytkemiseen ja poistamiseen, voidaan toiminta saada aikaan myös kytkemällä ja poistamalla magneettikenttä.Although the invention of the present invention functions in response to the activation and removal of an electric field, operation can also be accomplished by activating and removing the magnetic field.

Keksintöä voidaan muun muassa käyttää ohjatun optisen näytön aikaansaamiseksi.Among other things, the invention can be used to provide a controlled optical display.

Claims (52)

1. Vätskekristallapparat (10), kännetecknad av att den innefattar vätskekristallorgan (30) för i första handen se-lektiv 1jusspridning och, som respons pä en utsatt ingäng, ljustransmittering, varvid vätskekristallorganet innefattar ett operationellt nematiskt vätskekristallmaterial med posi-tiv dielektrisk anisotropi, ett bärarmedium (11; 12; 32) för uppbärande av nämnda vätskekristallorgan, varvid nämnda bärarmedium inkluderar ett skyddsmedium för hällande av vätskekristallorganet (30) i ett antal volymer, där nämnda skyddsmedium innefattar en yta för riktning av vätskekristallorganet (30) och ästadkommande av väsentligen isotropisk 1jusspridning i fränvaro av en utsatt ingäng, samt reflexor-gan (18, 19) för effektivisering av intern reflexion hos det ljus, som spritts medelst vätskekristallorganet (30).Liquid crystal apparatus (10), characterized in that it comprises liquid crystal means (30) for primarily selective light scattering and, in response to an exposed input, light transmitting, wherein the liquid crystal means comprises an operational nematic liquid crystal material having a pos. carrier medium (11; 12; 32) for supporting said liquid crystal member, said carrier medium including a protective medium for pouring said liquid crystal member (30) into a plurality of volumes, said protective medium comprising a surface for directing said liquid crystal member (30) and receiving ice liquid. 1 light scattering in the absence of an exposed entrance, and the reflector (18, 19) for streamlining internal reflection of the light scattered by the liquid crystal member (30). 2. Apparat enligt patentkravet 1, kännetecknad av att nämnda vätskekristallorgan och skyddsmedium innefattar ett skikt av inkapslad vätskekristall och dessutom ett elektro-dorgan (13, 14), som är beläget mellan nämnda bärarmedium och nämnda skikt av inkapslad vätskekristall för ästadkommande av ett elektriskt fält och riktning av nämnda vätske- I*·'; kristall i förhällande därtill.Apparatus according to claim 1, characterized in that said liquid crystal means and protective medium comprise a layer of encapsulated liquid crystal and furthermore an electrode member (13, 14) located between said carrier medium and said layer of encapsulated liquid crystal for providing an electric field. and direction of said liquid; crystal in relation thereto. 3. Apparat enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad av att vätskekristallorganet innefattar operationellt nematiskt vätskekristallmaterial, varvid vätskekristallmateria-let har ett vanligt brytningsindex, anpassat tili det hos -- bärarmediumet i närvaro av ett elektriskt fält, och ett onormalt brytningsindex, avvikande frän skyddsmediumetsApparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid crystal means comprises operationally nematic liquid crystal material, wherein the liquid crystal material has a normal refractive index adapted to the carrier medium in the presence of an electric field, and an abnormal refractive index. 74 B 9 311 brytningsindex för ästadkommande av väsentligen isotropisk spridning i fränvaro av ett elektriskt fält.74 B 9 311 refractive index for achieving substantially isotropic scattering in the absence of an electric field. 4. Apparat enligt nägot av patentkraven 1-3, känne-tecknad av att nämnda bärarmedium har en vysida och en där-med motsatt sida, motsvarande media pä nämnda vy- och mot-satta sida, och brytningsindexet hos nämnda bärarmedium är större än brytningsindexet hos mediet pä vy- och den motsat-ta sidan, varvid nämnda reflexionsorgan innefattar en gräns-yta med mediet hos den av nämnda sidor, som ästadkommer total intern reflexion i nämnda bärarmedium av sädant ljus, som inkommer pä en dylik gränsyta i en vinkel överstigande en utsatt ljusvinkelkon, vid vilken ljus kunde transmitteras genom en dylik gränsyta.4. Apparatus according to any one of claims 1-3, characterized in that said carrier medium has a face side and an opposite side, corresponding media on said viewing and opposite side, and the refractive index of said carrier medium is greater than the index of refraction. of the medium on the view and the opposite side, said reflection means comprising an interface with the medium of that of said sides, which provides total internal reflection in said carrier medium of such light entering at such an interface at an angle exceeding an exposed light angle cone at which light could be transmitted through such an interface. 5. Apparat enligt patentkravet 4, kännetecknad av att nämnda vätskekristallorgan verkar i fränvaro av ett elektriskt fält för spridning av en väsentlig ljusmängd i en vinkel överstigande den totala interna reflexionsvinkeln hos nämnda bärarmedium vid en dylik gränsyta.