NO173078B - LIQUID CRYSTAL DEVICE AND PROCEDURE FOR REPRESENTATIVES BY SUCH A DEVICE - Google Patents

LIQUID CRYSTAL DEVICE AND PROCEDURE FOR REPRESENTATIVES BY SUCH A DEVICE Download PDF

Info

Publication number
NO173078B
NO173078B NO841067A NO841067A NO173078B NO 173078 B NO173078 B NO 173078B NO 841067 A NO841067 A NO 841067A NO 841067 A NO841067 A NO 841067A NO 173078 B NO173078 B NO 173078B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
liquid crystal
crystal material
light
medium
carrier medium
Prior art date
Application number
NO841067A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO841067L (en
NO173078C (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 US06/477,242 external-priority patent/US4616903A/en
Priority claimed from US06/477,138 external-priority patent/US4606611A/en
Application filed by Manchester R & D Partnership filed Critical Manchester R & D Partnership
Publication of NO841067L publication Critical patent/NO841067L/en
Publication of NO173078B publication Critical patent/NO173078B/en
Publication of NO173078C publication Critical patent/NO173078C/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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår en væskekrystallinnretning omfattende en væskekrystall for på selektiv måte primært å spre lys eller, som reaksjon på et foreskrevet inngangssignal, å overføre lys, idet væskekrystallen omfatter driftsmessig nematisk væskekrystallmateriale med positiv, dielektrisk anisotropi, og et bæremedium for understøttelse av væskekrystallen. The invention relates to a liquid crystal device comprising a liquid crystal to selectively diffuse light primarily or, in response to a prescribed input signal, to transmit light, the liquid crystal comprising operationally nematic liquid crystal material with positive dielectric anisotropy, and a carrier medium for supporting the liquid crystal.

Oppfinnelsen angår også et væskekrystalldisplay og en fremgangsmåte for fremvisning av klare tegn eller annen informasjon på en forholdsvis mørk bakgrunn ved anvendelse av væskekrystallmateriale . The invention also relates to a liquid crystal display and a method for displaying clear characters or other information on a relatively dark background using liquid crystal material.

Væskekrystallmateriale blir for tiden benyttet i mange forskjellige anordninger, deriblant for eksempel optiske anordninger, såsom visuelle fremvisningsanordninger. En egenskap ved væskekrystaller (flytende krystaller) som mulig-gjør bruk i visuelle fremvisningsanordninger, er evnen til å spre og/eller absorbere (særlig når pleokroitisk fargestoff blandes med væskekrystallen) lys når væskekrystallene er i en tilfeldig innretting, og evnen til å overføre lys når væskekrystallene er i en ordnet innretting. Liquid crystal material is currently used in many different devices, including for example optical devices, such as visual display devices. A property of liquid crystals (liquid crystals) that enables use in visual display devices is the ability to scatter and/or absorb (especially when pleochroic dye is mixed with the liquid crystal) light when the liquid crystals are in a random alignment, and the ability to transmit light when the liquid crystals are in an ordered alignment.

En visuell fremvisningsanordning som benytter væskekrystaller, fremviser ofte mørke tegn på en grå eller for-, holdsvis lys bakgrunn. Under forskjellige omstendigheter ville det imidlertid være ønskelig ved benyttelse av væskekrystallmateriale å være i stand til med letthet å fremvise forholdsvis lyse eller klare tegn eller annen informasjon, A visual display device using liquid crystals often displays dark characters on a gray or relatively light background. Under different circumstances, however, it would be desirable when using liquid crystal material to be able to easily display relatively bright or clear signs or other information,

etc. på en forholdsvis mørk bakgrunn. Det ville også være ønskelig å forbedre den effektive kontrast mellom det fremviste tegn og selve fremvisningsanordningens bakgrunn. etc. on a relatively dark background. It would also be desirable to improve the effective contrast between the displayed character and the background of the display device itself.

Et eksempel på et elektrisk følsomt væskekrystallmateriale og anvendelse av dette finnes i US-patentskrift 3 322 485. Visse typer av væskekrystallmateriale er følsomme for temperatur, idet de endrer de optiske egenskaper, såsom den tilfeldige eller ordnede innretting av væskekrystallmaterialet, som reaksjon på temperatur av væskekrystallmaterialet. An example of an electrically sensitive liquid crystal material and its application can be found in US Patent 3,322,485. Certain types of liquid crystal material are sensitive to temperature in that they change the optical properties, such as the random or ordered alignment of the liquid crystal material, in response to temperature of the liquid crystal material.

For tiden finnes det tre kategorier av væskekrystallmaterialer, nemlig kolestrisk, nematisk og smektisk. Forskjellige prinsipper ifølge oppfinnelsen kan benyttes sammen med en forskjellig eller forskjellige av de andre kjente typer av væskekrystallmateriale eller kombinasjoner av disse. Den foreliggende oppfinnelse benytter fortrinnsvis nematisk væskekrystallmateriale eller en kombinasjon av nematisk og en eller annen kolestrisk type. Nærmere bestemt er væskekrystallmaterialet driftsmessig nematisk, dvs. det virker som nematisk materiale og ikke som de andre typer. Driftsmessig nematisk betyr at strukturell forvrengning av væskekrystallen ved fravær av ytre felter er dominert av væskekrystallens orientering ved dennes grenser eller rand-områder i stedet for av volumeffekter, såsom meget sterke vridninger slik som i kolestrisk materiale, eller lagdannelse slik som i smektisk materiale. Således ville for eksempel chiral-bestanddeler, som fremkaller en tendens til vridning, men ikke kan overvinne virkningene av grenseinnretting, fremdeles være driftsmessig nema.ti.ske.- Sådant materiale må ha en positiv, dielektrisk anisotropi. Selv om forskjellige egenskaper ved de forskjellige væskekrystallmaterialer er beskrevet i den kjente teknikk, er én kjent egenskap egenskapen med reverserbarhet. Særlig er nematisk væskekrystallmateriale kjent å være reversibelt, men kolestrisk materiale er vanligvis ikke reversibelt. Currently, there are three categories of liquid crystal materials, namely cholestric, nematic and smectic. Different principles according to the invention can be used together with a different or different of the other known types of liquid crystal material or combinations thereof. The present invention preferably uses nematic liquid crystal material or a combination of nematic and some cholesteric type. More specifically, the liquid crystal material is operationally nematic, i.e. it acts like a nematic material and not like the other types. Operationally, nematic means that structural distortion of the liquid crystal in the absence of external fields is dominated by the orientation of the liquid crystal at its boundaries or edge regions instead of by volume effects, such as very strong twists as in cholestric material, or layer formation as in smectic material. Thus, for example, chiral constituents, which induce a tendency to twist but cannot overcome the effects of boundary alignment, would still be operationally nema.ti.ske.- Such material must have a positive dielectric anisotropy. Although various properties of the various liquid crystal materials are described in the prior art, one known property is the property of reversibility. In particular, nematic liquid crystal material is known to be reversible, but cholesteric material is usually not reversible.

