NL192226C - Optische vloeibaar-kristalweergeefinrichting. - Google Patents

Description

1 192226

Optische vloeibaar-kristalweergeefinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een optische vloeibaar-kristalweergeefinrichting, omvattende: een vloeibaar kristal; twee grensvlakken die het vloeibare kristal opsluiten, waarbij ten minste één van deze 5 grensvlakken doorlaatbaar is voor elektromagnetische straling; organen voor het aanleggen van elektrische spanningsverschillen over één of meerdere van een veelvoud van discrete gedeelten van het vloeibare kristal, welke discrete gedeelten zijn opgesteld in een matrix van rijen en kolommen; discriminatieorganen voor het optisch discrimineren tussen twee verschillende oriëntaties van het vloeibare kristal waarbij het vloeibare kristal in een onbelaste toestand een schroefvormige configuratie aanneemt waarbij het vloeibare 10 kristal nabij ten minste één van de genoemde grensvlakken schuin helt ten opzichte van dat grensvlak en voorts het vloeibare kristal ten minste twee stabiele toestanden heeft in aanwezigheid van een enkele vasthoudspanning, welke stabiele toestanden vanuit één toestand kunnen worden omgeschakeld naar de andere zonder een disclinatie in het vloeibare kristal te passeren.

Een dergelijke optische vloeibaar-kristalweergeefinrichting is bekend uit het artikel ”Disclination-free 15 bistable twist cells” van D.W. Berreman et al. in Proceedings of the SID, vol. 22, nr. 3, 1981, blz. 191-193.

Vloeibare kristallen zijn vloeistoffen, waarvan de moleculen een ordening vertonen. Deze ordening wordt gekenmerkt door een gelocaliseerde centrering van de vloeibaar-kristalmoleculen. De richting van deze gelocaliseerde oentrering en derhalve de ruimtelijke oriëntatie van de vloeibaar-kristalmoleculen kan worden gewijzigd door het aanleggen van elektrische velden teneinde overeenkomstige veranderingen in de 20 optische eigenschappen van het vloeibare kristal te veroorzaken. Zo beïnvloedt bijvoorbeeld een verandering in de ruimtelijke oriëntatie van een vloeibaar kristal, verkregen door het aanleggen van een elektrisch veld, de polarisatie van licht, bijvoorbeeld zichtbaar licht in het gebied van 450-800 nm. Deze verandering in de polarisatie van invallend zichtbaar licht kan bijvoorbeeld worden waargenomen door het vloeibare kristal tussen een polarisator en analysator waar te nemen. Dat wil zeggen, dat de verandering in de polarisatie 25 van het invallende licht zal leiden tot een verandering van de hoeveelheid licht, welke via het vloeibare kristal wordt overgedragen wanneer het vloeibare kristal tussen een op een geschikte wijze georiënteerde polarisator en analysator is opgesteld.

Een inrichting waarin een vloeibaar kristal tussen twee grensvlakken is bepaald, waarvan er ten minste één transparant voor licht is, wordt een vloeibaar-kristalcel genoemd. Meer in het bijzonder worden twee 30 glasplaten gebruikt om het vloeibare kristal te begrenzen. Bovendien wordt gewoonlijk een aantal elektroden op de glasplaten aangebracht om discrete gedeelten van het vloeibare kristal, die hier als pixels worden betiteld, te onderwerpen aan elektrische velden teneinde daardoor de ruimtelijke configuraties en derhalve de optische transmissie-eigenschappen van de pixels te wijzigen. Indien derhalve sommige pixels zodanig worden uitgevoerd, dat deze invallend licht overdragen, terwijl dit bij andere niet het geval is, verkrijgt men 35 een optisch effect, dat gebruikt kan worden voor het weergeven van informatie.

Bij de histabiele twistcellen zoals bekend uit de voomoemde publicatie heeft het vloeibare kristal ten minste twee stabiele toestanden. Door het aanleggen van geschikte stuurspanningen aan discrete gedeelten van het vloeibare kristal, ook aangeduid als pixels, kan het vloeibare kristal van een pixel worden omgeschakeld van de ene naar de andere stabiele toestand. Met stabiel wordt hier bedoeld, dat ook na 40 wegneming van die stuurspanning de toestand wordt gehandhaafd. In de beide stabiele toestanden is de beïnvloeding van de polarisatietoestand van invallend licht verschillend. Hierdoor is het mogelijk om lichte en donkere gebieden te verschaffen, voor het optisch weergeven van informatie.

Meer in het bijzonder wordt de weergeefinrichting zoals bekend uit de voomoemde publicatie bedreven door aan de pixels normaliter een vasthoudspanning aan te leggen. Omschakeling naar de ene stabiele 45 toestand wordt bereikt door aan de pixels tijdelijk een hogere spanning aan te leggen; deze toestand wordt behouden, ook als de aan de pixels aangelegde spanning weer is verlaagd naar de vasthoudspanning. Omschakeling naar de andere stabiele toestand wordt bereikt door aan de pixels tijdelijk een lagere spanning aan te leggen; deze toestand wordt behouden, ook als de aan de pixels aangelegde spanning weer is verhoogd naar de vasthoudspanning.

50 Volgens de bovenvermelde publicatie bedraagt de verhouding tussen de genoemde hogere spanning en de vasthoudspanning ongeveer 2:1, omdat men van mening was dat dit een relatief snel omschakelen mogelijk maakt. Gebleken is echter, dat bij de daartoe benodigde hoge voltages een zekere mate van overspraak optreedt.

De uitvinding beoogt de bekende weergeefinrichting te verbeteren. Meer in het bijzonder beoogt de 55 uitvinding een weergeefinrichting te verschaffen die de voordelen combineert van een hoge omschakel-snelheid en in hoofdzaak afwezigheid van overspraak.

Gebleken is, dat deze voordelige eigenschappen in combinatie bereikt kunnen worden indien de 192226 2 verhouding tussen de genoemde hogere spanning en de vasthoudspanning ongeveer 3:1 bedraagt.

Derhalve heeft de weergeefinrichting van het genoemde type volgens de uitvinding het kenmerk, dat de spanningsorganen zijn ingericht om alle genoemde discrete gedeelten van ten minste één rij of kolom van genoemde matrix in hoofdzaak gelijktijdig om te schakelen van een eerste stabiele toestand naar een 5 tweede stabiele toestand door aan al de genoemde discrete gedeelten van de genoemde rij of kolom gedurende een eerste voorafbepaalde tijdsduur een spanning onder genoemde vasthoudspanning aan te leggen, en om vervolgens selectief discrete gedeelten van genoemde matrix om te schakelen van genoemde tweede stabiele toestand naar genoemde eerste stabiele toestand door een geselecteerde discrete gedeelten gedurende een tweede voorafbepaalde tijdsduur een spanning aan te leggen die in 10 hoofdzaak gelijk is aan drie maal de vasthoudspanning, waardoor veroorzaakt wordt dat informatie wordt weergegeven.

Hierbij kan nog worden opgemerkt, dat het adresseren van discrete gedeelten van een matrix van een vloeibaar-kristalweergeefinrichting bekend is uit een artikel van L.A. Goodman in "R.C.A Review”, vol. 35, december 1974, blz. 613-650, zie figuur 16 en blz. 636.

15

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: figuur 1 een uiteengenomen, perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van de bistabiele, vloeibare-kristaltwistcel, welke van nut is bij de optische weergeefinrichting; figuur 2 een schematische voorstelling van de vloeibare-kristalrichtinrichtingen, wanneer de bistabiele, 20 vloeibare-kristaltwistcel, welke van nut is bij de optische weergeefinrichting, zich bevindt in drie verschillende toestanden, welke respectievelijk zijn aangegeven als de NEER-toestand, de GEEN-VELD-toestand, en de OP-toestand; figuur 3 een energieschema, waarin de vrije energie volgens de Gibbs is weergegeven als functie van het kwadraat van de aangelegde spanning voor de NEER- en OP-toestanden van de bistabiele, vloeibare-25 kristaltwistcel, welke van nut is bij de optische weergeefinrichting: figuur 4 een drie-op-één en twee-op-één-matrixadressering; figuur 5 een grafische voorstelling van de spanning als functie van de dikte-spoedverhouding, waarbij één procedure is aangegeven voor het meten van het praktische bistabiele spanningsgebied van de optische weergeefinrichting; 30 figuur 6 een grafische voorstelling van de schakeltijd als functie van de dikte-spoedverhouding, waarbij een procedure is aangegeven voor het meten van Tsw (in) en Tsw (uit) voor de optische weergeefinrichting; figuur 7 een grafische voorstelling van de schakeltijd als functie van de verhouding van de schakel-spanning tot de vasthoudspanning voor de VRIJGEEF (U->D) en (D->U) overgangen van de bistabiele, vloeibare-kristaltwistcel, welke van nut is bij de optische weergeefinrichting; 35 figuur 8 een grafische voorstelling van de VRIJGEEF (U-»D) relatieve schakeltijden als functie van de dikte-spoedverhouding bij de bistabiele vloeibare-kristaltwistcel, welke van nut is bij de optische weergeefinrichting, bij een schakelspanning nul en bij omgevingstemperaturen van 40°C, 23,5°C en 13°C; en figuur 9 een grafische voorstellen van de VRIJGEEF (U—>D) en REGISTRATIE (D->U) relatieve schakeltijden als functie van de dikte-spoedverhouding van de bistabiele vloeibare-kristaltwistcel, welke van 40 nut is bij de optische weergeefinrichting, voor verschillende waarden van de verhouding van de schakelspanning tot de vasthoudspanning.

De onderhavige aanvrage heeft betrekking op een bistabiele, optische vloeibare-kristalinformatieweergeef-inrichting met matrixadressering, welke een aantal vloeibare-kristalpixels omvat, die bij voorkeur in een 45 matrix van rijen en kolommen zijn ondergebracht. Omdat de vloeibare-kristalweergeefinrichting bistabiel is, bestaat er in principe geen beperking aan de afmetingen, dat wil zeggen aan het aantal rijen of kolommen van de weergeefinrichting. De informatie-inhoud, weergegeven door de vloeibare-kristalweergeefinrichting, wordt gewijzigd door een type matrixadressering, waarbij de operationele eigenschappen van de weergeefinrichting worden verbeterd. Dit type matrixadressering maakt het bijvoorbeeld derhalve mogelijk, dat de 50 informatie-inhoud die wordt weergegeven, sneller en meer betrouwbaar kan worden gewijzigd dan indien andere typen adressering worden toegepast.