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that said liquid crystal means operates in the absence of an electric field for spreading a substantial amount of light at an angle exceeding the total internal reflection angle of said carrier medium at such an interface. 6. Apparat enligt patentkravet 5, kännetecknad av att nämnda bärarmedium dessutom innefattar en bärare för uppbär-ning av nämnda volymer av vätskekristallorgan i nämnda skyddsmedium.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that said carrier medium further comprises a carrier for supporting said volumes of liquid crystal means in said protective medium. 7. Apparat enligt patentkravet 5, kännetecknad av att bärarmediumets brytningsindex är högre än mediernas bryt-ningsindex pä bäde vy- och den motsatta sidan och nämnda reflexionsorgan innefattar gränsytorna mellan nämnda sidor och sädana media, att total intern reflexion ästadkommes.7. Apparatus according to claim 5, characterized in that the refractive index of the carrier medium is higher than the median refractive index on both the view and the opposite side and said reflection means comprise the interfaces between said sides and such media, that total internal reflection is achieved. 8. Apparat enligt patentkraven 1-7, kännetecknad av att den dessutom innefattar ett riktningsorgan (143) för riktning av inkommande ljus tili nämnda bärarmedium vid dess nämnda motsatta sida, varvid nämnda riktningsorgan innefattar organ för riktning av inkommande ljus i nämnda bärarme- 75 8931 1 dium i en riktning väsentligen utanför den normala betrakt-ningslinjen frän nämnda vysida.Apparatus according to claims 1-7, characterized in that it further comprises a directing means (143) for directing incoming light to said carrier medium at said opposite side, said directing means including means for directing incoming light in said carrier arm. 1 dium in a direction substantially outside the normal line of view from said face. 9. Apparat enligt patentkravet 8, kannetecknad av att nämnda reflexionsorgan innefattar ett gap (80) mellan nämnda bärarmedium och nämnda riktningsorgan för ästadkommande av en total intern reflexionsgränsyta mellan nämnda bärarmedium och gapet.Apparatus according to claim 8, characterized in that said reflection means comprises a gap (80) between said carrier medium and said directing means for providing a total internal reflection interface between said carrier medium and the gap. 10. Apparat enligt patentkravet 9, kännetecknad av att nämnda riktningsorgan innefattar en 1juskontrollerande film med ljustransmitterande och ljusabsorberande delar, varvid absorptionsdelen befinner sig i förhällande tili nämnda gränsyta sä, att den absorberar ätminstone en del av det genom gränsytan transmitterade ljuset.Apparatus according to claim 9, characterized in that said directional means comprises a light-controlling film with light transmitting and light absorbing parts, the absorption part being in relation to said interface such that it absorbs at least part of the light transmitted through the interface. 11. Apparat enligt patentkraven 1-4, kännetecknad av att nämnda vätskekristallorgan innefattar operationellt ne-matiskt vätskekristallmaterial och nämnda skyddsmedium häl-ler det operationellt nematiska vätskekristallmaterialet i form av separata mängder, vrider nämnda vätskekristallmaterial i en icke-parallell riktning i fränvaro av ett elekt-riskt fält, och tilläter en allmänt parallell riktning av dem i närvaro av ett elektriskt fält.11. Apparatus according to claims 1-4, characterized in that said liquid crystal means comprises operationally nematic liquid crystal material and said protective medium pour the operational nematic liquid crystal material in the form of separate amounts, said liquid crystal material rotates in a non-parallel direction in a non-parallel direction. -rich field, and allows a generally parallel direction of them in the presence of an electric field. 12. Apparat enligt patentkravet 11, kännetecknad av att den dessutom innefattar tillsatsmedel (134) i nämnda operationellt nematiska vätskekristallmaterial för päskyndande av dylik förvridning och ätergäng tili slumpmässig riktning vid fränkoppling av ett dylikt elektriskt fält.12. Apparatus according to claim 11, characterized in that it further comprises additives (134) in said operationally nematic liquid crystal material for accelerating such distortion and reversing in random direction upon franking of such an electric field. 13. Apparat enligt patentkravet 11, kännetecknad av att ett dylikt tillsatsmedel innefattar ett kiralt tillsatsmedel.13. Apparatus according to claim 11, characterized in that such an additive comprises a chiral additive. 14. Apparat enligt patentkraven 1-13, kännetecknad av att nämnda bärarmedium har en vysida (20) för emission av ätminstone en del av det genom nämnda vätskekristallorgan isotropiskt spridda ljuset, och nämnda bärarmedium har en i 76 b 9 3 1 1 förhällande till nämnda vysida motsatt sida och dessutom innefattar optiska absorptionsorgan (81) för absorbering av ljus, som transmitteräs genom nämnda motsatta sida av bärar-mediumet.Apparatus according to claims 1-13, characterized in that said carrier medium has a viewing side (20) for emitting at least part of the light isotropically scattered by said liquid crystal means, and said carrier medium has an in relation to said carrier medium. opposite side, and further includes optical absorption means (81) for absorbing light transmitted through said opposite side of the carrier medium. 