Pleokroitiske fargestoffer er blitt blandet med væskekrystallmaterialet for å danne en oppløsning med dette. Det pleokroitiske fargestoff innretter seg vanligvis med væskekrystallmaterialets struktur. Sådanne pleokroitiske fargestoffer ville derfor ha en tendens til å virke optisk på liknende måte som væskekrystallmaterialet som reaksjon på en varierende parameter, såsom påtrykning eller ikke-påtrykning av et elektrisk felt. Eksempler på anvendelse av pleokroitiske fargestoffer sammen med væskekrystallmateriale er beskrevet i US-patentskriftene 3 499 702 og 3 551 026. Én fordel ved benyttelse av pleokroitisk fargestoff sammen med væskekrystallmaterialet er eliminasjonen av behovet for en polarisator. I den nematiske form har imidlertid en pleokroitisk anordning forholdholdsvis lav kontrast. Tidligere kunne kolestrisk materiale tilsettes til det nematiske materiale sammen med fargestoffet for å forbedre kontrastforholdet. Pleochroic dyes have been mixed with the liquid crystal material to form a solution with it. The pleochroic dye usually aligns with the structure of the liquid crystal material. Such pleochroic dyes would therefore tend to act optically in a similar manner to the liquid crystal material in response to a varying parameter, such as application or non-application of an electric field. Examples of the use of pleochroic dyes together with liquid crystal material are described in US patents 3,499,702 and 3,551,026. One advantage of using pleochroic dyes together with the liquid crystal material is the elimination of the need for a polarizer. In the nematic form, however, a pleochroic device has relatively low contrast. In the past, cholestric material could be added to the nematic material along with the dye to improve the contrast ratio.

Se for eksempel en artikkel av White m.fl. i "Journal of Applied Physics", Vol. 45, nr. 11, november 1974, sidene 4718-4723. Selv om nematisk materiale er reversibelt, avhengig av om et elektrisk felt er påtrykket over dette eller ikke, vil imidlertid kolestrisk materiale vanligvis ikke tendere mot sin opprinnelige null-felt-form når det elektriske felt blir fjernet. En annen ulempe ved benyttelse av pleokroitisk fargestoff i oppløsning med væskekrystallmateriale er at absorp-sjonen av fargestoffet ikke er null i felt-på-tilstanden. Absorpsjon i felt-på-tilstanden følger i stedet en ordnende parameter som står i forhold til eller er en funksjon av fargestoffenes relative innretting. See, for example, an article by White et al. in "Journal of Applied Physics", Vol. 45, No. 11, November 1974, pages 4718-4723. Although nematic material is reversible, depending on whether an electric field is applied to it or not, cholestric material will not usually tend to its original zero-field shape when the electric field is removed. Another disadvantage of using pleochroic dye in solution with liquid crystal material is that the absorption of the dye is not zero in the field-on state. Absorption in the field-on state instead follows an ordering parameter that is proportional to or a function of the relative alignment of the dyes.

Vanligvis er væskekrystallmateriale anisotropt både optisk (dobbeltbrytning) og, for eksempel når det dreier seg om nematisk materiale, elektrisk. Den optiske anisotropi er åpenbar på grunn av spredningen av lys når væskekrystallmaterialet er i tilfeldig innretting, og overføringen av lys gjennom væskekrystallmaterialet når det er i ordnet innretting. Den elektriske anisotropi kan være en forbindelse mellom dielektrisitetskonstanten eller den dielektriske koeffisient i forhold til væskekrystallmaterialets innretting. Typically, liquid crystal material is anisotropic both optically (birefringent) and, for example in the case of nematic material, electrically. The optical anisotropy is apparent due to the scattering of light when the liquid crystal material is in random alignment, and the transmission of light through the liquid crystal material when it is in ordered alignment. The electrical anisotropy can be a connection between the dielectric constant or the dielectric coefficient in relation to the alignment of the liquid crystal material.

Tidligere har anordninger som benytter væskekrystaller, såsom anordninger for visuell fremvisning, vært forholdsvis små. Én grunn er væskekrys.tallenes fluiditet (væskekrystallmaterialet kan ha en tendens til å strømme, slik at det dannes områder av fremvisningsanordningen som har forskjellige tykkelser) . Som et resultat av dette kan fremvisningsanordningens optiske egenskaper mangle ensartethet, ha forskjellige kontrastegenskaper i forskjellige partier av fremvisningsanordningen, etc. Tykkelsesvariasjonene forårsaker på sin side variasjoner eller gradvise overganger i optiske egenskaper for væskekrystallanordningen. Den varierende tykkelse av væskekrystallaget vil dessuten forårsake tilsvarende variasjoner i væskekrystallagets elektriske egenskaper, såsom kapasitans og impedans, slik at ensartetheten av en stor væskekrystallanordning reduseres ytterligere. De varierende elektriske egenskaper av væskekrystallaget kan da også forårsake en tilsvarende variasjon i det effektive elektriske felt som påtrykkes over væskekrystallmaterialet, og/eller som reaksjon på et konstant elektrisk felt ville de reagere på forskjellig måte i områder av væskekrystallen som har forskjellige tykkelser. In the past, devices using liquid crystals, such as devices for visual display, have been relatively small. One reason is the fluidity of the liquid crystal figures (the liquid crystal material may have a tendency to flow, so that areas of the display device are formed which have different thicknesses). As a result, the optical properties of the display device may lack uniformity, have different contrast properties in different parts of the display device, etc. The thickness variations in turn cause variations or gradual transitions in the optical properties of the liquid crystal device. The varying thickness of the liquid crystal layer will also cause corresponding variations in the liquid crystal layer's electrical properties, such as capacitance and impedance, so that the uniformity of a large liquid crystal device is further reduced. The varying electrical properties of the liquid crystal layer can then also cause a corresponding variation in the effective electric field that is applied over the liquid crystal material, and/or as a reaction to a constant electric field they would react in a different way in areas of the liquid crystal that have different thicknesses.

For å overvinne slike problemer må væskekrystallmaterialet ha en optimal, ensartet tykkelse. (Slik det benyttes her, betyr uttrykket "væskekrystall"-materiale selve væskekrystallene og, avhengig av sammenhengen, det pleokroitiske fargestoff i oppløsning med disse.) Det må også være en optimal avstand mellom de elektroder ved hjelp av hvilke det elektriske felt påtrykkes på væskekrystallmaterialet. To overcome such problems, the liquid crystal material must have an optimal, uniform thickness. (As used herein, the term "liquid crystal" material means the liquid crystals themselves and, depending on the context, the pleochroic dye in solution with these.) There must also be an optimal distance between the electrodes by means of which the electric field is applied to the liquid crystal material .