De optische vloeibare-kristalweergeefinrichting van het matrixtype omvat een bistabiele vloeibare-kristaltwistcel van het type, beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial No. 198.294, welke cel, zoals deze bij de weergeefinrichting wordt toegepast, een betrekkelijk groot aantal pixels omvat, meer in het 55 bijzonder meer dan honderd. Ofschoon de bistabiele vloeibare-kristaltwistcel volledig in de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial no. 198.294 is beschreven, zal de cel terwille van de volledigheid en continuïteit hierna in het kort worden omschreven.

3 192226

Zoals uit figuur 1 blijkt, omvat een uitvoeringsvorm van de bistabiele vloeibare-kristaltwistcel 10, welke van nut is bij de optische weergeefinrichting volgens de uitvinding, twee begrenzingsvlakken 16 en 22. Deze vlakken 16 en 22 dienen om het vloeibare-kristalmateriaal van de cel 10 daartussen te bepalen en definiëren de bovenste en onderste begrenzingen van het vloeibare-kristalmateriaal. Meer in het bijzonder 5 varieert de afstand tussen deze vlakken, bepaald als de dikte van de vloeibare-kristalcel, van ongeveer 1 micrometer tot ongeveer 100 micrometer, en bij voorkeur van ongeveer 5 micrometer tot ongeveer 20 micrometer. Ten minste één van de grensvlakken, het oppervlak 16, draagt van belang zijnde elektromagnetische straling over. Indien derhalve de optische weergeefinrichting bijvoorbeeld bestemd is voor het weergeven van informatie aan mensen, draagt het oppervlak 16 invallend zichtbaar licht met een golflengte 10 in het gebied van 450-800 nanometer over. Indien daarentegen de optische weergeefinrichting wordt gebruikt voor communicatie met machines, zoals rekenmachines, draagt het oppervlak 16 de invallende, elektromagnetische straling, die voor dit doel wordt gebruikt, over bijvoorbeeld infrarode straling bij golflengten, groter dan ongeveer 800 nanometer. Twee geschikte grensvlakken 16 en 22 voor het overdragen van zichtbaar licht zijn respectievelijk de onderste en bovenste vlakken van twee glasplaten 14 15 en 20.

De vloeibare-kristaltwistcel 10 omvat ook elektroden, die de vloeibare-kristalpixels bepalen, die in de optische informatieweergeefinrichting aanwezig zijn. Bij een bepaalde uitvoeringsvorm bestaan de elektroden uit een of meer elektrisch geleidende stroken 18 en 24 van bijvoorbeeld indiumoxide, die op elk van de grensvlakken 16 en 22 zijn opgedampt. De elektroden 18 op het bovenste grensvlak 16 zijn in figuur 1 20 weergegeven als evenwijdig aan elkaar zijnde, terwijl de elektroden 24 op het onderste grensvlak 22 eveneens zijn weergegeven als zijnde evenwijdig aan elkaar, ofschoon geen van de beide stellen elektroden op deze wijze behoeft te worden aangebracht omdat zij geen elektrisch contact met elkaar maken.

Bovendien behoeven de elektroden 18 en 24 niet recht te zijn, als aangegeven in figuur 1, doch kunnen zij een gebogen vorm hebben, bijvoorbeeld vormen welke kenmerkend zijn voor alfanumerieke symbolen.

25 Bovendien behoeft de breedte van de elektroden 18 en 24 niet uniform te zijn. De elektroden 18 en 24 worden evenwel dwars (niet evenwijdig aan) ten opzichte van elkaar opgesteld. Door de elektroden 18 op de elektroden 24 te projecteren, worden discrete gedeelten of kolommen 19 van vloeibaar kristal gedefinieerd, welke kolommen de pixels van de optische weergeefinrichting vormen. Indien derhalve de elektroden 18 en 24 bijvoorbeeld recht zijn, bepaalt elk paar dwars georiënteerde elektroden één pixel. Indien een 30 vloeibare-kristaltwistcel 10n rechte elektroden bezit, die dwars ten opzichte van m rechte elektroden zijn georiënteerd, omvat de cel derhalve n x m pixels.

In principe is er geen bovengrens gesteld aan de breedte van de uit indiumoxide bestaande stroken 18 en 24. De breedte van deze stroken is echter bij voorkeur niet kleiner dan ongeveer 0,0025 cm. Bij breedten welke kleiner zijn dan ongeveer 0,0025 cm, worden de laterale afmetingen van de pixels (bepaald door de 35 projecties van de uit indiumoxide bestaande stroken op dwars georiënteerde oxidestroken) vergelijkbaar met hun hoogte (de afstand tussen de begrenzingsvlakken 16 en 22). Dit leidt tot een degradatie van de voorkeursbedrijfsmodus van de vloeibare-kristaltwistcel, zoals later zal worden beschreven.

De vloeibare-kristaltwistcel 10, welke van nut is bij de optische weergeefinrichting, onderscheidt zich van de meeste andere vloeibare-kristalcellen doordat de cel twee stabiele toestanden bezit, die elk door 40 dezelfde vasthoudspanning kunnen worden onderhouden. Deze stabiele toestanden hebben verschillende ruimtelijke moleculaire oriëntaties. Bovendien wordt de vloeibare-kristaltwistcel vanuit één stabiele toestand naar de andere omgeschakeld zonder een disclinatie (een lijn van discontinuïteit in de oriëntatie van de vloeibare-kristalmoleculen) in de cel te doorlopen.

De optische transmissie-eigenschappen van de twee stabiele toestanden van de vloeibare-kristaltwistcel 45 10 verschillen. Dat wil zeggen, dat elke toestand van polarisatie van invallend, vlak gepolariseerd licht op een andere wijze beïnvloedt. De vloeibare-kristaltwistcel 10 omvat een inrichting voor het optisch onderscheid maken tussen de twee toestanden. Deze inrichting heeft bij voorkeur de vorm van een polarisator 12, een gekruiste analysator 26 en een reflector 28, als aangegeven in figuur 1.

De bistabiliteit van de vloeibare-kristaltwistcel 10 ligt tussen twee of meer of minder schroefvormig 50 getwiste toestanden. Deze bistabiliteit wordt verkregen door te voldoen aan twee voorwaarden. De eerste voorwaarden waaraan moet worden voldaan is, dat het vloeibare kristal een onbelaste spoed heeft, welke bij benadering gelijk is aan de dikte van de vloeistof-kristallaag. De uitdrukking ’’spoed” geeft de afstand aan waarover de vloeibare-kristalrichtinrichtingen roteren bij een volle schroefgang. De vloeibare-kristalrichtinrichtingen zijn georiënteerde lijnen, welke worden gebruikt om de oriëntatie van de vloeibare-55 kristalmoleculen aan te geven (zie bijvoorbeeld P.G. DeGennes, Physics of Liquid Crystals (Clarendon Press, Oxford 1975), pag. 7 voor een meer volledige toelichting van het concept van vloeibare-kristalrichtinrichtingen).

192226 4

De uitdrukking "onbelast" in de zinsnede "onbelaste spoed” wijst op het feit, dat het vloeibare kristal een schroefvormige configuratie aanneemt zonder dat een koppel wordt uitgeoefend. Hierna wordt de uitdrukking "spoed” gebruikt voor het aangeven van "onbelaste spoed”. Om derhalve aan de eerste voorwaarde te voldoen, dient de verhouding van de dikte van de vloeibare-kristallaag, t, tot de spoed, P, van het vloeibare 5 kristal bij benadering gelijk te zijn aan één. Het gebied van de dikte-spoedverhouding, t/P, waarover de vloeibare-kristaltwistcel bistabiel blijft, is afhankelijk van de materiaaleigenschappen van het vloeibare kristal, de totale rotatie van de vloeibare-kristalrichtinrichtingen, evenals van de helling van de vloeibare-kristalrichtinrichtingen bij de begrenzingsvlakken, zoals later zal worden besproken. Bij wijze van voorbeeld en voor typerende vloeibare-kristalmaterialen is de cel bistabiel, indien t/P is gelegen in het gebied van 10 ongeveer 0,8 tot ongeveer 1,2. Men verkrijgt een dikte-spoedverhouding van ongeveer één door bijvoorbeeld een geschikte hoeveelheid chiral doteermiddel (een doteermiddel, dat in het vloeibare kristal een schroefvormige twist induceert), zoals cholesteryl nonanoaat, CN, toe te voegen aan een nematisch vloeibaar kristal, zoals het cyanobifenyl-terfenyl mengsel. Het is gebleken, dat de relatie tussen spoed, P, in micron, en concentraties van CN, C, in het cyanobifenyl-terfenyl mengsel in gewichtsprocent van CN, wordt 15 gegeven door de formule PC = 18,8 μ%, welke formule de vakman in staat stelt de juiste concentratie van CN in het cyanobifenyl-terfenyl mengsel te bepalen, welke nodig is voor het verkrijgen van een gewenste spoed.

Vloeibare-kristalmaterialen worden gekenmerkt door een aantal parameters, waaronder de elasticiteits-constanten K1t K2 en «3 (zie bijvoorbeeld P.G. DeGennes, supra, pag. 63). De vloeibare-kristalmaterialen, 20 welke van nut zijn in de vloeibare-kristaltwistcel 10, zijn dié, waarbij K-, bij benadering gelijk is aan K3 en K2 bij benadering de helft is van K1 of K3. Derhalve kunnen andere nematische vloeibare kristallen, naast het cyanobifenyl-terfenyl mengsel, waarvan de elasticiteitsconstanten aan deze relatie voldoen en welke van nut zijn bij de vloeibare-kristaltwistcel 10.