15. Apparat enligt patentkraven 1-14, k&nnetecknad av att nämnda yta päverkar den naturliga strukturen hos nämnda vätskekristallorgan genom indusering av en vriden riktning därav i fränvaro av en utsatt ingäng och dessutom innefattar medel för att tvinga ätminstone en del av ätminstone nägra av vätskekristallorgan i en riktning väsentligen vinkelrät med nämnda ytdefinierande organ i fränvaro av en dylik utsatt ingäng.Apparatus according to claims 1-14, characterized in that said surface impacts the natural structure of said liquid crystal means by inducing a twisted direction thereof in the absence of an exposed entrance and further comprising means for forcing at least part of the at least some of the liquid crystal means. a direction substantially perpendicular to said surface-defining means in the absence of such exposed entrance. 16. Apparat enligt patentkraven 1-15, kännetecknad av att nämnda reflexionsorgan innefattar organ för reflexion av ljus, spridd av nämnda vätskekristallorgan, tillbaka tili nämnda vätskekristallorgan för visning av relativt klara tecken eller dylikt mot en relativt mörk bakgrund.Apparatus according to claims 1-15, characterized in that said reflection means comprise means for reflecting light, scattered by said liquid crystal means, back to said liquid crystal means for displaying relatively clear signs or the like on a relatively dark background. 17. Vätskekristallstruktur, k&nnetecknad av att den innefattar ett operationellt nematiskt vätskekristallmaterial med en tendens att orienteras i en riktning och tilläta, att ljus passerar därigenom, vid en utsatt ingäng, och ett organ, som definierar en icke-plan yta, vilket organ päverkar vätskekristallorganets naturliga struktur genom att indusera en förvriden riktning därav i fränvaro av en utsatt ingäng, varvid vätskekristallmaterialets optiska transmission väsentligen minskar p.g.a. spridningen eller absorptionen.Liquid crystal structure, characterized in that it comprises an operational nematic liquid crystal material with a tendency to be oriented in a direction and allow light to pass therethrough, at an exposed entrance, and a means defining a non-planar surface, which means affecting the liquid crystal member. natural structure by inducing a distorted direction thereof in the absence of an exposed input, the optical transmission of the liquid crystal material substantially decreasing due to the dispersion or absorption. 18. Apparat enligt patentkravet 17, k&nnetecknad av att det ytdefinierande organet innefattar ett inkapslingsmedium (32), som vrider strukturen hos vätskekristallmaterialet i fränvaro av ett elektriskt fält, varvid inkapslingsmediet innefattar en torkad stabil emulsion.18. Apparatus according to claim 17, characterized in that the surface defining means comprises an encapsulating medium (32) which rotates the structure of the liquid crystal material in the absence of an electric field, the encapsulating medium comprising a dried stable emulsion. 19. Apparat enligt patentkravet 17, k&nnetecknad av att det ytdefinierande organet innefattar skyddsorgan för skydd 77 8 9 31 1 av vätskekristallmaterialet och ästadkommande av en dylik förvriden riktning, varvid kristallmaterialet och skyddsme-diumet bildar en dispersion av dessa.19. Apparatus according to claim 17, characterized in that the surface-defining means comprises protective means for protecting the liquid crystal material and providing such a distorted direction, the crystal material and the protective medium forming a dispersion thereof. 20. Apparat enligt patentkraven 17-19, kännetecknad av att vätskekristallmaterialet är optiskt anisotropiskt och att skillnaden mellan det vanliga brytningsindexet hos nämn-da vätskekristallmaterial och brytningsindexet hos nämnda ytdefinierande material är högst cirka 0,3.Apparatus according to claims 17-19, characterized in that the liquid crystal material is optically anisotropic and that the difference between the ordinary refractive index of said liquid crystal material and the refractive index of said surface defining material is at most about 0.3. 21. Apparat enligt nägot av patentkraven 17-20, kännetecknad av att vätskekristallmaterialet innefattar ett optiskt anisotropiskt vätskekristallmaterial, som hälles i ett skyddsorgan försett med organ för definition av en icke-plan yta, och som i närvaro av ett elektriskt fält har ett van-ligt brytningsindex, som är väsentligen detsamma som brytningsindexet hos nämnda skyddsorgan, för maximering av den optiska transmissionen.Apparatus according to any one of claims 17-20, characterized in that the liquid crystal material comprises an optically anisotropic liquid crystal material which is poured into a protective means provided with means for defining a non-planar surface, and which in the presence of an electric field has a water level. a refractive index, which is substantially the same as the refractive index of said guard, for maximizing the optical transmission. 22. Apparat enligt patentkravet 21, kännetecknad av att vätskekristallmaterialet har ett frän det normala avvikande brytningsindex, som awiker frän brytningsindexet hos de ytdefinierande organen.Apparatus according to claim 21, characterized in that the liquid crystal material has a fringe of the normal deviating refractive index which deviates from the refractive index of the surface defining means. 