For å opprettholde en sådan optimal tykkelse og avstand, må forholdsvis snevre toleranser opprettholdes. For å opprettholde snevre toleranser er det en grense med hensyn til stør-relsen av den anordning som benytter sådanne væskekrystaller, for det er ganske vanskelig å opprettholde snevre toleranser over: for eksempel store overflatearealer. In order to maintain such optimal thickness and spacing, relatively tight tolerances must be maintained. In order to maintain tight tolerances, there is a limit with regard to the size of the device that uses such liquid crystals, because it is quite difficult to maintain tight tolerances over: for example, large surface areas.

Én typisk, tidligere kjent fremvisningsanordning kan omfatte et bæremedium og væskekrystallmateriale som under-støttes av dette. Fremvisningsanordningen er forholdsvis flat og betraktes fra en betraktningsside fra hvilken en såkalt fremre overflate eller frontflate betraktes. Bæremediets bakre overflate kan ha et lyst, reflekterende belegg som tjener til at overflaten fremstår forholdsvis lys eller klar sammenliknet med forholdsvis mørke tegn som dannes i områder hvor det er væskekrystallmateriale. (Angivelsene bakre, fremre, øvre, nedre, etc. benyttes bare for bekvemmelighet, One typical, previously known display device may comprise a carrier medium and liquid crystal material which is supported by this. The display device is relatively flat and is viewed from a viewing side from which a so-called front surface or front surface is viewed. The rear surface of the carrier medium can have a bright, reflective coating which serves to make the surface appear relatively light or clear compared to relatively dark characters that are formed in areas where there is liquid crystal material. (The designations rear, front, upper, lower, etc. are used only for convenience,

og det er ingen tvang at betraktningsretningen under drift må være for eksempel som vist bare f ra toppen eller oversiden, etc.) Når væskekrystallmaterialet er i ordnet innretting, passerer innfallende lys fra betraktningsretningen gjennom væskekrystallmaterialet til det lyse, reflekterende belegg, og også der hvor det ikke finnes noe væskekrystallmateriale passerer lyset direkte til det lyse, reflekterende belegg, og ikke noe tegn observeres fra betraktningsretningen. Når imidlertid væskekrystallmaterialet er i tilfeldig innretting, vil det absorbere noe og spre noe av det innfallende lys for derved å danne et forholdsvis mørkt tegn på en bakgrunn med forholdsvis lys farge, for eksempel grått eller en annen farge avhengig av typen av lyst, reflekterende belegg. I denne type fremvisningsanordning er det ikke ønskelig at væskekrystallmaterialet skal spre lys, på grunn av at noe av dette spredte lys vil bli dirigert tilbake i betraktningsretningen og der- and there is no compulsion that the viewing direction during operation must be, for example, as shown only from the top or upper side, etc.) When the liquid crystal material is in an ordered alignment, incident light from the viewing direction passes through the liquid crystal material to the bright, reflective coating, and also where there is no liquid crystal material, the light passes directly to the bright, reflective coating, and no sign is observed from the viewing direction. However, when the liquid crystal material is in random alignment, it will absorb some and scatter some of the incident light to form a relatively dark character on a relatively light colored background, such as gray or another color depending on the type of light reflective coating . In this type of display device, it is not desirable for the liquid crystal material to scatter light, due to the fact that some of this scattered light will be directed back in the viewing direction and there-

ved reduserer mørkheten eller kontrasten av tegnet i forhold til fremvisningsanordningens bakgrunn. Pleokroitisk fargestoff tilsettes ofte til væskekrystallmaterialet for å øke absorpsjonsgraden og dermed kontrasten når væskekrystallmaterialet er i tilfeldig innretting. by reduces the darkness or contrast of the character in relation to the background of the display device. Pleochroic dye is often added to the liquid crystal material to increase the degree of absorption and thus the contrast when the liquid crystal material is in random alignment.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremvisningsanordning som ved benyttelse av væskekrystaller er i stand til å fremvise forholdsvis lyse eller klare tegn eller annen informasjon på en forholdsvis mørk bakgrunn. It is an object of the invention to provide a display device which, by using liquid crystals, is able to display relatively bright or clear signs or other information on a relatively dark background.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en væskekrystallinnretning som ved hjelp av isotrop spredning og total, indre refleksjon tilveiebringer øket kontrast og klarhet ved dannelsen av de fremviste tegn. Another object of the invention is to provide a liquid crystal device which, by means of isotropic dispersion and total internal reflection, provides increased contrast and clarity in the formation of the displayed characters.

Ovennevnte formål oppnås ved hjelp av en væskekrystallinnretning av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at bæremediet omfatter et inneslutningsmedium for å inneholde væskekrystallen i flere volumer, idet inneslutningsmediet omfatter en overflateanordning for innretting av væskekrystallen for å bevirke i hovedsaken isotrop spredning av lys ved fravær av et foreskrevet inngangssignal, og at det er anordnet en reflekterende anordning for å bevirke total indre refleksjon av lys som spres av væskekrystallen. The above-mentioned purpose is achieved by means of a liquid crystal device of the type indicated at the outset which, according to the invention, is characterized in that the carrier medium comprises a containment medium to contain the liquid crystal in several volumes, the containment medium comprising a surface device for aligning the liquid crystal to effect essentially isotropic scattering of light in the absence of a prescribed input signal, and that a reflective device is provided to effect total internal reflection of light scattered by the liquid crystal.

En fordelaktig utførelse av væskekrystallinnretningen er kjennetegnet ved at væskekrystallen og inneslutningsmediet er dannet av et lag av innkapslet væskekrystall, og at innretningen videre omfatter elektroder som er anbrakt mellom bæremediet og det nevnte lag av innkapslet væskekrystall, for å påtrykke et elektrisk felt for å innrette væskekrystallen i forhold til dette. An advantageous embodiment of the liquid crystal device is characterized by the fact that the liquid crystal and the containment medium are formed by a layer of encapsulated liquid crystal, and that the device further comprises electrodes which are placed between the carrier medium and the aforementioned layer of encapsulated liquid crystal, in order to apply an electric field to align the liquid crystal in comparison to this.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt et væskekrystalldisplay for fremvisning av klare tegn eller liknende på en mørk bakgrunn, og omfattende en væskekrystall, hvilket display er kjennetegnet ved de karakteriserende trekk som er angitt i kravene 3 9 hhv. 40. According to the invention, a liquid crystal display is also provided for displaying clear signs or the like on a dark background, and comprising a liquid crystal, which display is characterized by the characterizing features set out in claims 3 9 and 40.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremvisning av av klare tegn eller annen informasjon på en forholdsvis mørk bakgrunn ved anvendelse av væskekrystallmateriale, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved According to the invention, there is also provided a method for displaying clear signs or other information on a relatively dark background using liquid crystal material, which method is characterized by

de karakteriserende trekk ifølge krav 42. the characterizing features according to claim 42.