De tweede voorwaarde, waaraan moet worden voldaan om een bistabiliteit te verkrijgen, is, dat de 25 vloeibare-kristalrichtinrichtingen bij één of beide grensvlakken 16 en 22 schuin hellen ten opzichte van de grensvlakken. Bij voorkeur ligt de helling van de vloeibare-kristalrichtinrichtingen bij één of beide grensvlakken 16 en 22 ten opzichte van deze vlakken in het gebied van ongeveer 20° tot ongeveer 50°. Deze helling wordt bijvoorbeeld verkregen door siliciummonoxide op de grensvlakken 15 en 22 onder een hoek van ongeveer 5° ten opzichte van deze vlakken op te dampen. Het siliciummonoxide induceert een schuine 30 helling van de vloeibare-kristalrichtinginrichtingen bij de grensvlakken. Wanneer aan de twee bovenbeschreven voorwaarden wordt voldaan, waarbij de vloeibare-kristalrichtinrichtingen een helling maken bij de beide grensvlakken, verkrijgt men een koppel op het vloeibare kristal, waarbij de as van dit koppel in het algemeen is gecentreerd met de schroefvormige twistas van het vloeibare kristal en derhalve loodrecht op de grensvlakken staat. Dit in tegenstelling met andere vloeibare-kristaltwistcellen, zoals de vloeibare-35 kristaltwistcel, beschreven door W. Greubel in Appl. Phys. Lett. 25, 5 (1974), waarbij de vloeibare-kristalrichtinrichtingen bij de grensvlakken niet onder een schuine hoek hellen ten opzichte van, doch in plaats daarvan loodrecht staan op de grensvlakken en het vloeibare kristal niet aan de koppel wordt onderworpen.

Zoals boven is opgemerkt, is een van de twee voorwaarden, waaraan moet worden voldaan voor 40 bistabiliteit, dat t/P ongeveer gelijk is aan één. Voor het cyanobifenyl-terfenyl mengsel, gedoteerd met CN bij een helling van de vloeibare-kristalrichtinrichtingen aan de grensvlakken van ongeveer 33° en bij een rotatie van de vloeibare-kristalrichtinrichtingen om de schroefvormige twistas van ongeveer 360°, varieert t/P van ongeveer 0,8 tot ongeveer 1,2 (het gebied van t/P is afhankelijk van de helling van de richtinrichtingen bij de grensvlakken). Waarden van t/P groter dan ongeveer 1,2 zijn ongewenst, omdat de vloeibare-kristaltwistcel 45 dan ophoudt bistabiel te zijn. Waarden van t/P kleiner dan ongeveer 0,8 zijn ongewenst, omdat de tijd, welke nodig is om vanuit één van de twee stabiele toestanden naar de andere om te schakelen, ongewenst lang wordt. Voor een bepaald vloeibaar-kristalmateriaal wordt éen geschikte t/P op een eenvoudige wijze bepaald door gebruik te maken van een monster.

De twee stabiele, schroefvormig getwiste toestanden van de vloeibare-kristaltwistcel 10, welke hier zijn 50 betiteld als de NEER-toestand en de OP-toestand, zijn aangegeven in figuur 2. In de NEER-toestand roteren de vloeibare-kristalrichtinrichtingen bij benadering op een volle gang door de vloeibare-kristallaag, terwijl de hellingshoek van de richtinrichtingen ten opzichte van de grensvlakken 16 en 22 constant blijft. De mate van rotatie varieert van ongeveer 265°C tot ongeveer 400°C en bij voorkeur van ongeveer 355 tot ongeveer 365°C. De NEER-toestand komt overeen met de configuratie, waarbij geen veld wordt aangelegd. 55 De OP-toestand verschilt van de NEER-toestand daarin, dat in het midden van de vloeibare-kristallaag, de vloeibare-kristalrichtinrichtingen bijna loodrecht op de grensvlakken 16 en 22 staan.

Wanneer een pixel 19 van de vloeibare-kristaltwistcel 10 zich in de NEER-toestand bevindt, wordt het 5 192226 polarisatievlak van het invallend licht over bij benadering een volle omwenteling geroteerd, dat wil zeggen over ongeveer 360°C en derhalve treedt de pixel donker of "uit” tussen de gekruiste polarisator 12 en de analysator 26 op. Wanneer de pixel 19 zich in de OP-toestand bevindt, wordt het invallende licht elliptisch gepolariseerd tijdens de passage door de pixel, en een gedeelte van dit elliptisch gepolariseerde licht 5 verlaat de pixel loodrecht gepolariseerd ten opzichte van de invalsrichting en derhalve evenwijdig aan de analysator 26. Deze component, evenwijdig aan de analysator 26, bevat evenveel of zelfs meer, dan de helft van de lichtenergie, die via de vloeibare-kristalcel is overgedragen. Derhalve draagt een pixel 19 in de OP-toestand tenminste een gedeelte van het invallende licht via de cel over en treedt derhalve op als ”in”.

Bij andere uitvoeringsvorm van de vloeibare-kristaltwistcel 10 wordt bij de NEER-toestand in plaats van 10 bij de OP-toestand licht via de cel overgedragen. Bij deze uitvoeringsvormen wordt bij de NEER-toestand licht overgedragen omdat bijvoorbeeld een kwart-golflengteplaat tussen de onderste glasplaat 20 en de analysator 26 wordt geplaatst. De kwart-golflengteplaat zet elliptisch gepolariseerd licht, zoals het licht, dat door de OP-toestand wordt verschaft, in vlak gepolariseerd licht om. Door de kwart-golflengteplaat op een geschikte wijze af te stemmen en de analysator 26 op een geschikte wijzen te oriënteren ten opzichte van 15 de kwart-golflengteplaat, wordt bij de NEER-toestand invallend licht overgedragen, terwijl dit bij de OP-toestand niet het geval is.

Bij een uitvoeringsvorm van de vloeibare-kristaltwistcel 10 reageert het vloeibare kristal op elektrische wisselstroomvelden met een frequentie van ongeveer 20 tot ongeveer 200.000 Hz en bij voorkeur een frequentie van ongeveer 40 tot ongeveer 600 Hz. In wezen is de ruimtelijke toestand van het vloeibare 20 kristal een functie van de gemiddelde waarde van de aangelegde wisselspanning bij een willekeurig gekozen frequentie in het bovengenoemde gebied. Het vloeibare kristal is evenwel ongevoelig voor spanningspolariteiten bij deze frequenties.

De werking van de vloeibare-kristaltwistcel 10 kan op een geschikte wijze worden beschreven onder verwijzing naar figuur 3, welke een grafische voorstelling is, waarin kwalitatief de vrije energie volgens Gibbs 25 van het vloeibare kristal is aangegeven als een functie van het kwadraat van de effectieve spanning, welke over de cel wordt aangelegd. Terwille van de eenvoud wordt de uitdrukking spanning hier gebruikt voor het aangeven van een effectieve spanning. In figuur 3 stelt de lijn, die de punten a en c met elkaar verbindt, de energiekromme voor de NEER-toestand aan, terwijl de lijn, die de punten e en g met elkaar verbindt, de energiekromme van de OP-toestand aangeeft. De kromme ec stelt een tussengelegen barrièretoestand 30 tussen de OP- en NEER-toestanden aan. Bovendien stelt het spanningsgebied tussen de spanningen, behorende bij de punten e en c, een gebied van vasthoudspanningen voor, waarover de vloeibare-kristaltwistcel 10 bistabiel is.

Voor spanningen, kleiner dan de spanning, behorende bij het punt e, is slechts de NEER-toestand aanwezig. Wanneer de spanning wordt verhoogd tot een waarde tussen de spanningen, behorende bij de 35 punten e en c, dat wil zeggen tot een waarde in het vasthoudspanningsgebied, zoals Vh, blijft de cel nog steeds in de NEER-toestand. Wanneer de spanning echter wordt vergroot voorbij dié, behorende bij het punt c, dat wil zeggen wanneer de spanning eenmaal het vasthoudspanningsgebied overschrijdt, schakelt de cel naar de OP-toestand om. Nadat de cel naar de OP-stand is omgeschakeld, kan de spanning tot een willekeurige waarde in het bistabiele gebied, bijvoorbeeld tot Vh, worden teruggebracht en zal de cel in de 40 OP-toestand blijven. Wanneer de spanning wordt verlaagd onder dié, behorende bij het punt e, wordt de cel vanuit de OP-toestand naar de NEER-toestand omgeschakeld. Wanneer de spanning naar het bistabiele gebied, bijvoorbeeld naar Vh temgkeert, blijft de cel in de NEER-toestand. Bij de werking van de cel wordt derhalve een vasthoudspanning, gekozen uit het vasthoudspanningsgebied, aan een pixel 19 van de vloeibare-kristaltwistcel 10 toegevoerd en wordt een spanning buiten het vasthoudspanningsgebied slechts 45 aan de pixel toegevoerd wanneer een omschakeling gewenst is. Dat wil zeggen de omschakeling vindt plaats door de spanning gedurende een voldoende periode te verhogen of te verlagen tot waarden buiten het vasthoudspanningsgebied. De minimale duur, welke nodig is om een omschakeling te verkrijgen, wordt de schakeltijd genoemd.

Bij de bovenstaande toelichting op de werking van de vloeibare-kristaltwistcel 10 is aangenomen, dat het 50 punt e rechts van de verticale as, dat wil zeggen de energie-as in figuur 3 ligt. In sommige bepaalde cellen ligt het punt e echter in wezen aan de linkerzijde van de verticale energie-as. In dit geval vindt de omschakeling vanuit de OP- naar de NEER-toestand niet plaats door slechts de spanning te verlagen tot een waarde onder dié, behorende bij het punt e. Een omschakeling vanuit de OP- naar de NEER-toestand geschiedt evenwel door gebruik te maken van fluïdum-dynamische effecten (zie de kolommen 4-5 van het 55 Amerikaanse octrooischrift 4.239.345) of een diëlektrische anisotropie-omkering met wisselstroomvelden, waarvan de frequentie groter is dan ongeveer 10 kHz (zie Gerritsma en anderen, Solid State Comm. 17, 1077 (1975)).

192226 6

In principe is de vloeibare-kristaltwistcel 10, gedurende een onbepaald lange tijd bistabiel. Dat wil zeggen dat in principe een vasthoudspanningsgebied bestaat, waarover óf de OP-toestand óf de NEER-toestand gedurende een onbepaalde tijd stabiel is. Het is duidelijk, dat dit in de praktijk niet kan worden geverifieerd. Een vasthoudspanning is evenwel in staat elke toestand gedurende ten minste vijf minuten en in wezen 5 aanmerkelijk langer dan vijf minuten te onderhouden.