23. Apparat enligt patentkraven 19-22, kännetecknad av att den innehäller ett substrat (12) för uppbärande av ett skikt av nämnda vätskekristallmaterial och skyddsorgan, varvid skiktet är frän 0,076 tili 0,254 mm tjockt.Apparatus according to claims 19-22, characterized in that it contains a substrate (12) for supporting a layer of said liquid crystal material and protective means, the layer being from 0.076 to 0.254 mm thick. 24. Apparat enligt patentkraven 19-23, kännetecknad av att skyddsorganet bildar kapsellika volymer innehällande vätskekristallmaterial och att storleken hos de kapsellika volymerna är cirka 0,3-100 mikron.Apparatus according to claims 19-23, characterized in that the protective means forms capsular-like volumes containing liquid crystal material and that the size of the capsular-like volumes is about 0.3-100 microns. 25. Apparat enligt patentkraven 17-24, kännetecknad av att vätskekristallmaterialet har positiv dielektrisk anisot-ropi och att de ytdefinierade organen päverkar vätskekris-tallmaterialets naturliga struktur för ästadkommande av en 78 b 9 51 I förvriden riktning därav i fränvaro av ett elektriskt fält för reduktion av den optiska transmissionen oberoende av polarisation, varvid nämnda kristallmaterial reagerar pä närvaron av ett elektriskt fält för ökning av dylik optisk transmission.25. Apparatus according to claims 17-24, characterized in that the liquid crystal material has positive dielectric anisotropy and that the surface-defined means influence the natural structure of the liquid crystal material to provide a 78 b 9 51 in the distorted direction thereof in the absence of an electric field for reduction. of the optical transmission independently of polarization, said crystal material responding to the presence of an electric field to increase such optical transmission. 26. Apparat enligt patentkraven 17-25, kännetecknad av att vätskekristallmaterialet innefattar ett operationellt nematiskt vätskekristallmaterial med positiv dielektrisk anisotropi och det ytdefinierande organet innefattar ett antal skyddsorgan med böjda ytor för ästadkommande av en vriden riktning hos näxnnda vätskekristallmaterial, som p.g.a. sädan vridning antingen sprider eller absorberar ljus ifali pleokroiskt färgmedel är närvarande i vätskekristallmaterialet och p.g.a. ett elektriskt fält i form av en sädan utsatt ingäng minskar mängden dylik spridning eller absorption ätminstone i riktning med det applicerade elektriska fältet.Apparatus according to claims 17-25, characterized in that the liquid crystal material comprises an operational nematic liquid dielectric material with positive dielectric anisotropy and the surface defining means comprises a plurality of protective means with curved surfaces for providing a twisted direction of said liquid crystal material. such rotation either spreads or absorbs light if the pleochroic dye is present in the liquid crystal material and p.g.a. an electric field in the form of such an exposed input reduces the amount of such scattering or absorption at least in the direction of the applied electric field. 27. Apparat enligt patentkraven 17-26, kännetecknad av att de ytdefinierande medlen formar böjda volymer (31) inne-hällande vätskekristallmaterial och nämnda vridna riktning innefattar en riktning ätminstone delvis parallell med kur-vaturen hos sädana volymer.27. Apparatus according to claims 17-26, characterized in that the surface defining means form curved volumes (31) containing liquid crystal material and said twisted direction comprises a direction at least partially parallel to the curvature of such volumes. 28. Apparat enligt patentkravet 27, kännetecknad av att de böjda volymerna innehäller diskreta böjda volymer inne-hällande diskreta kvantiteter av vätskekristallmaterial.28. Apparatus according to claim 27, characterized in that the curved volumes contain discrete curved volumes containing discrete quantities of liquid crystal material. 29. Apparat enligt patentkraven 17-28, kännetecknad av att de ytdefinierade organen valts bland gruppen harts, polymer, gelatin, Carbopole och Gantrez, polyvinylalkohol, karboxipolymetylenpolymer och polymetyl-vinyleter/maleinsy-raanhydrid.29. Apparatus according to claims 17-28, characterized in that the surface-defined members are selected from the group of resin, polymer, gelatin, Carbopole and Gantrez, polyvinyl alcohol, carboxypolymethylene polymer and polymethylvinyl ether / maleic anhydride. 30. Apparat enligt patentkraven 17-29, kännetecknad av att den dessutom innefattar substratorgan (12) för uppbäran- 79 8 9 311 de av kombinationen av nämnda vätskekristallmaterial och ytdefinierande organ.30. Apparatus according to claims 17-29, characterized in that it further comprises substrate means (12) for the support of the combination of said liquid crystal material and surface defining means. 31. Apparat enligt patentkraven 1-30, kannetecknad av att den dessutom innefattar organ (13-16) för applicering av det elektriska fältet genom nämnda vätskekristallmaterial för päverkning av dess riktning och ästadkommande av ljusab-sorption eller -spridning.Apparatus according to claims 1-30, characterized in that it further comprises means (13-16) for applying the electric field through said liquid crystal material for effecting its direction and providing light absorption or scattering. 