Benyttelse av innkapslede væskekrystaller i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse har muliggjort tilfredsstillende anvendelse av væskekrystaller i forholdsvis store fremvisningsanordninger, såsom oppslagstavler, etc, The use of encapsulated liquid crystals in accordance with the present invention has enabled the satisfactory use of liquid crystals in relatively large display devices, such as notice boards, etc.

og en annen anvendelse i stor (eller liten) skala kan være som optisk lukker for å styre passering av lys fra ett område inn i et annet, f.eks. i et vindu eller et vindusliknende område av en bygning. and another application on a large (or small) scale can be as an optical shutter to control the passage of light from one area into another, e.g. in a window or window-like area of a building.

Slik det benyttes her med hensyn til den foreliggende oppfinnelse, betyr innkapslet væskekrystallmateriale væskekrystallmateriale i et i hovedsaken lukket inneslutningsmedium, såsom diskrete kapsler eller celler, og kan fortrinnsvis være i form av en emulsjon av væskekrystallmaterialet og inneslutningsmediet. En sådan emulsjon bør være en stabil emulsjon. As used here with regard to the present invention, encapsulated liquid crystal material means liquid crystal material in a substantially closed containment medium, such as discrete capsules or cells, and may preferably be in the form of an emulsion of the liquid crystal material and the containment medium. Such an emulsion should be a stable emulsion.

I én utførelse, som kan inneholde, men fortrinnsvis ikke inneholder pleokroitisk fargestoff, angår oppfinnelsen kort angitt isotropisk spredning av lys ved hjelp av væskekrystallmateriale, og anvendelse av sådant isotropisk spredt lys til å gi en hvit eller klar tilsynekomst av et tegn, en informasjon, etc, særlig i forhold til en bakgrunn, når et væskekrystallmateriale er i en tilstand med utkoplet felt eller forvrengt innretting, og en farget eller mørk tilsynekomst, f.eks. den samme som bakgrunnen, når et væskekrystallmateriale er i en tilstand med innkoplet felt og parallell eller ordnet innretting. Væskekrystallmaterialet er fortrinnsvis nesten fullstendig isotropisk spredende når det er i forvrengt innretting. Isotropisk spredning betyr at når en lysstråle går inn i væskekrystallmaterialet, finnes det i realiteten ingen måte for å forutsi utgangsvinkelen for spredt lys. Pleokroitisk fargestoff benyttes fortrinnsvis ikke i denne utførelse på grunn av at fargestoffet ville absorbere lys for å redusere klarheten når spredning og lysere-gjøring ville være tilsiktet. In one embodiment, which may contain, but preferably does not contain pleochroic dye, the invention relates briefly to the isotropic scattering of light by means of liquid crystal material, and the use of such isotropically scattered light to provide a white or clear appearance of a sign, an information, etc, especially in relation to a background, when a liquid crystal material is in a state of decoupled field or distorted alignment, and a colored or dark appearance, e.g. the same as the background, when a liquid crystal material is in a state of coupled field and parallel or ordered alignment. The liquid crystal material is preferably almost completely isotropically scattering when in distorted alignment. Isotropic scattering means that when a light beam enters the liquid crystal material, there is virtually no way to predict the exit angle of scattered light. Pleochroic dye is preferably not used in this embodiment because the dye would absorb light to reduce clarity when scattering and brightening would be intended.

Slik de benyttes med hensyn til den foreliggende oppfinnelse, betyr uttrykkene forvrengt innretting, tilfeldig innretting og felt-av-tilstand i hovedsaken det samme, nemlig at retningsorienteringen av væskekrystallmolekylene er forvrengt til en effektivt buet konfigurasjon. En sådan forvrengning forårsakes for eksempel av veggen av respektive kapsler. Den spesielle forvrengte innretting av væskekrystallmateriale i en gitt kapsel vil vanligvis alltid være i hovedsaken den samme ved fravær av et elektrisk felt. Slik de benyttes med hensyn til den foreliggende oppfinnelse, bety: på den annen side uttrykkene parallelt innrettet, ordnet innretting og felt-på-tilstand at væskekrystallmaterialet i en kapsel vanligvis er innrettet i forhold til et utvendig påtrykt, elektrisk felt. Uttrykket driftsmessig nematisk er definert foran. As used with respect to the present invention, the terms distorted alignment, random alignment and field-of-state mean essentially the same thing, namely that the directional orientation of the liquid crystal molecules is distorted into an effectively curved configuration. Such a distortion is caused, for example, by the wall of the respective capsules. The particular distorted alignment of liquid crystal material in a given capsule will usually always be substantially the same in the absence of an electric field. As used with regard to the present invention, on the other hand, the terms parallel aligned, ordered alignment and field-on state mean that the liquid crystal material in a capsule is usually aligned in relation to an externally imposed electric field. The term operationally nematic is defined above.

En kapsel referer seg til en inneslutningsanordning eller , et inneslutningsmedium som avgrenser en gitt mengde væskekrystallmateriale, og "innkapslende medium" eller "innkapslende materiale" er det medium eller materiale av hvilket sådanne kapsler er dannet. En "innkapslet væskekrystall" eller et "innkapslet væskekrystallmateriale" betyr en gitt mengde væskekrystallmateriale som er innesluttet eller inneholdt i atskilte eller diskrete volumer i det innkapslende medium, for eksempel i et fast materiale, såsom individuelle kapsler eller tørkede, stabile emulsjoner. A capsule refers to a containment device or , a containment medium that confines a given amount of liquid crystal material, and "encapsulating medium" or "encapsulating material" is the medium or material from which such capsules are formed. An "encapsulated liquid crystal" or an "encapsulated liquid crystal material" means a given amount of liquid crystal material that is enclosed or contained in separate or discrete volumes in the encapsulating medium, for example in a solid material, such as individual capsules or dried, stable emulsions.

Kapsler ifølge den foreliggende oppfinnelse har vanligvis en tilnærmet sfærisk form (selv om dette i og for seg ikke er noen nødvendighet for oppfinnelsen) med en diameter fra ca. 0,3 til 100 ym, fortrinnsvis 0,1 til 30 ym, og særlig 3-1,5 ym, for eksempel 5-15 ym. I sammenheng med oppfinnelsen refererer innkapsling og liknende uttrykk seg ikke bare til dannelsen av sådanne artikler som vanligvis betegnes som kapsler, men også til dannelsen av stabile emulsjoner eller dispersjoner av væskekrystallmaterialet i et middel (et innkapslende medium) som resulterer i dannelse av stabile partikler med fortrinnsvis tilnærmet ensartet størrelse i et ensartet, omgivende medium. Teknikker for innkapsling, vanligvis betegnet som mikroinnkapsling på grunn av kapselstør-relsen, er velkjente i. teknikken (se f.eks. "Microcapsule Processing and Technology" av Asaji Kondo, publisert av Marce Dekker, Inc.), og under hensyntagen til den foreliggende beskrivelse vil det være mulig for en fagmann på området å bestemme passende innkapslingsmidler og innkapslingsmetoder for væskekrystallmaterialer. Capsules according to the present invention usually have an approximately spherical shape (although this in itself is not a necessity for the invention) with a diameter from approx. 0.3 to 100 ym, preferably 0.1 to 30 ym, and especially 3-1.5 ym, for example 5-15 ym. In the context of the invention, encapsulation and similar expressions refer not only to the formation of such articles which are usually referred to as capsules, but also to the formation of stable emulsions or dispersions of the liquid crystal material in a medium (an encapsulating medium) which results in the formation of stable particles with preferably of approximately uniform size in a uniform surrounding medium. Techniques for encapsulation, commonly referred to as microencapsulation due to the capsule size, are well known in the art (see, e.g., "Microcapsule Processing and Technology" by Asaji Kondo, published by Marce Dekker, Inc.), and taking into account the present description, it will be possible for one skilled in the art to determine suitable encapsulating agents and encapsulating methods for liquid crystal materials.