De optische vloeibare-kristalweergeefinrichting omvat een versie van de bovenbeschreven vloeibare-kristaltwistcel 10, met een relatief groot aantal dwars-georiënteerde elektroden 18 en 24 bijvoorbeeld de dwars-georiënteerde indiumoxidestroken, op grensvlakken 16 en 22, die een relatief grote matrix van pixels bepalen. De optische vloeibare-kristalweergeefinrichting omvat bijvoorbeeld vier of meer rijen van indiumoxi-10 destroken, welke vier of meer kolommen van indiumoxidestroken snijden, waardoor een stelsel van pixels wordt gedefinieerd, die in rijen en kolommen zijn gerangschikt en waarvan het aantal zestien of meer bedraagt. Bij voorkeur omvat de optische vloeibare-kristalweergeefinrichting tien of meer rijen van indiumoxidestroken, welke tien of meer kolommen van indiumoxidestroken snijden, waardoor honderd of meer pixels worden bepaald. Door geschikte spanningspulsen in een geschikte volgorde aan de rij- en kolomelektroden 15 van indiumoxide toe te voeren, dat wil zeggen door de optische weergeefinrichting dynamisch aan een matrixadressering te onderwerpen, wordt informatie weergegeven.

De toegepaste dynamische matrixadresseringsprocedure is zodanig, dat de informatie, weergegeven door de optische weergeefinrichting, in twee stappen wordt gewijzigd. Eerst word een spanningspuls, waarvan de amplitude kleiner is dan de vasthoudspanning, bijvoorbeeld een spanning met een waarde nul 20 en waarvan de duur gelijk is aan de schakeltijd, niet-selectief aan alle pixels van een rij of van alle rijen (of van een kolom of van alle kolommen) toegevoerd via de rij- en kolomelektroden teneinde te veroorzaken, dat deze pixels vanuit de OP-toestand (indien zij zich in deze toestand bevinden) naar de NEER-toestand worden omgeschakeld. Dat wil zeggen dat alle pixels van een of meer rijen (of een of meer kolommen) niet-selectief, in hoofdzaak simultaan vanuit de OP-toestand naar de NEER-toestand worden omgeschakeld. 25 De uitdrukking ”in hoofdzaak simultaan”, wordt gebruikt om te wijzen op het feit, dat de spanningspuls, welke wordt gebruikt om de pixels uit de OP-toestand naar de NEER-toestand om te schakelen, niet door alle pixels van een of meer rijen (of een of meer kolommen) op precies hetzelfde moment kan worden ontvangen. Derhalve kan het zijn dat de pixels niet precies op hetzelfde moment worden omgeschakeld. Het is evenwel slechts nodig, dat deze spanningspuls alle pixels over een betrekkelijk korte periode, bijvoor-30 beeld een tijd, vergelijkbaar met de periode van de aangelegde wisselspanning, bereikt, opdat de weergeefinrichting op de gewenste wijze werkt. In de NEER-toestand dragen de pixels geen licht over en treden derhalve donker of ”uit” op. De omschakeling van een pixel vanuit de OP-toestand naar de NEER-toestand wordt hier betiteld als een VRIJGEEF (U-»D)-overgang. De tweede stap omvat het selectief aanleggen van een spanningspuls met een amplitude, groter dan de vasthoudspanning en een duur, gelijk aan of groter 35 dan de schakeltijd aan bepaalde pixels, via de rij- en kolomelektroden, om te veroorzaken, dat deze bepaalde pixels vanuit de NEER-toestand (indien zij zich in deze toestand bevinden) naar de OP-toestand worden omgeschakeld. In de OP-toestand dragen de pixels licht over en treden derhalve op als ”in”. De omschakeling van een pixel vanuit de NEER-toestand naar de OP-toestand wordt hier betiteld als een REGISTRATIE (D-»U)-overgang.

40 Bij wijze van voorbeeld toont figuur 4(a) de matrixadresseerprocedure, welke bij een uitvoeringsvorm wordt toegepast. Bij deze uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van drie-op-één-adressering, een adresseerschema, waarbij alle pixels van een of meer rijen of een of meer kolommen niet-selectief, in hoofdzaak simultaan, worden VRIJGEGEVEN, en vervolgens pixels selectief worden GEREGISTREERD. Een drie-op-één-matrixadressering wordt op een geschikte wijze omschreven onder verwijzing naar de 45 uitdrukkingen ’’gekozen pixel”, ’’gekozen rij”, en ’’gekozen kolom”. Een ’’gekozen pixel” is een pixel, dat is uitgekozen om een REGISTRATIE-overgang te ondergaan en is derhalve een pixel, dat is uitgekozen voor het overdragen van licht (wanneer beschouwd tussen de gekruiste polarisator 12 en analysator 26). De omcirkelde pixel in figuur 4(a) is een ’’gekozen pixel”. ’’Gekozen rijen” en ’’gekozen kolommen” zijn die, welke ’’gekozen pixels” bevatten. Derhalve is een ’’gekozen pixel” een pixel in het snijpunt van een 50 "gekozen rij” en een ’’gekozen kolom”.

Bij deze uitvoeringsvorm worden, evenals bij alle uitvoeringsvormen, pixels van een of meer rijen (en/of van een of meer kolommen) van de optische weergeefinrichting initieel niet-selectief, in hoofdzaak simultaan VRIJGEGEVEN. Dit geschiedt bijvoorbeeld door een spanningspuls met een duur gelijk aan of groter dan de schakeltijd, toe te voeren aan de rij-elektrode, die de rij pixels bevat, welke moeten worden vrijgegeven, 55 en een identieke spanningspuls aan alle kolomelektroden. Een pixel is per definitie juist de kolom van het vloeibare kristal, bepaald door de projectie van één elektrode op het grensvlak 16 op een dwars-georiënteerde elektrode aan het grensvlak 22. Wanneer derhalve spanningen worden aangelegd aan de 7 192226 dwars-georiënteerde elektroden, die eenpixel bepalen, ’’ziet” het pixel slechts het verschil in de aan de elektroden aangelegde spanningen. Derhalve ondergaat elke pixel in de rij van pixels welke moeten worden VRIJGEGEVEN, een spanningspuls met een waarde nul (waarbij een spanning nul lager ligt dan het vasthoudspanningsgebied en derhalve leidt tot een VRIJGEEF-overgang), omdat elke pixel in de rij een 5 spanning ’’ziet", welke gelijk is aan het verschil tussen de identieke kolom- en rijspanningen.

Nadat een of meer rijen (of een of meer kolommen) van pixels bij de uitvoeringsvorm van de optische weergeefinrichting niet-selectief, in hoofdzaak simultaan zijn VRIJGEGEVEN, wordt deze uitvoeringsvorm dan GEREGISTREERD, dat wil zeggen, dat gekozen pixels gedwongen worden een REGISTRATIE-overgang te ondergaan. Een gekozen pixel wordt gedwongen een REGISTRATIE-overgang te ondergaan 10 doordat aan de gekozen kolomelektrode een spanningspuls met een amplitude 2 VH en een duur, gelijk aan of groter dan de schakeltijd wordt toegevoerd, te wijl de andere, niet-gekozen kolom elektroden op een spanning nul worden gehouden. In dit geval heeft VH de vasthoudspanning aan, die aan de pixels van deze uitvoeringsvorm wordt aangelegd, welke spanning elke waarde in het vasthoudspanningsgebied kan hebben (zie figuur 3). Ter illustratie wordt aangenomen, dat de spanning VH gelijk is aan de spanning midden tussen 15 de spanningen aan de uiteinden van het vasthoudspanningsgebied. Gelijktijdig met het toevoeren van de spanningen 2 VH en nul aan de gekozen en niet-gekozen kolomelektroden, ontvangen de gekozen rij-elektroden een spanningspuls met een amplitude -VH en een duur, gelijk aan de schakeltijd, terwijl de niet-gekozen rij-elektroden op VH worden gehouden. De gekozen pixels, dat wil zeggen de pixels in de snijpunten, van de gekozen kolom- en rij-elektroden, ondergaan derhalve een spanningspuls met een 20 amplitude 3 VH (het verschil tussen de gekozen kolom- en rijspanningen), terwijl de niet-gekozen elementen alle op de vasthoudspanning worden gehouden (dat wil zeggen op +VH of -VH, waarbij de pixels niet door de spanningspolariteiten worden beïnvloed). Het is duidelijk, dat de aan de rij-elektroden en kolomelektroden toegevoerde spanningen kunnen worden verwisseld.

Er zijn twee varianten van deze uitvoeringsvorm van de optische weergeefinrichting, waarbij gebruik 25 wordt gemaakt van andere REGISTRATIE-procedures. Bij de eerste variant wordt gebruik gemaakt van een rij-voor-rij-aftasting. Dat wil zeggen, dat elke rij-elektrode sequentieel wordt onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude -VH, terwijl alle andere rij-elektroden worden onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude +VH. Op hetzelfde moment, dat een afgetaste rij-elektrode wordt onderworpen aan de spanningspuls met een amplitude -VH, worden kolomelektroden, die gekozen pixels in 30 de rij bevatte, onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude 2 VH, terwijl alle andere kolomelektroden worden onderworpen aan een spanning nul.

Bij de tweede variant wordt gebruik gemaakt van een kolom-voor-kolom-aftasting. Dat wil zeggen, dat elke kolomelektrode sequentieel wordt onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude 2 VH, terwijl alle andere kolomelektroden worden onderworpen aan een nulspanningspuls. Tegelijkertijd worden 35 rij-elektroden, die gekozen pixels bevatten, welke binnen de afgetaste kolomelektrode vallen, onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude -VH, terwijl alle andere rij-elektroden worden onderworpen aan een spanning +VH.

Teneinde de optische weergeefinrichting, als boven beschreven, aan een matrixadressering te onderwerpen, dienen bepaalde operationele karakteristieken van de optische weergeefinrichting te worden bepaald. 40 Hiertoe behoren het bistabiele vasthoudspanningsgebied van de weergeefinrichting, evenals de spannings-pulsduur, welke nodig is voor het verschaffen van de VRIJGEEF (U-»D) en REGISTRATIE (D—>U)-overgangen, nadat het spanningspulsampiituden eenmaal zijn gekozen. Indien derhalve bijvoorbeeld de VRIJGEEF-overgangen tot stand moeten worden gebracht bij een nulspanningspuls, dient de schakeltijd bij nul volt bekend te zijn. Op een soortgelijke wijze dient, indien REGISTRATIE-overgangen moeten worden 45 verschaft met een spanningspuls, waarvan de amplitude bijvoorbeeld driemaal zo groot is als de vasthoudspanning, de schakeltijd bij driemaal de vasthoudspanning bekend zijn.