32. Apparat enligt patentkravet 31, kännetecknad av att den är försedd med elektrodorgan (13, 14) för applicering av ett elektriskt fält över vätskekristallmaterialet.Apparatus according to claim 31, characterized in that it is provided with electrode means (13, 14) for applying an electric field over the liquid crystal material. 33. Apparat enligt patentkravet 32, kännetecknad av att elektrodorganen innefattar elektriskt ledande bläck.Apparatus according to claim 32, characterized in that the electrode means comprise electrically conductive ink. 34. Apparat enligt patentkravet 33, kännetecknad av att det elektriskt ledande bläcket är optiskt reflektivt.Apparatus according to claim 33, characterized in that the electrically conductive ink is optically reflective. 35. Apparat enligt patentkravet 32, kännetecknad av att elektrodorganen applicerats enligt nägon av följande meto-der: avdunstning, vakuumbeläggning, sputtring, tryckning, skivvalstryck, valsdjuptryck, motvalstryck, stensiltryck, sidendukstryck eller vanligt tryck.35. Apparatus according to claim 32, characterized in that the electrode means are applied according to any of the following methods: evaporation, vacuum coating, sputtering, printing, disc roll printing, roll depth printing, counter roll printing, stencil printing, silk screen printing or ordinary printing. 36. Apparat enligt patentkravet 32, kännetecknad av att nämnda elektrod innefattar ätminstone en materialkomponent ur gruppen bestäende av indiumtennoxid, guld, aluminium, tennoxid och antimontennoxid.36. Apparatus according to claim 32, characterized in that said electrode comprises at least one material component of the group consisting of indium tin oxide, gold, aluminum, tin oxide and antimony tin oxide. 37. Apparat enligt patentkravet 32, kännetecknad av att ett antal volymer av vätskekristallmaterial i ett skyddsor-gan täcker en väsentlig del av bärarmediumet.Apparatus according to claim 32, characterized in that a number of volumes of liquid crystal material in a protective member cover a substantial part of the carrier medium. 38. Apparat enligt patentkravet 37, kännetecknad av att den vidare innefattar flera elektrodorgan för applicering av ett elektriskt fält pä valda delar av nämnda vätskekristallmaterial, varvid nämnda elektrodorgan innefattar ett antal 80 3 9 31 I elektroder fördelade över reiätivt sett ett mindre omräde av nämnda bärarmedium och vätskekristallmaterial än storleken av den del av vätskekristallmaterialet, som täcker nämnda bärarmedium.Apparatus according to claim 37, characterized in that it further comprises a plurality of electrode means for applying an electric field to selected parts of said liquid crystal material, said electrode means comprising a plurality of 80 3 9 31 electrodes distributed over a smaller range of said carrier medium. and liquid crystal material than the size of the portion of the liquid crystal material covering said carrier medium. 39. Apparat enligt patentkravet 38, k&nnetecknad av att ett av elektrodorganen innefattar en arkformig elektrod, som täcker en väsentlig ytdel av nämnda skyddsmedium.39. Apparatus according to claim 38, characterized in that one of the electrode members comprises a sheet-shaped electrode which covers a substantial surface portion of said protective medium. 40. Apparat enligt patentkraven 32-39, kännetecknad av att den dessutom har kretsorgan (15, 16} för applicering av elektrisk energi tili nämnda elektrodorgan för ästadkommande av ett elektriskt fält.Apparatus according to claims 32-39, characterized in that it further has circuit means (15, 16} for applying electrical energy to said electrode means for providing an electric field. 41. Apparat enligt patentkraven 1-40, k&nnetecknad av att vätskekristallmaterialet har en positiv dielektrisk an-isotropi och den lägre dielektriska konstanten hos vätskekristallmaterialet är mellan cirka 3,5 och cirka 8.41. Apparatus according to claims 1-40, characterized in that the liquid crystal material has a positive dielectric anisotropy and the lower dielectric constant of the liquid crystal material is between about 3.5 and about 8. 42. Vätskekristallstruktur, k&nnetecknad av att den in-nefattar ett operationellt nematiskt vätskekristallmaterial (30) i ett skyddsmedium (11, 12, 32) som tenderar att för-vrida nämnda material i en riktning i förhällande tili en vägg (50) därav, dä ämnet i fränvaro av ett elektriskt fält är generellt slumpvis riktat, varvid dess ljustransmission minskar, och vätskekristallmaterialet reagerar pä ett elektriskt fält och strävar att rikta sig i förhällande tili fäl-tet för transmission av ljus, samt ett tillsatsmedel (134) i nämnda vätskekristallmaterial för avlägsning av sädan för-vridning och ätergäng tili slumpvis riktning vid upphörandet av ett dylikt elektriskt fält.42. Liquid crystal structure, characterized in that it includes an operational nematic liquid crystal material (30) in a protective medium (11, 12, 32) which tends to distort said material in a direction relative to a wall (50) thereof, the substance in the absence of an electric field is generally randomly directed, whereby its light transmission decreases, and the liquid crystal material reacts to an electric field and strives to be directed relative to the light transmission field, and an additive (134) in said liquid crystal material removing the seed distortion and bending in a random direction upon the cessation of such an electric field. 