I væskekrystallinnretningen ifølge oppfinnelsen kan et driftsmessig nematisk materiale i hvilket et pleokroitisk fargestoff er oppløst, være anbrakt i en i hovedsaken sfærisk kapsel. Ved fravær av et elektrisk felt forvrenger kapselveggen væskekrystallstrukturen, slik at væskekrystallen og fargestoffet vil ha en tendens til å absorbere lys uten hensyn til dettes polarisasjonsretning. Når et passende elektrisk felt påtrykkes over en sådan kapsel, for eksempel over en akse av denne, vil væskekrystallmaterialet ha en tendens til å innrette seg parallelt med dette felt, hvilket bevirker at materialets absorpsjonsegenskap reduseres til en verdi som antas når væskekrystallmaterialet er i den plane konfigurasjon. For å hjelpe til å sikre at et tilstrekkelig elektrisk felt påtrykkes over væskekrystallmaterialet i kapselen, og ikke bare over eller gjennom det innkapslende medium, og i virkeligheten med et minimalt spenningsfall over veggtykkelsen av de respektive kapsler, har det innkapslende materiale fortrinnsvis på den ene side en dielektrisitetskonstant som ikke er noe mindre enn væskekrystallmaterialets laveste dielektrisitetskonstant, og på den annen side en forholdsvis stor impedans. Ideelt sett må det innkapslende mediums dielektrisitetskonstant ligge nær den høyeste dielektrisitetskonstant for væskekrystallen. In the liquid crystal device according to the invention, an operational nematic material in which a pleochroic dye is dissolved can be placed in an essentially spherical capsule. In the absence of an electric field, the capsule wall distorts the liquid crystal structure, so that the liquid crystal and the dye will tend to absorb light regardless of its polarization direction. When a suitable electric field is applied over such a capsule, for example over an axis thereof, the liquid crystal material will tend to align itself parallel to this field, causing the absorption property of the material to be reduced to a value assumed when the liquid crystal material is in the plane configuration. To help ensure that a sufficient electric field is applied over the liquid crystal material in the capsule, and not just over or through the encapsulating medium, and in reality with a minimal voltage drop across the wall thickness of the respective capsules, the encapsulating material preferably has on one side a dielectric constant which is nothing less than the liquid crystal material's lowest dielectric constant, and on the other hand a relatively large impedance. Ideally, the dielectric constant of the encapsulating medium must be close to the highest dielectric constant of the liquid crystal.

Kontrasten for en væskekrystallinnretning som benytter innkapslede væskekrystaller, kan forbedres ved å velge et innkapslende medium som har en brytningsindeks som er avpasset etter den vanlige brytningsindeks for væskekrystallmaterialet (dvs. brytningsindeksen parallelt med krystallens optiske akse. Se f.eks. "Optics" av Borne & Wolf, eller "Crystals and the Polarizing Microscope" av Hartshorne & Stewart ). The contrast of a liquid crystal device using encapsulated liquid crystals can be improved by choosing an encapsulating medium that has a refractive index that is matched to the normal refractive index of the liquid crystal material (ie the refractive index parallel to the optical axis of the crystal. See e.g. "Optics" by Borne & Wolf, or "Crystals and the Polarizing Microscope" by Hartshorne & Stewart).

Det innkapslende medium kan benyttes ikke bare til å innkapsle væskekrystallmateriale, men også til å fastholde kapslene til et substrat for understøttelse på dette. Alternativt kan et ytterligere bindemiddel benyttes til å fastholde væskekrystall-kapslene i forhold til et substrat. I det sistnevnte tilfelle har imidlertid det ytterligere bindemiddel fortrinnsvis en brytningsindeks som er avpasset etter brytningsindeksen til det innkapslende medium, for å opprettholde den foran omtalte, forbedrede kontrastegenskap. På grunn av at brytningsindeksen for et materiale vanligvis er påkjennings- eller deformasjons-avhengig, og deformasjon kan bevirkes i f.eks. det innkapslende medium, kan det være nødvendig å ta hensyn til denne virkning ved avpasning av brytningsindeksene for væskekrystallen, det innkapslende medium og bindemiddelet, dersom det er til stede. Dersom irisering (fargespill) skal unngås, kan det videre være ønskelig å avpasse brytningsindeksene i størst mulig grad over et område av bølgelengder, i stedet for på bare én bølgelengde. The encapsulating medium can be used not only to encapsulate liquid crystal material, but also to hold the capsules to a substrate for support thereon. Alternatively, a further binder can be used to hold the liquid crystal capsules in relation to a substrate. In the latter case, however, the additional binder preferably has a refractive index that is adapted to the refractive index of the encapsulating medium, in order to maintain the improved contrast property discussed above. Due to the fact that the refractive index of a material is usually stress- or deformation-dependent, and deformation can be caused in e.g. the encapsulating medium, it may be necessary to take this effect into account when matching the refractive indices of the liquid crystal, the encapsulating medium and the binder, if present. If iridescence (play of color) is to be avoided, it may also be desirable to adjust the refractive indices to the greatest extent possible over a range of wavelengths, instead of just one wavelength.

Et særtrekk ved den sfæriske eller på annen måte A distinctive feature of the spherical or otherwise

med krumlinjet overflate forsynte kapsel som avgrenser væskekrystallmaterialet i denne i overensstemmelse med oppfinnelsen, er at væskekrystallmaterialet har en tendens til å følge krumningen eller på annen måte innrette seg selv i hovedsaken parallelt med de krumme overflater av en sådan kapsel. Væskekrystallstrukturen har således en tendens til å tvinges eller forvrenges til en bestemt form, idet den på en måte bøyes tilbake på seg selv når den følger kapselveggen, slik at den resulterende, optiske egenskap til en gitt kapsel som inneholder væskekrystallmateriale, er slik at i hovedsaken alt lys som avgis til denne, vil bli påvirket, for eksempel spredt (når ikke noe pleokroitisk fargestoff er til stede) eller absorbert (når pleokroitisk fargestoff er til stede) når ikke noe elektrisk felt påtrykkes, uten hensyn til polariserings-retningen for det innfallende lys. Også uten fargestoff kan denne virkning forårsake spredning og således ugjennomsiktig-het. capsule provided with a curvilinear surface that delimits the liquid crystal material therein in accordance with the invention, is that the liquid crystal material tends to follow the curvature or otherwise align itself essentially parallel to the curved surfaces of such a capsule. Thus, the liquid crystal structure tends to be forced or distorted into a particular shape, in a sense bending back on itself as it follows the capsule wall, so that the resulting optical property of a given capsule containing liquid crystal material is such that essentially all light emitted to it will be affected, for example scattered (when no pleochroic dye is present) or absorbed (when pleochroic dye is present) when no electric field is applied, regardless of the polarization direction of the incident light. Even without dye, this effect can cause spreading and thus opacity.