Variaties in de dikte-spoedverhouding, t/P, van de vloeibare-kristaltwistcel, welke aanwezig is in de optische weergeefinrichting (kleine diktevariaties zijn bijna onvermijdelijk), beïnvloeden op een significante wijze zowel de grootte van het vasthoudspanningsgebied als de schakeltijden van de optische weergeef-50 inrichting. Een acceptabele grootte van het vasthoudspanningsgebied is die, welke een half procent of meer van de gemiddelde waarde van het gebied is. Indien de grootte van het vasthoudspanningsgebied kleiner dan deze waarde is, wordt gezegd, dat het vasthoudspanningsgebied wordt afgeknepen. Derhalve is het bijvoorbeeld, indien het vloeibare kristal bestaat uit het cyanobifenyl-terfenyl mengsel, gedoteerd met CN, wanneer t/P wordt vergroot tot boven 1,0 (t/P dient voor een bistabiliteit bij benadering gelijk aan 1,0 te zijn), 55 bekend, dat het vasthoudspanningsgebied wordt vernauwd en wordt afgeknepen bij t/P, bij benadering gelijk aan 1,15. Derhalve wordt voor het cyanobifenyl-terfenyl mengsel, gedoteerd met CN, t/P beperkt tot waarden onder 1,15 en bij voorkeur onder ongeveer 1,10. Verder is het bekend, dat schakeltijden voor 192226 8 VRIJGEEF-overgangen sterk toenemen voor waarden van t/P onder ongeveer 0,95. Indien derhalve het vloeibare kristal bestaat uit het cyanobifenyl-terfenyl mengsel gedoteerd met CN, is derhalve de variatie van de dikte-spoedverhouding van de vloeibare-kristaltwistcel, die aanwezig is, bij voorkeur van ongeveer 0,95 tot ongeveer 1,10. Binnen dit dikte-spoedgebied, worden schakeltijden voor de optische weergeefinrichting 5 voor zowel REGISTRATIE- als VRIJGEEF-overgangen gekozen, als later te beschrijven, die een voldoende duur hebben om te verzekeren, dat alle pixels een omschakeling ondergaan.

Een ’’praktisch” vasthoudspanningsgebied is een gebied waarover de optische weergeefinrichting bistabiel is gedurende ten minste een minimale periode, van bijvoorbeeld vijf minuten. Een procedure voor het bepalen van het ’’praktische” bistabiele spanningsgebied en de schakeltijden voor de optische 10 weergeefinrichting, bestaat daarin, dat deze parameters worden bepaald voor een monster, dat wil zeggen een als een monster uitgevoerde, vloeibare-kristaltwistcel, welke van nut is in de optische weergeefinrichting. Het monster zal evenals de optische weergeefinrichting, bijna steeds een variatie in t/P, evenals andere onvolmaaktheden vertonen. Derhalve wordt het praktische bistabiele spanningsgebied van de optische weergeefinrichting bepaald door voor het monster zowel de maximale spanning, waarbij de 15 NEER-toestand stabiel is en de minimale spanning, waarbij de OP-toestand stabiel is, te meten en uit te zetten als een functie van de t/P van het monster, als aangegeven in figuur 5. Indien de dikte-spoedverhouding het monster varieert, bijvoorbeeld van 0,95 tot 1,05, dan is de bovenste begrenzing van het praktische bistabiele spanningsgebied juist de spanningssnijding, behorende bij de snijding van de lijn t/P = 0,95 met de kromme, die de maximale spanning aangeeft, waarbij de NEER-toestand stabiel is (de bovenste kromme 20 is figuur 5). De ondergrens van het nuttige, bistabiele spanningsgebied is juist de spanningssnijding, behorende bij de snijding van de lijn t/P = 1,05 met de kromme, die de minimale spanning aangeeft, waarbij de OP-toestand stabiel is (de onderste kromme in figuur 5). Nadat de boven- en onderbegrenzingen van het praktische bistabiele spanningsgebied zijn bepaald, wordt dit spanningsgebied op een geschikte wijze gedefinieerd in termen van een gemiddelde waarde, VH, en een increment, AV, als aangegeven in figuur 5. 25 Derhalve wordt het practische bistabiele spanningsgebied gespecificeerd als VH ± AV.

Nadat het practische bistabiele spanningsgebied is bepaald, wordt de optische weergeefinrichting aan een matrixadressering onderworpen wanneer de geschikte schakeltijden voor ”in”- en ”uit”-schakeling, dat wil zeggen voor REGISTRATIE- en VRIJGEEF-overgangen bekend zijn. Indien bijvoorbeeld een nul-spanningspuls moet worden gebruikt voor het verschaffen van een VRIJGEEF-overgang en een spannings-30 puls met een amplitude, welke driemaal de vasthoudspanning is, moet worden gebruikt voor het verschaffen van een REGISTRATIE-overgang, dan dienen de schakeltijden bij nul volt en driemaal de vasthoudspanning (als boven bepaald) te worden bepaald. Dit geschiedt door voor het monster de schakeltijd Ts, bij nul volt en bij driemaal de vasthoudspanning als een functie van de gemeten t/P van het monster te meten en uit te zetten, als weergegeven in figuur 6. Uit deze kromme wordt een schakeltijd gekozen, Tsw (in), welke 35 voldoende is om het gehele monster ”in” te schakelen wanneer het monster wordt onderworpen aan driemaal de vasthoudspanning (als aangegeven in figuur 6). Op een soortgelijke wijze wordt een andere schakeltijd gekozen, Tsw (uit), welke voldoende is om het gehele monster ”uit” te schakelen, wanneer dit wordt onderworpen aan nul volt (als aangegeven in figuur 6). Deze waarden van Tsw (in) en Tsw (uit) zijn van toepassing op de optische weergeefinrichting. Het is duidelijk, dat schakeltijden, groter dan Tsw (in) en 40 Tsw (uit) ook van nut zijn.

Wanneer het praktische bistabiele spanningsgebied, evenals Tsw (in) en Tsw (uit) van de optische weergeefinrichting eenmaal zijn bepaald, zoals boven is beschreven, dan wordt een uit twee stappen bestaand matrixadresschema, waarbij de pixels van een rij of van alle rijen (en/of van een kolom of alle kolommen) eerst niet-selectief, simultaan, worden VRIJGEGEVEN en daarna selectief worden GEREGI-45 STREERD, op een eenvoudige wijze toegepast op de optische weergeefinrichting.

Het is empirisch, doch niet op een eenvoudige wijze gebleken, dat voor deze uitvoeringsvorm de spanningen, aangelegd aan de gekozen kolommen, gekozen rijen en niet-gekozen rijen, niet precies gelijk behoeven te zijn aan respectievelijk 2 VH, -VH en +VH. Hier geeft VH de gemiddelde waarde van het praktische bistabiele spanningsgebied van de optische weergeefinrichting aan. In plaats daarvan is er in 50 deze spanningen een toelaatbare variatie, welke verband houdt met het increment AV, dat gebruikt wordt bij het specificeren van het praktische bistabiele spanningsgebied. Indien de gekozen kolomspanning wordt gedefinieerd als gelijk aan (2 + Ax)VH, de niet-gekozen rijspanning wordt gedefinieerd als gelijk aan (1 + Ay)VH en de gekozen rijspanning wordt gedefinieerd als gelijk aan -(1 + Ay)VH en de gekozen rijspanning wordt gedefinieerd als gelijk aan -(1 + Az)VH, waarbij Ax, Ay en Δ positieve of negatieve incrementen zijn, 55 dan nemen deze incrementen de volgende nuttige waarden aan, indien een rij-voor-rij-aftasting wordt toegepast: (1) Ay < AV/Vh; 9 192226 (2) Δχ - Ay < AV/VH; en (3) VH (1 + Δζ) dient zodanig te zijn, dat een pixel van deze optische weergeefinrichting tijdens Tsw (rn) stabiel blijft. Aan deze voorwaarde wordt voldaan indien Δζ zodanig wordt gekozen, dat deze bijvoorbeeld gelijk is aan Δζ < V/VH.

5 Indien een kolom-voor-kolom-aftasting wordt toegepast, nemen de incrementen Δχ, Ay en Δζ de volgende nuttige waarden aan: (1) Ay < AV/Vh; (2) Δζ < ΔνΛ/Η; en (3) VH (1 + Δχ - Ay) dient zodanig te zijn, dat een pixel van deze optische weergeefinrichting gedurende 10 Tsw (in) stabiel blijft. Aan deze toestand wordt voldaan, indien Δχ - Ay < AV/VH.

Voorbeeld 1

De uitvoeringsvorm van de bistabiele, optische, vloeibare-kristalweergeefinrichting met matrixadressering werd op de onderstaande wijze vervaardigd. Deze weergeefinrichting werd zodanig vervaardigd, dat de 15 inrichting een stelsel van zestien pixels omvatte, bepaald door de snijpunten van vier rij-elektroden en vier kolomelektroden.

De bistabiele vloeibare-kristaltwistcel, die bij deze uitvoeringsvorm van de optische weergeefinrichting aanwezig was, werd vervaardigd onder gebmik van twee met indiumoxide beklede, rechthoekige gasplaten. De indiumoxide bekleding op elke glasplaat was transparant en elke glasplaat had als afmetingen 2,54 cm x 20 3,81 cm x 0,32 cm. Gekozen gedeelten van de indiumoxide bekleding op elke glasplaat werden langs fotolithografische weg verwijderd, waardoor op elke glasplaat vier evenwijdige stroken van indiumoxide overbleven, waarbij elke stroom een breedte van ongeveer 1 mm had. Het oppervlak van elke glasplaat, waarop zich de indiumoxide stroken bevonden, werd daarna bekleed met een laag van silicummonoxide met een dikte van ongeveer 10 nanometer door het siliciummonoxide op elke glasplaat op te dampen onder 25 een hoek van ongeveer 5° ten opzichte van het oppervlak van elke glasplaat.