43. Struktur enligt patentkravent 42, k&nnetecknad av att tillsatsmedlet innefattar ett kiralt tillsatsmedel.43. A structure according to claim 42, characterized in that the additive comprises a chiral additive. 44. Vätskekristallapparat, k&nnetecknad av att den innefattar ett vätskekristallorgan (30) för selektiv, främst isotropisk spridning av ljus eller transmission av ljus som 81 b 9 311 respos pä en utsatt ingäng, varvid nämnda vätskekristallap-parat innefattar ett operationellt nematiskt vätskekristall-material med positiv dielektrisk anisotropi, ett första me-dieorgan (11, 12, 32) för bevarande av nämnda vätskekris-tallorgan, vilket första medieorgan bestär av ett ytorgan för ästadkommande av icke-lineär riktning hos vätskekris-tallstrukturen och därigenom en spridning av ljus i fränvaro av dylik utsatt ingäng, och ett andra medieorgan (18, 19) för samverkan med nämnda första medieorgan för ästadkommande av total intern reflektion av ljus, som spritts av nämnda vätskekristallorgan.44. Liquid crystal apparatus, characterized in that it comprises a liquid crystal means (30) for selective, mainly isotropic scattering of light or transmission of light which is respected at an exposed entrance, said liquid crystal apparatus comprising an operational nematic material liquid crystal. positive dielectric anisotropy, a first media means (11, 12, 32) for preserving said liquid crystal means, said first media means consisting of a surface means for providing non-linear direction of the liquid crystal structure and thereby a diffusion of light in the absence of such exposed input, and a second media means (18, 19) for cooperation with said first media means for providing total internal reflection of light scattered by said liquid crystal means. 45. Vätskekristallapparat för visning av klara tecken eller dylikt mot en mörk bakgrund, kannetecknad av att den innefattar vätskekristallorgan (30) för väsentligen isotro-pisk spridning av däri inkommande ljus, varvid vätskekris-tallorganet inkluderar ett flertal volymer (31) av operationellt nematiskt vätskekristallmaterial med positiv dielektrisk anisotropi i ett skyddsmedium (11, 12, 32), och nämnda volymer definieras av väggar (50) av skyddsmediumet, vilka väggar är operationella i fränvaro av ett elektriskt fält för samverkan med nämnda vätskekristallmaterial för att sprida ljus, och nämnda vätskekristallmaterial reagerar pä ästadkommandet av ett elektriskt fält för riktning i förhäl-lande därtill och samtidig minskning av dylik spridning, samt ett reflexionsorgan för reflexion av ljus, som pä dylikt sätt isotropiskt spritts av vätskekristallorganet, tillbaka tili vätskekristallorganet för vidare spridning därav.A liquid crystal apparatus for displaying clear signs or the like on a dark background, characterized in that it comprises liquid crystal means (30) for substantially isotropic scattering of light entering therein, said liquid crystal means including a plurality of volumes of liquid crystal with positive dielectric anisotropy in a protective medium (11, 12, 32), and said volumes are defined by walls (50) of the protective medium, which walls are operational in the absence of an electric field for interaction with said liquid crystal material for scattering light, and said liquid crystal material. responds to the provision of an electric field for directing in relation thereto and simultaneously reducing such scattering, and a reflection means for reflecting light, which is in such a way isotropically scattered by the liquid crystal means, back to the liquid crystal means for further spreading thereof. 46. Vätskekristallapparat för visning av klara tecken eller dylikt mot en mörk bakgrund, som innefattar vätskekristallorgan (30) för väsentlig isotropisk spridning av däri inkommande ljus, och reflexionsorgan (18, 19) för reflexion av ljus, som pä sädant sätt spritts av nämnda vätskekristallorgan, tillbaka tili nämnda vätskekristallorgan för vidare spridning därav, k&nnetecknad av att nämnda reflexionsorgan innefattar ett bärarmedium (12) för uppbärning 82 '’931 I av näxnnda vätskekristallorgan och ästadkommande av total intern reflexion av ljus däri, och nämnda bärarmedium är försett med en vyyta (64), genom vilken ljus, som isotro-piskt spritts medelst nämnda vätskekristallorgan, inom en utsatt vinkel kan transmitteras för ästadkommande av dylika klara tecken, och nämnda bärarmedium har ett omräde i vilket ljus inte reflekteras genom nämnda vyyta för att därigenom ästadkomma en relativt mörk bakgrund, varvid nämnda omräde innefattar ett omräde närmast vätskekristallorganet och är väsentligen optiskt transmittivt, och nämnda vätskekristallorgan innefattar ätminstone ett skikt (61) av inkappslat operationellt nematiskt vätskekristallmaterial i nämnda bärarmedium, och vätskekristallmaterialet har positiv dielekt-risk anisotropi och ett normalt brytningsindex som väsentligen anpassats tili det hos bärarmediumet för maximering