Et annet særtrekk er evnen til å styre den effektive tykkelse av det væskekrystallmateriale som er inneholdt i kapselen, ved å styre den innvendige diameter av en sådan kapsel. Sådan diameterkontroll kan utføres ved hjelp av en størrelsesfraksjonerings-separasjonsprosess under fremstillin-gen av de innkapslede væskekrystaller ved å benytte hvilken som helst av mange forskjellige konvensjonelle eller nye sorteringsteknikker, såvel som ved å styre blandeprosessen, mengdene av bestanddeler og/eller beskaffenheten av de bestanddeler som tilveiebringes under blanding. Ved å styre denne tykkelsesparameter til forholdsvis snevre toleranser, vil da de senere toleransekrav når den endelige væskekrystallinnretning fremstilles under benyttelse av de innkapslede væskekrystaller, ikke være så kritisk som det som var nødvendig tidligere for ikke-innkapslede innretninger. Another distinctive feature is the ability to control the effective thickness of the liquid crystal material contained in the capsule, by controlling the internal diameter of such a capsule. Such diameter control can be accomplished by means of a size fractionation separation process during the preparation of the encapsulated liquid crystals using any of a variety of conventional or novel sorting techniques, as well as by controlling the mixing process, the amounts of ingredients and/or the nature of the ingredients. which is provided during mixing. By controlling this thickness parameter to relatively narrow tolerances, the later tolerance requirements when the final liquid crystal device is manufactured using the encapsulated liquid crystals, will not be as critical as what was previously necessary for non-encapsulated devices.

Et ytterligere og meget viktig trekk ved den foreliggende oppfinnelse er imidlertid at det ikke synes å være noen begrensning på størrelsen av en høykvalitets væskekrystallinnretning som kan fremstilles ved å benytte de innkapslede væskekrystaller i overensstemmelse med oppfinnelsen. However, a further and very important feature of the present invention is that there does not seem to be any limitation on the size of a high-quality liquid crystal device that can be produced by using the encapsulated liquid crystals in accordance with the invention.

Ved å sørge for inneslutning av diskrete mengder av væskekrystallmateriale, for eksempel, i de foreskrevne kapsler, overvinnes nærmere bestemt de forskjellige problemer som man støtte på tidligere og som hindret anvendelse av væskekrystallmateriale i innretninger av stor størrelse, for hver individuell kapsel kan i virkeligheten fremdeles virke som en uavhengig væskekrystallinnretning. Videre har hver kapsel fortrinnsvis fysiske egenskaper som setter den i stand til å monteres i praktisk talt hvilken som helst omgivelse innbefattet en omgivelse som inneholder et antall ytterligere sådanne væskekrystallkapsler som er montert til et substrat eller understøttet på annen måte for anvendelse som reaksjon på påtrykning og fjerning av en eller annen type av eksiterings-kilde, som for eksempel et elektrisk eller magnetisk felt. Dette særtrekk muliggjør også anbringelse av væskekrystallmaterialet på bare utvalgte områder av den optiske innretning, såsom i store fremvisningsanordninger (f.eks. oppslagstavler), optiske lukkere, etc. Specifically, by providing for the confinement of discrete amounts of liquid crystal material, for example, in the prescribed capsules, the various problems relied upon in the past which prevented the use of liquid crystal material in large size devices are overcome, for each individual capsule may in fact still act as an independent liquid crystal device. Further, each capsule preferably has physical characteristics that enable it to be mounted in virtually any environment including an environment containing a number of additional such liquid crystal capsules mounted to a substrate or otherwise supported for application in response to pressure and removal of some type of excitation source, such as an electric or magnetic field. This feature also enables placement of the liquid crystal material on only selected areas of the optical device, such as in large display devices (e.g. bulletin boards), optical shutters, etc.

Viktige faktorer i overensstemmelse med oppfinnelsen, og oppdagelser som er gjort av oppfinneren, er at et innkapslende medium med elektriske egenskaper som er avpasset på en foreskrevet måte til de elektriske egenskaper til et væskekrystallmateriale som er innkapslet av dette, og som dessuten fortrinnsvis er optisk avpasset etter optiske egenskaper til et sådant væskekrystallmateriale, tillater effektiv funksjon med høy kvalitet av væskekrystallmaterialet som reaksjon på eksitering eller ikke-eksitering ved hjelp av en ytre kilde, og at samvirket av det innkapslende medium med væskekrystallmaterialet forvrenger sistnevnte på en foreskrevet måte som endrer en driftsmodus for væskekrystallmaterialet. Med hensyn til sistnevnte trekk, ved å tvinge væskekrystallstrukturen til å forvrenges eller deformeres til i hovedsaken parallell eller overensstemmende innretting med kapselveggen, vil væskekrystallene absorbere eller blokkere i stedet for å overføre lys når de ikke er utsatt for et elektrisk felt, og vil være funksjonelle med hensyn til alle måter for innfallende lys uten hensyn til den eventuelle polarisasjonsretning for sådant innfallende lys. Important factors in accordance with the invention, and discoveries made by the inventor, are that an encapsulating medium with electrical properties that are matched in a prescribed manner to the electrical properties of a liquid crystal material encapsulated by it, and which is also preferably optically matched according to optical properties of such liquid crystal material, allows efficient high-quality operation of the liquid crystal material in response to excitation or non-excitation by an external source, and that the interaction of the encapsulating medium with the liquid crystal material distorts the latter in a prescribed manner that changes an operating mode for the liquid crystal material. With respect to the latter feature, by forcing the liquid crystal structure to distort or deform into substantially parallel or conformal alignment with the capsule wall, the liquid crystals will absorb or block rather than transmit light when not exposed to an electric field, and will be functional with respect to all modes of incident light without regard to the possible direction of polarization of such incident light.