De twee glasplaten werden ten opzichte van elkaar georiënteerd en van elkaar gescheiden door twee uit mylar bestaande afstandsorganen met een dikte van 13 pm, die langs tegenover elkaar gelegen randen van de glasplaten werden opgesteld. Bij het oriënteren van de glasplaten waren de oppervlakken, waarop zich de indiumoxide stroken bevonden, naar elkaar gekeerd en de stroken op één oppervlak stonden loodrecht 30 op de stroken van het andere oppervlak. Bovendien werden de glasplaten zodanig georiënteerd, dat de richtingen van waaruit het siliciummonoxide op de oppervlakken van de glasplaten was opgedampt, met 180° verschilden. Voorts werd één glasplaat in longitudinale richting ten opzichte van de andere verschoven over een afstand van ongeveer 0,63.

De twee glasplaten werden langs de twee randen, gescheiden door de uit mylar bestaande afstands-35 organen, door epoxyhars aan elkaar bevestigd, waardoor twee open randen (de verschoven randen) overbleven voor de vloeibare-kristalvulling en elektrodeverbindingen. Elk van de glasplaten omvatte een overhangend gedeelte, dat zich vanuit de vloeibare-kristaltwistcel uitstrekt (zie figuur 1). De sandwich van glasplaten werd vervolgens gehard bij een temperatuur van ongeveer 100°C gedurende een uur teneinde de celdikte te stabiliseren. Daarna werd de dikte van de cel gemeten door interferentieranden van 40 monochromatisch licht onder gebmik van een monochroommeter met variabele golflengte als lichtbron te tellen. De celdiktevariatie werd geregistreerd door de interferentieranden bij een natrium belichting te fotograferen. De celdikte en de dikte van de variatie werden gemeten als zijnde 16,2 pm ± 1,5%.

Door een druppel van een vloeibaar-kristalmengsel op een van de open zijden van de cel te brengen, werd de ruimte tussen de glasplaat door capillaire werking met het vloeibare-kristalmengsel gevuld. Het 45 gebruikte, vloeibare-kristalmengsel omvatte het cyanobifenyl-terfenyl mengsel, dat werd gedoteerd roet 1,303 gewichtsprocent cholestery! nonanoaat teneinde een diktespoedverhouding (gebaseerd op de boven gemeten celdikte en celdiktevariatie) van 1,126 ± 1,5% te verkrijgen.

De helling van de vloeibare-kristalrichtinginrichtingen op de met siliciummonoxide beklede oppervlakken voor niet-gedoteerd cyanobyfenyl-terfenyl mengsel werd gemeten door conoscopy (zie Crossland en 50 anderen, J. Phys. D; Appl. Phys. 9, 2001 (1976)) in een afzonderlijke cel zonder schroefvormige twist. Men mat een helling van ongeveer 33° ten opzichte van de beklede oppervlakken. Aangenomen werd, dat de helling van de vloeibare-kristairichtinrichtingen in de cel met twist, waarbij de cel werd toegepast in de optische weergeefinrichting, eveneens 33° bedroeg.

Elektrische contacten werden tot stand gebracht tussen de cel en uitwendige draden via twee Zebra-55 stroken (geleidende, elastomere stroken). Dat wil zeggen, dat twee Zebra-stroken werden aangebracht op de overhangende oppervlakken van de glasplaten, waarop zich de indiumoxide elektroden bevonden en zich vanuit de cel uitstrekten. Elke zebra-strook werd op één van de giasvlakken, waarop zich de indium- 192226 10 oxide elektroden bevonden, aangebracht en we] dwars ten opzichte van de elektroden. Vier uitwendige draden werden op elke Zebrastrook gemonteerd, waarbij elk van de draden in verbinding stond met juist één van de indiumoxide stroken via de Zebrastrook (ten gevolge van de unidirectionele geleide eigenschappen van de Zebrastrook). Elektrische signalen werden via de uitwendige draden aan elk van de indiumoxide 5 elektroden toegevoerd.

Om het praktische vasthoudspanningsgebied en de schakeltijden van de vloeibare-kristaltwistcel te bepalen, werd eerst de amplitude en daarna de duur van een spanningssignaal van 500 Hz, toegevoerd aan de pixels van de cel, gevarieerd, terwijl de optische transmissietoestanden van alle zestien pixels, als beschouwd tussen gekruiste polarisatoren, via een microscoop werden waargenomen. Het bleek, dat het 10 praktische vasthoudspanningsgebied voor de vloeibare-kristaltwistcel van de optische weergeef inrichting bij kamertemperatuur van ongeveer 26,5°C, 1,67-1,69 V bedroeg. De uitdrukking ’’praktisch” betekent, dat over het spanningsgebied van 1,67-1,69 V de cel gedurende ten minste vijf minuten een stabiliteit vertoonde. De vasthoudspanning welke werd gebruikt bij de matrixadressering van de optische weergeef-inrichting bedroeg 1,68 V. Het bleek verder, dat de schakeltijden voor de cel, dat wil zeggen Tsw (in) en 15 Tsw (uit) respectievelijk ongeveer 18 msec en ongeveer 130 msec waren. Hierbij geeft Tsw (in) de minimum pulsduur aan, welke nodig is voor het verschaffen van een REGISTRATIE-overgang bij alle zestien pixels bij een spanning, gelijk aan driemaal de vasthoudspanning (van 1,68 V), terwijl Tsw (uit) de minimum pulsduur aangeeft, welke nodig is voor het verschaffen van een VRIJGEEF-overgang bij alle zestien pixels bij nul volt.

20 Alle pixels van deze uitvoeringsvorm werden eerst VRIJGEGEVEN en daarna werd een patroon van gekozen pixels GEREGISTREERD. Indien de notatie (i, j) wordt gebruikt voor het aangeven van de rij- en kolomplaatsen van een gekozen pixel, bevonden de gekozen pixels zich bij (1,2), (1,3), (2,1), (2,4), (3,1), (3,4), (4,2) en (4,4). De tijd, welke nodig was voor het REGISTREREN van het patroon van gekozen pixels onder gebruik van een rij-voor-rij-aftasting bedroeg 72 msec. (= Tsw (in) x 4 rijen = 18x4).

25

Voorbeeld 2

De informatie-inhoud, weergegeven door de optische weergeef in richting wordt gewijzigd door een uit twee stappen bestaande matrixadresseerprocedure, waarbij alle pixels van een of meer of zelfs alle rijen (en/of een of meer, of zelfs alle kolommen) eerst niet-selectief, simultaan worden VRIJGEGEVEN, waarna 30 bepaalde pixels selectief worden GEREGISTREERD. Deze adresseerprocedure maakt het mogelijk, dat de informatie-inhoud, veel sneller wordt gewijzigd dan indien de pixels eerst selectief werden VRIJGEGEVEN en daarna selectief werden GEREGISTREERD. Dit kan worden afgeleid uit figuur 7, welke de typerende afhankelijkheid van de schakeltijd van de schakelspanning Vs, voor zowel VRIJGEEF-overgangen als REGISTRATIE-overgangen van de bistabiele, vloeibare-kristaltwistcel, die kan worden toegepast, bij 35 kamertemperatuur (23,5°C) aangeeft.

De krommen in figuur 7 stellen de schakelkarakteristieken van een relatief uniform gedeelte van een vloeibare-kristaltwistcel voor, welke werd vervaardigd overeenkomstig de procedure, beschreven bij voorbeeld 1. Het vloeibare kristal bestond uit cyanobyfenol-terfenyl mengsel, gedoteerd met CN. Het relatief uniforme gedeelte van de cel omvattende drie naast elkaar gelegen pixels, die een dikte van ongeveer 15 40 micron bij een diktevariaties van ± 0,2% hadden, en een t/P van ongeveer 0,983 en een overeenkomstige t/P-variatie van ± 0,2%. Het praktische vasthoudspanningsgebied voor de drie naast elkaar gelegen pixels, dat wil zeggen het spanningsgebied, waarover de drie naast elkaar gelegen pixels gedurende ten minste vijf minuten bistabiel waren, werd gemeten en bleek 1,780 tot 1,810 V te bedragen, terwijl de vasthoudspanning, welke werd gebruikt bij het meten van de schakelkarakteristieken van de drie naast elkaar 45 gelegen pixels 1,785 V bedroeg.

De schakelkarakteristieken van de drie naast elkaar gelegen pixels werden gemeten door de effectieve amplitude van een spanningssignaal van 500 Hz, dat aan drie pixels werd toegevoerd, te variëren en de duurte variëren voordat een omschakeling plaats vondt. Tegelijk werden, terwijl de cel was opgesteld tussen gekruiste polarisatoren, de optische transmissietoestanden van de drie naast elkaar gelegen pixels 50 van de cel waargenomen naar een andere toestand werden omgeschakeld, werd dit beschouwd als een volledige omschakeling. Indien slechts één of twee pixels werden omgeschakeld, werd dit beschouwd als een gedeeltelijke omschakeling. Indien geen pixels werden omgeschakeld, werd dit beschouwd als geen omschakeling.

In figuur 7 zijn de schakeltijden op een logaritmische schaal uitgezet tegen een genormaliseerde 55 schakelspanning VS/VH, waarbij VH de vasthoudspanning aangeeft. Opgemerkt wordt, dat in elk geval twee evenwijdige krommen optreden. De bovenste kromme stelt de minimale tijd voor, welke nodig is voor omschakeling vanuit één toestand naar de andere. De onderste kromme stelt de pulsduur voor, waaronder 11 192226 geen omschakeling optreedt. Het gebied tussen de krommen stelt een gedeeltelijke of onvolledige omschakeling voor. Dit geldt ook voor de krommen, aangegeven in figuur 8 en 9.

In figuur 7 vinden bij VS/VH groter dan 1,0 REGISTRATIE-overgangen plaats. In dit gebied vertoont de schakeltijd een snelle afname wanneer de schakelspanning wordt vergroot. De schakeltijd bij Vs = 2VH 5 bedraagt ongeveer 52 msec, en bij Vs = 3 VH ongeveer 20 msec. Voor VS/VH minder dan 1,0 treden VRIJGEEF-overgangen op. Deze zijn aanmerkelijk trager dan de REGISTRATIE-overgangen. De schakeltijd bij nul volt, de kortste schakeltijd, bedraagt ongeveer 200 msec.