av den optiskä trasmissionen i närvaro av ett elektriskt fält och ästadkommande av väsentlig isotropisk spridning i frän-varo av ett elektriskt fält.46. Liquid crystal apparatus for displaying clear signs or the like on a dark background, comprising liquid crystal means (30) for substantial isotropic scattering of light entering therein, and reflection means (18, 19) for reflection of light, which is in such a manner dispersed by said liquid crystal , back to said liquid crystal means for further diffusion thereof, characterized in that said reflection means comprises a carrier medium (12) for supporting 82 '' 931 I of said liquid crystal means and providing total internal reflection of light therein, and said carrier medium ( 64) through which light isotropically scattered by said liquid crystal means can be transmitted within an exposed angle to produce such clear signs, and said carrier medium has a region in which light is not reflected through said viewing surface to thereby produce a relatively dark background, said region comprising an o is closest to the liquid crystal member and is substantially optically transmissive, and said liquid crystal member comprises at least one layer (61) of encapsulated operational nematic liquid crystal material in said carrier medium, and the optical beam mission in the presence of an electric field and the creation of substantial isotropic scattering in the absence of an electric field. 47. Apparat enligt patentkravet 46, kännetecknad av att den dessutom innefattar optiskt absorberande organ (21) för absorbering av ljus, transmitterat genom nämnda vätskekristallmaterial och det medium, som befinner sig bortät frän apparatens vysida.Apparatus according to claim 46, characterized in that it further comprises optically absorbent means (21) for absorbing light transmitted through said liquid crystal material and the medium which is away from the front of the apparatus. 48. Användning av en apparat enligt patentkraven 1-47 som elektrooptisk visning.Use of an apparatus according to claims 1-47 as an electro-optical display. 49. Användning av en apparat enligt patentkraven 1-47 som en anslagstavla.Use of an apparatus according to claims 1-47 as a bulletin board. 50. Förfarande för visning av ett klart tecken eller dylikt mot en relativt mörk bakgrund genom användning av vätskekristallmaterial, som bevaras i volymer formade i ett skyddsmedium, kannetecknat av att vätskekristallmaterialet är operationellt nematiskt och har positiv dielektrisk anisotropi och ett frän det normala avvikande brytningsindex, som skiljer sig frän brytningsindexet hos skyddsmediumet och 83 b 9 311 ett normalt brytningsindex, som väsentligen är anpassat till brytningsindexet hos skyddsmediumet, varvid den naturliga strukturen hos ett dylikt vätskekristallmaterial förvrides för ästadkommande av väsentligen isotropisk spridning av ätminstone en del av det ljus, som infaller pä vätskekris-tallmaterialet, reflexion av ätminstone en del av det sälun-da spridda ljuset tillbaka tili nämnda volymer av vätskekristallmaterial för vidare spridning, varvid nämnda spridning innefattar total intern reflexion av isotropiskt spritt ljus tillbaka tili vätskekristallmaterialet för att göra det klarare, och transmittering tili ett vyomräde ätminstone en del av ljuset, som spritts av nämnda vätskekristallmaterial för bildande av ett dylikt tecken eller annan information.50. A method for displaying a clear sign or the like against a relatively dark background using liquid crystal material preserved in volumes formed in a protective medium, characterized in that the liquid crystal material is operationally nematic and has a positive dielectric anisotropy and a standard deviation refractive index, which differs from the refractive index of the protective medium and a normal refractive index substantially adapted to the refractive index of the protective medium, the natural structure of such a liquid crystal material being distorted to provide substantially isotropic scattering of light, on the liquid crystal material, reflection of at least a portion of the sealed scattered light back into said volumes of liquid crystal material for further diffusion, said dispersion comprising total internal reflection of isotropic scattered light back into liquid crystal. the transmitting material for clarity, and transmitting to a viewing area at least a portion of the light scattered by said liquid crystal material to form such a sign or other information. 51. Förfarande enligt patentkravet 50, k&nnetecknat av att det dessutom innefattar selektiv applicering av ett elektriskt fält pä dylikt vätskekristallmaterial för rikt-ning av detta för transparens och ästadkommande av en rela-tivt mörk bakgrund.51. A method according to claim 50, characterized in that it further comprises selectively applying an electric field to such liquid crystal material for directing it for transparency and providing a relatively dark background. 52. Förfarande enligt patentkravet 51, k&nnetecknat av att det dessutom innefattar absorption av ätminstone en del av det ljus, som transmitteras av ett sädant vätskekristallmaterial .52. A method according to claim 51, characterized in that it further comprises absorbing at least a portion of the light transmitted by such a liquid crystal material.