I overensstemmelse med oppfinnelsen kan som nevnt In accordance with the invention can as mentioned

en væskekrystall-fremvisningsanordning frembringe forholdsvis klare eller hvite tegn, informasjon, etc. på en forholdsvis mørk bakgrunn. Det klare eller lyse tegn frembringes av a liquid crystal display device produces relatively clear or white characters, information, etc. on a relatively dark background. The clear or bright sign is produced by

væskekrystallmateriale som er tilfeldig innrettet (fortrinnsvis uten pleokroitisk fargestoff som ville absorbere og redusere spredning). Bakgrunnen forårsakes for eksempel ved hjelp av væskekrystallmateriale som er i ordnet innretting og således i hovedsaken optisk gjennomsiktig, og/eller ved hjelp av områder av fremvisningsanordningen hvor det ikke finnes noe væskekrystallmateriale. Når væskekrystallmaterialet er i parallell eller ordnet innretting, vil bare den forholdsvis mørke bakgrunn, f.eks. dannet av en absorberer, fremkomme. Det foregående oppnås ved benyttelse av forholdsvis lave kraftbehov, minimalt væskekrystallmateriale, og belysning enten fra betraktningssiden eller betraktningsretningen eller fra fremvisningsanordningens bakside eller ikke-betraktningsside. liquid crystal material that is randomly aligned (preferably without pleochroic dye that would absorb and reduce scattering). The background is caused, for example, by means of liquid crystal material which is in an ordered alignment and thus essentially optically transparent, and/or by means of areas of the display device where no liquid crystal material is found. When the liquid crystal material is in parallel or ordered alignment, only the relatively dark background, e.g. formed by an absorber, appear. The foregoing is achieved by using relatively low power requirements, minimal liquid crystal material, and lighting either from the viewing side or the viewing direction or from the rear or non-viewing side of the display device.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene som viser visse illustrerende utførelser av oppfinnelsen, idet disse imidlertid bare indikerer noen få av de forskjellige måter på hvilke prinsippene for oppfinnelsen kan anvendes. The invention shall be described in more detail in the following with reference to the drawings which show certain illustrative embodiments of the invention, as these, however, only indicate a few of the different ways in which the principles of the invention can be applied.

På tegningene viser fig. 1 en skjematisk fremstilling av en væskekrystallinnretning i overensstemmelse med oppfinnelsen, fig. 2 og 3 viser forstørrede, skjematiske illust-rasjoner av en væskekrystallkapsel ifølge oppfinnelsen henholdsvis i en tilstand uten felt (felt-av-tilstand) og i en tilstand med påtrykt elektrisk felt (felt-på-tilstand), fig. In the drawings, fig. 1 a schematic representation of a liquid crystal device in accordance with the invention, fig. 2 and 3 show enlarged, schematic illustrations of a liquid crystal capsule according to the invention respectively in a state without a field (field-off state) and in a state with an applied electric field (field-on state), fig.

4 og 5 viser skjematiske fremstillinger av en væskekrystallinnretning ifølge én utførelse av oppfinnelsen i henholdsvis en tilstand uten felt og i en tilstand med påtrykt elektrisk felt, fig. 6 viser en skjematisk fremstilling av en annen utførelse av en væskekrystallinnretning ifølge oppfinnelsen hvor det benyttes et luftgap for å frembringe total indre refleksjon, fig. 7 og 8 viser skjematiske fremstillinger av en annen utførelse av en væskekrystallinnretning ifølge oppfinnelsen som benytter optiske interferensprinsipper under henholdsvis en tilstand uten felt og en tilstand med påtrykt elektrisk felt, fig. 9 viser et isometrisk riss av en væskekrystall-fremvisningsanordning ifølge oppfinnelsen og som kan være dannet av hvilken som helst av de her viste utførel-ser, fig. 10 viser et ufullstendig, skjematisk sideriss av en annen utførelse av en væskekrystallinnretning som benytter kontinuerlige lag av væskekrystallmateriale og avbrutte elektroder, og fig. 11 viser et skjematisk, isometrisk riss, delvis bortskåret, av utførelsen på fig. 10; fig. 12 viser et skjematisk riss av en tilnærmet proporsjonert væskekrystall-fremvisningsanordning ifølge oppfinnelsen og viser et mer nøyaktig representativt størrelsesforhold mellom bæremedium-lagene og det innkapslede væskekrystall-lag for de mange utførelser som er beskrevet, fig. 13 viser en skjematisk illustrasjon av en nematisk væskekrystallkapsel med tilsetning av kolestrisk materiale, og som kan benyttes sammen med de mange utførelser som er beskrevet, fig. 14 og 15 viser skjematiske illustra-sjoner av enda en utførelse av en væskekrystallinnretning med en lyskontroll-filmledeanordning som er forsynt med innfallende belysning fra ikke-betraktningssiden i henholdsvis felt-på- og felt-av-tilstandene, fig. 16 viser en skjematisk illustrasjon som likner på fig. 14 og 15, men med lyskontroll-filmledeanordningen sementert til bæremediet, fig. 17 viser en skjematisk illustrasjon som likner på fig. 2 og 3 og viser en alternativ utførelse av en innkapslet væskekrystall, fig. 18 viser en skjematisk fremstilling av en væskekrystallinnretning ifølge oppfinnelsen som benytter pleokroitisk fargestoff i væskekrystallen, fig. 19 viser et forstørret, delvis bortskåret delriss av et parti av væskekrystall-fremvisningsan-, ordningen på fig. 9, men omfattende pleokroitisk fargestoff, for eksempel slik som i utførelsen på fig. 18, og fig. 20 viser et skjematisk, elektrisk koplingsskjema av en væskekrystallkapsel ifølge oppfinnelsen med et påtrykt felt. 4 and 5 show schematic representations of a liquid crystal device according to one embodiment of the invention in a state without a field and in a state with an applied electric field, fig. 6 shows a schematic representation of another embodiment of a liquid crystal device according to the invention where an air gap is used to produce total internal reflection, fig. 7 and 8 show schematic representations of another embodiment of a liquid crystal device according to the invention which uses optical interference principles under a state without a field and a state with an applied electric field respectively, fig. 9 shows an isometric view of a liquid crystal display device according to the invention and which can be formed by any of the embodiments shown here, fig. 10 shows an incomplete schematic side view of another embodiment of a liquid crystal device using continuous layers of liquid crystal material and interrupted electrodes, and FIG. 11 shows a schematic isometric view, partially cut away, of the embodiment in fig. 10; fig. 12 shows a schematic view of an approximately proportioned liquid crystal display device according to the invention and shows a more accurately representative size ratio between the carrier medium layers and the encapsulated liquid crystal layer for the many embodiments described, fig. 13 shows a schematic illustration of a nematic liquid crystal capsule with the addition of cholestric material, which can be used together with the many designs described, fig. 14 and 15 show schematic illustrations of yet another embodiment of a liquid crystal device with a light control film guiding device which is provided with incident illumination from the non-viewing side in the field-on and field-off states, respectively, Figs. 16 shows a schematic illustration similar to fig. 14 and 15, but with the light control film guide cemented to the carrier, Figs. 17 shows a schematic illustration similar to fig. 2 and 3 and shows an alternative embodiment of an encapsulated liquid crystal, fig. 18 shows a schematic representation of a liquid crystal device according to the invention which uses pleochroic dye in the liquid crystal, fig. 19 shows an enlarged, partially cut-away partial view of a portion of the liquid crystal display device, the arrangement of FIG. 9, but extensive pleochroic dye, for example as in the embodiment in fig. 18, and fig. 20 shows a schematic electrical connection diagram of a liquid crystal capsule according to the invention with an imprinted field.