Het matrixadresseerschema, waarbij op een niet-selectieve wijze een of meer rijen (of een of meer kolommen) van pixels in hoofdzaak gelijktijdig worden VRIJGEGEVEN en daarna op een selectieve wijze 10 pixels van steeds één rij of kolom worden GEREGISTREERD, dient te worden onderscheiden van dié adresseerschema’s, waarbij op een selectieve wijze gekozen pixels in een rij, per rij, worden VRIJGEGEVEN en daarna selectief pixels worden GEREGISTREERD. Het toepassen van het eerste adresschema in plaats van het laatste bij de optische weergeefinrichting leidt tot een betrekkelijk snelle werking van de optische weergeefinrichting. Omdat de schakeltijd voor VRIJGEEF-overgangen bij deze optische weergeef-15 inrichting betrekkelijk groot is, volgt hieruit, dat het eerste adresschema, het schema, dat wordt toegepast, dat mogelijk maakt, dat de informatie-inhoud van de weergeefinrichting veel sneller kan worden gewijzigd dan indien gebruik wordt gemaakt van het laatste adresseerschema.

Voorbeeld 3 20 Omdat het adresseerschema, toegepast op de optische weergeefinrichting op een niet-selectieve wijze een of meer rijen (of een of meer kolommen) van pixels in hoofdzaak simultaan VRIJGEEFT in plaats van selectief gekozen pixels één rij tegelijkertijd VRIJGEEFT, werkt deze optische weergeefinrichting relatief snel niet slechts bij kamertemperatuur, doch ook bij betrekkelijk lage temperaturen. Dit kan worden afgeleid uit figuur 8.

25 Figuur 8 toont de typische afhankelijkheid van de schakeltijd als functie van t/P voor VRIJGEEF- overgangen (bij nul volt) van de vloeibare-kristaltwistcel, die wordt toegepast. Omdat de schakeltijden het omgekeerde zijn van het kwadraat van de celdikte (1/t2), toont deze figuur de afhankelijkheid van de relatieve schakeltijd, Ts/t2, van t/P. Meer in het bijzonder toont deze figuur de invloed van de temperatuur op de VRIJGEEF-schakeltijden.

30 De informatie, uitgezet in figuur 8, stelt de schakelkarakteristieken van de drie naast elkaar gelegen pixels van de in voorbeeld 2 beschreven vloeibare-kristaltwistcel voor. De schakelkarakteristieken van de drie pixels werden gemeten bij verschillende concentraties van CN in het cyanobifenyl-terfenyl mengsel voor het verschaffen van verschillende t/P-verhoudingen, en voor temperaturen van 40,0°C, 23,5°C en 13,0°C onder gebruik van de procedure, beschreven bij voorbeeld 2. De metingen bij de drie verschillende 35 temperaturen werden uitgevoerd met de cel in een thermostatisch geregeld omhulsel.

Zoals uit figuur 8 blijkt, vertonen de schakeltijden voor VRIJGEEF-overgangen een scherpe toename wanneer de temperatuur afneemt van 40,0°C tot 23,5°C tot 13,0°C. Deze schakeltijden nemen met een factor van ongeveer 2,5 toe bij elke 10°C afname in temperatuur. Derhalve zou een adresseerschema, waarbij gekozen pixels in een rij, met steeds één rij tegelijkertijd worden VRIJGEGEVEN, leiden tot een 40 betrekkelijk trage werking bij lage temperaturen. In verband met het onderhavige adresseerschema worden een of meer rijen pixels simultaan niet-selectief VRIJGEGEVEN en daaruit volgt, dat het mogelijk is met een relatief hoge snelheid te werken, zelfs bij lage temperaturen.

Als contrast zal hierna een twee-op-één-adressering, een adresseerschema, waarbij pixels selectief worden VRIJGEGEVEN en daarna pixels selectief worden GEREGISTREERD, worden beschreven. Het 45 gebruik van dit adresseerschema is in de context van de optische weergeefinrichting leidt niet slechts tot een relatief trage werking van de weergeefinrichting, doch leidt ook tot schadelijke invloeden, welke zich niet voordoen bij andere weergeefinrichtingen.

Een twee-op-één-adressering is weergegeven in figuur 4(b). Bij een twee-op-één-adressering, worden een of meer gekozen kolomelektroden onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude VH + δ V en 50 een duur, gelijk aan de schakeltijd, terwijl alle andere kolomelektroden op de vasthoudspanning, VH worden gehouden. Tegelijkertijd wordt de gekozen rij-elektrode onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude - δ V en een duur, gelijk aan de schakeltijd, terwijl alle andere rij-elektroden op een spanning nul worden gehouden. Derhalve worden de gekozen pixels onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude VH + 2 δ V en een duur, gelijk aan de schakeltijd, terwijl de niet-gekozen pixels in de gekozen 55 rijen en gekozen kolommen worden onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude VH + δ V van gelijke duur. Resterende niet-gelozen pixels worden op de vasthoudspanning gehouden. Een twee-op-één-adressering maakt selectief VRIJGEVEN en REGISTREREN van pixels mogeiijk aangezien δ V zowel 192226 12 positief als negatief kan zijn. Bij een twee-op-één-adressering worden evenwel de niet-gekozen pixels in de gekozen rij en kolommen onderworpen aan een spanning, welke verschilt van de vasthoudspanning, nl. een VH + δ V. Het onderwerpen van niet-gekozen pixels aan een spanning, welke verschilt van de vasthoudspanning, wordt betiteld als ’’overspreken”.

5 Figuur 7, welke eerder bij voorbeeld 2 is besproken, toont het verschijnsel van overspreken. Dat wil zeggen, dat figuur 7 schakelinformatie voor de drie naast elkaar gelegen pixels van de in voorbeeld 2 beschreven vloeibare-kristaltwistce! omvat, welke informatie aangeeft wat de overspreekinvloed van twee-op-één-adressering zou zijn, indien gebruik werd gemaakt van een twee-op-één-adressering. Bij het verschaffen van de informatie werd aangenomen, dat de twee-op-één-adressering wordt gerealiseerd door δ 10 V = -Vh/2 (in figuur 4(b)) in te stellen om gekozen pixels met een nulspanningspuls VRIJ TE GEVEN en door δ V = + Vh/2 in te stellen om gekozen pixels met een spanningspuls 2VH te REGISTREREN.

Zoals aangegeven in figuur 7 worden, wanneer een gekozen pixel, aangeduid met A, wordt onderworpen aan een nulspanningspuls met een duur, gelijk aan ongeveer 200 msec., teneinde bij twee-op-één-adressering een VRIJGEEF-overgang te verkrijgen, de niet-gekozen pixels in de gekozen rij en kolommen, 15 aangeduid met B, onderworpen met een spanningspuls met gelijke duur en een amplitude 0,5 VH. Op een soortgelijke wijze worden, indien een gekozen pixel, aangeduid met D, wordt onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude 2VH en een duur, gelijk aan ongeveer 68 msec, teneinde bij een twee-op-één-adressering een REGISTRATIE-overgang te verschaffen, de niet-gekozen pixels in de gekozen rij en kolommen onderworpen aan een spanningspuls met een amplitude van 1,5 VH en gelijke duur. Zoals 20 uit figuur 7 blijkt, is de VRIJGEEF-overgangskromme relatief ondiep bij de oorsprong en liggen de beide punten A en B dicht bij deze kromme. Indien moet worden vermeden, dat de niet-gekozen pixels B een VRIJGEEF-overgang ondergaan, moet de duur van de spanningspulsen, welke worden gebruikt voor het verschaffen van VRIJGEEF-overgangen, zeer nauwkeurig zijn. Derhalve dient de werking van de elektronische onderdelen, gebruikt voor het verschaffen van een twee-op-één-adressering bij de optische weergeef-25 inrichting zeer nauwkeurig te zijn en derhalve dienen de elektronische onderdelen relatief complex te zijn. Bovendien nemen, en dit is misschien nog belangrijker, de breedten van de VRIJGEEF- en REGISTRATIE-schakelbanden, aangegeven in figuur 7, toe wanneer de celdiktevariaties toenemen. Derhalve is het waarschijnlijk, dat voor een vloeibare-kristaltwistcel, die geen grote dikte-uniformiteit heeft, bijvoorbeeld het punt B, binnen de VRIJGEEF-schakelband valt en dat derhalve niet-gekozen pixels ten minste een 30 gedeeltelijke omschakeling zullen ondergaan. Teneinde dit te vermijden, moeten cellen, welke met een twee-op-één-adressering worden geadresseerd, met een relatief grote dikte-uniformiteit worden vervaardigd, hetgeen lastig is. Omdat bij de weergeefinrichting geen overspreekverschijnsel aanwezig is, behoeft de werking van de toepaste elektronische onderdelen niet zeer nauwkeurig te zijn en worden deze vereenvoudigd. Bovendien behoeven de in de weergeefinrichting aanwezige cellen geen grote dikte-uniformiteit te 35 hebben, waardoor de vervaardiging van de cellen gemakkelijker wordt.

Bij een twee-op-één-adressering worden ook niet-gekozen pixels onderworpen aan cumulatieve overspreekeffecten, dat wil zeggen, ook niet-gekozen pixels worden onderworpen aan opeenvolgende spanningspulsen met een amplitude, welke verschilt van de vasthoudspanning, tijdens het VRIJGEVEN en REGISTREREN van verschillende gekozen pixels. Dit leidt tot een willekeurige, niet-beoogde omschakeling 40 van pixels. Een procedure voor het elimineren van deze cumulatieve overspreekeffecten is die, waarbij wordt gewacht, dat deze zijn verdwenen. Aangezien er bij bijvoorbeeld de uitvoeringsvorm van deze weergeefinrichting dergelijke cumulatieve effecten niet aanwezig zijn, bestaat er geen noodzaak bij deze uitvoeringsvorm om te wachten, dat deze effecten zijn verdwenen en derhalve heeft deze uitvoeringsvorm een relatief hoge bedrijfssnelheid.

45 Het verschijnsel van overspreken, behorende bij het gebruik van twee-op-één-adressering, heeft ook het schadelijke effect, dat nog verdere beperkingen worden opgelegd aan de toelaatbare variatie in t/P van de optische weergeefinrichting, waardoor de vervaardiging van dë weergeefinrichting nog lastiger wordt. Dit blijkt uit figuur 9, welke een van de invloeden van overspreken op toelaatbare variaties in t/P toont.