FI841091A 1983-03-21 1984-03-19 Promoting the spread in a voltage-sensitive encapsulated liquid crystal all FI89311C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47724283 1983-03-21
US06/477,138 US4606611A (en) 1981-09-16 1983-03-21 Enhanced scattering in voltage sensitive encapsulated liquid crystal
US06/477,242 US4616903A (en) 1981-09-16 1983-03-21 Encapsulated liquid crystal and method
US47713883 1983-03-21

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI841091A0 FI841091A0 (en) 1984-03-19
FI841091A FI841091A (en) 1984-09-22
FI89311B true FI89311B (en) 1993-05-31
FI89311C FI89311C (en) 1993-09-10

Family

ID=27045438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI841091A FI89311C (en) 1983-03-21 1984-03-19 Promoting the spread in a voltage-sensitive encapsulated liquid crystal all

Country Status (5)

Country Link
FI (1) FI89311C (en)
IE (1) IE59619B1 (en)
MX (1) MX163255B (en)
NO (1) NO173078C (en)
NZ (1) NZ207420A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NO841067L (en) 1984-09-24
MX163255B (en) 1992-03-24
IE840689L (en) 1984-09-21
IE59619B1 (en) 1994-03-09
FI841091A0 (en) 1984-03-19
FI89311C (en) 1993-09-10
NO173078B (en) 1993-07-12
NO173078C (en) 1993-10-20
FI841091A (en) 1984-09-22
NZ207420A (en) 1988-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4606611A (en) Enhanced scattering in voltage sensitive encapsulated liquid crystal
US4662720A (en) Colored encapsulated liquid crystal devices using imbibition of colored dyes and scanned multicolor displays
US4591233A (en) Enhanced scattering in voltage sensitive encapsulated liquid crystal with spaced apart absorber
EP0121415B1 (en) Colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering, imbibition method, and scanned multicolor displays
US4596445A (en) Colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
JP2776684B2 (en) Field-responsive optical modulator
US5206747A (en) Polymer dispersed liquid crystal display with birefringence of the liquid crystal at least 0.23
US4810063A (en) Enhanced scattering voltage sensitive encapsulated liquid crystal with light directing and interference layer features
EP0251629B1 (en) Fluorescent colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
GB2172606A (en) Encapsulated liquid crystal material
JPH079512B2 (en) Liquid crystal composition having polychromatic dye
US5089904A (en) Encapsulated liquid crystal material, apparatus and method
US5103326A (en) Fluorescent colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
CA1325469C (en) Enhanced backscattering and light transmission in a quest host display
US4884873A (en) Encapsulated liquid crystal material, apparatus and method having interconnected capsules
US4838660A (en) Colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
US4844596A (en) Aligning and distorting features in enhanced scattering voltage sensitive encapsulated liquid crystal
US4815826A (en) Colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering, fluorescent dye and dielectric thin films
FI89311B (en) SPRIDNING CONDITIONING AND ENCLOSURE INK CAPS CRYSTALS
US5052784A (en) Fluorescent colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
EP0260455B1 (en) Enhanced scattering in voltage sensitive encapsulated liquid crystal
US4850678A (en) Colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
PH26717A (en) Encapsulated liquid crystal and method and enhanced scattering in voltage sensitive encapsulated liquid crystal

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
TC Name/ company changed in patent

Owner name: MANCHESTER R & D LIMITED PARTNERSHIP

MA Patent expired

Owner name: MANCHESTER R & D LIMITED PARTNERSHIP