Figuur 9 toont de typerende afhankelijkheid van relatieve schakeltijden, Ts/t2, van t/P voor 50 REGISTRATIE-overgangen en VRIJGEEF-overgangen van de vloeibare-kristaltwistcel. De in figuur 9 afgebeelde informatie werd verkregen door de schakel karakteristieken van de drie naast elkaar gelegen pixels van de in voorbeeld 2 beschreven vloeibare-kristaltwistcel bij kamertemperatuur (23,5° C) voor verschillende concentraties van CN in cyanobifenyl-terfenyl mengsel (en derhalve verschillende t/P-verhoudingen) en voor verschillende schakelspanningen te meten. Figuur 9 toont de afhankelijkheid van 55 Ts/t2 van t/P voor REGISTRATIE-schakelspanningen Vs = 2 VH en 3/2 VH, en VRIJGEEF-schakelspan-ningen Vs = 0 en 1/2 VH. Wanneer gebruik wordt gemaakt van een twee-op-één-matrixadressering, wordt een schakelspanning Vs = 2 VH (δ V = + VH/2 in figuur 4(b)) aan een gekozen pixel toegevoerd om een

Claims (5)

13 192226 REGISTRATIE-overgang te verkrijgen en doen zich in niet-gekozen pixels in de gekozen rij en kolom, welke wordt onderworpen aan een schakel- of overspreekspanning Vs = 3/2 VH overspreekeffecten op. Op een soortgelijke wijze treden, wanneer een nulschakelspanning (δ V = -VH/2 in figuur 4(b)) aan een gekozen pixel wordt toegevoerd voor het verkrijgen van een VRIJGEEF-overgang, overspreekeffecten in de 5 niet-gekozen pixels in de gekozen rij en kolom, welke wordt onderworpen aan een schakel- of overspreekspanning Vs = Vh/2 op. Om een twee-op-één-adressering te gebruiken, moet de REGISTRATIE-schakeltijd zodanig worden gekozen, dat deze boven de VS/VH = 2-kromme valt, doch onder de VS/VH = 3/2 kromme (teneinde te beletten, dat niet-gekozen pixels worden omgeschakeld). Op een soortgelijke wijze moet de VRIJGEEF-schakeltijd zodanig worden gekozen, dat deze valt boven de VS/VH = O-kromme, doch onder de 10 VS/VH = 1/2 kromme. Terwijl een REGISTRATIE-schakeltijd kan worden gekozen zonder dat nieuwe beperkingen worden opgelegd aan de variatie in t/P, wordt door een keuze van de VRIJGEEF-schakeltijd, welke valt boven de VS/VH = O-kromme, doch onder de VS/VH = 1/2-kromme verdere beperkingen opgelegd aan de toelaatbare variatie in t/P, zoals uit figuur 9 blijkt. Dat wil zeggen dat overspreekeffecten, welke inherent zijn aan het gebruik van een twee-op-één-matrixadressering de toelaatbare variatie in t/P verder 15 beperken tot een geringer gebied, bijvoorbeeld een gebied, dat kleiner is dan het eerdergenoemde voorkeursgebied van 0,95-1,10 voor cyanobifenyl-terfenyl mengsel, gedoteerd met CN. Omdat er bij bijvoorbeeld deze uitvoeringsvorm, evenals bij andere uitvoeringsvormen van de optische weergeefinrichting geen overspreekeffecten optreden, volgt hieruit dat de noodzaak tot een grote precisie in de dikte-uniformiteit van de vloeibare-kristaltwistcel, welke kan worden gebruikt, minder groot is, hetgeen leidt tot een 20 meer eenvoudige vervaardiging van de optische weergeefinrichting. Een drie-op-een-adressering vertoont niet het verschijnsel van overspreken, doch een twee-op-één-adressering wel. Hieruit volgt derhalve, dat het toepassen van het eerste adresseerschema in plaats van het laatste schema op de optische weergeefinrichting de kans reduceert, dat niet-gekozen pixels een omschakelovergang ondergaan en wel om redenen, zoals deze boven zijn besproken. Derhalve wordt 25 informatie op een meer betrouwbare wijze weergegeven wanneer bij de optische weergeefinrichting een drie-op-één-adressering in plaats van een twee-op-één-adressering wordt toegepast. 30

1. Optische vloeibaar-kristalweergeefinrichting, omvattende: een vloeibaar kristal; twee grensvlakken die het vloeibare kristal opsluiten, waarbij ten minste één van deze grensvlakken doorlaatbaar is voor elektromagnetische straling; 35 organen voor het aanleggen van elektrische spanningsverschillen over één of meerdere van een veelvoud van discrete gedeelten van het vloeibare kristal, welke discrete gedeelten zijn opgesteld in een matrix van rijen en kolommen; discriminatieorganen voor het optisch discrimineren tussen twee verschillende oriëntaties van het vloeibare kristal waarbij het vloeibare kristal in een onbelaste toestand een schroefvormige configuratie 40 aanneemt waarbij het vloeibare kristal nabij ten minste één van de genoemde grensvlakken schuin helt ten opzichte van dat grensvlak en voorts het vloeibare kristal ten minste twee stabiele toestanden heeft in aanwezigheid van een enkele vasthoudspanning, welke stabiele toestanden vanuit één toestand kunnen worden omgeschakeld naar de andere zonder een disclinatie in het vloeibare kristal te passeren; met het kenmerk, dat de spanningsorganen zijn ingericht om alle genoemde discrete gedeelten van ten 45 minste één rij of kolom van genoemde matrix in hoofdzaak gelijktijdig om te schakelen van een eerste stabiele toestand naar een tweede stabiele toestand door aan al de genoemde discrete gedeelten van de genoemde rij of kolom gedurende een eerste voorafbepaalde tijdsduur een spanning onder genoemde vasthoudspanning aan te leggen, en om vervolgens selectief discrete gedeelten van genoemde matrix om te schakelen van genoemde tweede stabiele toestand naar genoemde eerste stabiele toestand door aan 50 geselecteerde discrete gedeelten gedurende een tweede voorafbepaalde tijdsduur een spanning aan te leggen die in hoofdzaak gelijk is aan drie maal de vasthoudspanning, waardoor veroorzaakt wordt dat informatie wordt weergegeven.

2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1 waarbij de spanningsorganen zijn voorzien van een aantal elektroden, die op elk van de grensvlakken zijn aangebracht, en de elektroden op één grensvlak dwars ten 55 opzichte van de elektroden op het andere grensvlak zijn aangebracht, en de uitsteeksels van de elektroden aan één grensvlak naar de elektroden van het andere grensvlak de matrix van discrete gedeelten van het vloeibare kristal bepalen, en de elektroden op elk van de grensvlakken respectievelijk rij- en kolom- 192226 14 elektroden vormen, die overeenkomen met de rijen en kolommen van de matrix, met het kenmerk, dat de spanningsorganen gekozen discrete gedeelten vanuit de tweede stabiele toestand naar de eerste stabiele toestand omschakelen door achtereenvolgens een spanning -(1 + Az)VH aan elke rij-elektrode toe te voeren, terwijl andere rij-elektroden een spanning (1 + Ay)VH ontvangen, en door in hoofdzaak simultaan 5 een spanning (2 + Ax)VH aan elke kolomelektrode toe te voeren, die een gekozen discreet gedeelte bepaalt met de rij-elektrode, welke de spanning -(1 + Az)VH ontvangt, en een spanning nul aan alle andere kolomelektroden toe te voeren, waarbij de spanningen gedurende de tweede, voorafgekozen tijdsduur worden aangelegd, en Δχ, Ay en Δζ de waarden hebben Ay ^ AV/VH 10 Αχ- A è AV/Vh, en de waarde van Δζ zodanig is, dat een discreet gedeelte stabiel blijft wanneer dit wordt onderworpen aan een spanning VH (1 + Δζ), welke spanning gedurende de tweede voorafgekozen tijdsduur wordt aangelegd, waarbij de vasthoudspanning een waarde bezit in een gebied van spanningen dat wordt omschreven door VH ± AV, waarbij VH een gemiddelde spanningswaarde van het gebied is en AV een spanningsincrement 15 boven en onder VH is, waarmede de grenzen van het gebied worden omschreven.

3. Weergeefinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat Δζ ^ AV/VH.

4. Weergeefinrichting volgens conclusie 1 waarbij de spanningsorganen zijn voorzien van een aantal elektroden, die op elk van de grensvlakken zijn aangebracht, en de elektroden op één grensvlak dwars ten opzichte van de elektroden op het andere grensvlak zijn aangebracht, en de uitsteeksels van de elektroden 20 aan één grensvlak naar de elektroden van het andere grensvlak de matrix van discrete gedeelten van het vloeibare kristal bepalen, en de elektroden op elk van de grensvlakken respectievelijk rij- en kolomelektroden vormen, die overeenkomen met de rijen en kolommen van de matrix, met het kenmerk, dat de spanningsorganen gekozen discrete gedeelten uit de tweede stabiele toestand naar de eerste stabiele toestand omschakelen door achtereenvolgens een spanning (2 + Δχ)νΗ aan elke kolomelektrode aan te 25 leggen, terwijl alle andere kolomelektroden een nulspanning ontvangen, en in hoofdzaak simultaan een spanning -(1 + Δζ)νΗ aan de rij-elektroden, die een gekozen discreet gedeelte met de kolomelektrode, die de spanning (2 + Δχ)\/Η ontvangen, toe te voeren en een spanning (1 + Ay)VH aan alle andere rij-elektroden toe te voeren, waarbij de spanningen gedurende de tweede voorafgekozen tijdsduur worden aangelegd, en Δχ, Ay, Δζ de waarden hebben 30 Δy g Δν/νΗ, Δζ ^ AV/Vh, en de waarden van Δχ zodanig is, dat een discreet gedeelte stabiel blijft wanneer dit wordt onderworpen aan een spanning VH (1 + Δχ - Ay) welke spanning gedurende de tweede voorafgekozen tijdsduur wordt aangelegd, waarbij de vasthoudspanning een waarde bezit in een gebied van spanningen dat wordt 35 omschreven door VH ± Δν, waarbij VH een gemiddelde spanningswaarde van het gebied is en AV een spanningsincrement boven en onder VH is, waarmede de grenzen van het gebied worden omschreven.

5. Weergeefinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat Δχ - Ay i AV/VH. Hierbij 5 bladen tekening