På fig. 1, 2 og 3 er vist et innkapslet væskekrystallmateriale som benyttes i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 viser en skjematisk fremstilling av en væskekrystallinnretning 10 ifølge oppfinnelsen. Innretningen 10 omfatter innkapslet væskekrystallmateriale In fig. 1, 2 and 3 show an encapsulated liquid crystal material used in accordance with the present invention. Fig. 1 shows a schematic representation of a liquid crystal device 10 according to the invention. The device 10 comprises encapsulated liquid crystal material

som er representert ved en eneste kapsel 11 på fig. 1-3. Selv om de på tegningene viste kapsler er vist i to dimensjoner og derfor i plan form, vil det innses at kapslene er tredimen-sjonale, og fortrinnsvis sfæriske. Kapselen 11 er vist montert i et fortrinnsvis gjennomsiktig bæremedium 12 med øvre og nedre partier 12a, 12b som kan være dannet i ett stykke med hverandre. Innretningen 10 omfatter også to elektroder 13, 14 for påtrykning av et elektrisk felt over væskekrystallmaterialet når en bryter 15 lukkes for å energisere elektrodene fra en konvensjonell spenningskilde 16. which is represented by a single capsule 11 in fig. 1-3. Although the capsules shown in the drawings are shown in two dimensions and therefore in planar form, it will be realized that the capsules are three-dimensional, and preferably spherical. The capsule 11 is shown mounted in a preferably transparent carrier medium 12 with upper and lower parts 12a, 12b which can be formed in one piece with each other. The device 10 also comprises two electrodes 13, 14 for applying an electric field over the liquid crystal material when a switch 15 is closed to energize the electrodes from a conventional voltage source 16.

Et hovedtrekk ved den foreliggende oppfinnelse er at et sådant innkapslet væskekrystallmateriale på isotropisk måte vil spre lys som treffer dette når det er i en felt-av-tilstand med tilfeldig innretting, og at dette materiale i felt-på-tilstanden med ordnet innretting vil være i hovedsaken optisk gjennomsiktig. A main feature of the present invention is that such an encapsulated liquid crystal material will isotropically scatter light that strikes it when it is in a field-off state with random alignment, and that this material in the field-on state with ordered alignment will be essentially optically transparent.

Kapselen 11 kan være én av mange kapsler som er dannet atskilt eller, mer å foretrekke, er dannet ved å blande væskekrystallmaterialet med et såkalt innkapslende materiale eller inneslutningsmedium for å danne en emulsjon, fortrinnsvis en stabil sådan. Emulsjonen kan være påført på eller innskutt mellom bæremediumpartiene 12a, 12b, og elektrodene 13, 14, slik det er vist. Dersom det ønskes, kan bæremediet 12 The capsule 11 may be one of many capsules which are formed separately or, more preferably, are formed by mixing the liquid crystal material with a so-called encapsulating material or containment medium to form an emulsion, preferably a stable one. The emulsion may be applied to or sandwiched between the carrier medium portions 12a, 12b and the electrodes 13, 14, as shown. If desired, the carrier medium 12

og det såkalte innkapslingsmateriale eller inneslutningsmedium være det samme materiale. Som et ytterligere alternativ kan de øvre og nedre bæremediumpartier 12a, 12b, eller ett av disse, være et fortrinnsvis gjennomsiktig monterings- eller innfatningsmateriale som er plastliknende, eller av glass eller liknende. I dette sistnevnte tilfelle kan elektrodene 13, 14 være påført på sådant monteringsmateriale, og det innkapslede væskekrystallmateriale eller den innkapslede væske- and the so-called encapsulation material or containment medium be the same material. As a further alternative, the upper and lower carrier medium parts 12a, 12b, or one of these, can be a preferably transparent mounting or frame material which is plastic-like, or made of glass or the like. In this latter case, the electrodes 13, 14 can be applied to such mounting material, and the encapsulated liquid crystal material or the encapsulated liquid

krystallemulsjon, innbefattet f.eks. mange kapsler 11, kan være innskutt mellom sådant monteringsmateriale 12a, 12b for å danne innretningen 10, slik det skal beskrives nærmere i det etterfølgende. crystal emulsion, including e.g. many capsules 11 can be inserted between such mounting material 12a, 12b to form the device 10, as will be described in more detail below.

Et refleksjonsmedium (reflectance medium) 18 danner en grenseflate 19 med det nedre bæremediumparti 12b for å oppnå den ønskede indre totalrefleksjonsfunksjon. Som følge av funksjonsprinsippet med total indre refleksjon vil væskekrystallmaterialet i kapselen 11 bli belyst ved hjelp av innfallende lys, for eksempel representert ved en lysstråle 17, og med lys som den sprer isotropisk i innretningen 10, slik at fra betraktningsområdet 20 utenfor det øvre bæremediumparti 12a vil væskekrystallmaterialet 11 fremstå hvitt eller forholdsvis lyst eller klart i en ikke-felt-tilstand, f.eks. med bryteren 15 er åpen. Prinsippet med total indre refleksjon ifølge den foreliggende oppfinnelse øker den isotrope spredning og gjør således klarere den visuelle/optiske tilsynekomst av tegn som dannes av det innkapslede væskekrystallmateriale. Et lyst absorpsjonssjikt 21 av svart eller farget materiale kan være påført på den nedre eller bakre overflate av refleksjonsmediet 18 på avstand fra grenseflaten 19 for å absorbere lys som faller inn på sjiktet 21. A reflection medium (reflectance medium) 18 forms an interface 19 with the lower carrier medium part 12b to achieve the desired internal total reflection function. As a result of the functional principle of total internal reflection, the liquid crystal material in the capsule 11 will be illuminated by means of incident light, for example represented by a light beam 17, and with light which it spreads isotropically in the device 10, so that from the viewing area 20 outside the upper carrier medium part 12a will the liquid crystal material 11 appear white or relatively bright or clear in a non-field state, e.g. with switch 15 open. The principle of total internal reflection according to the present invention increases the isotropic dispersion and thus makes clearer the visual/optical appearance of characters formed by the encapsulated liquid crystal material. A light absorbing layer 21 of black or colored material may be applied to the lower or rear surface of the reflective medium 18 at a distance from the interface 19 to absorb light incident on the layer 21.

Elektroden 13 kan være vakuumavsatt indiumtinnoksid som er påført på det nedre bæremediumparti 12b, og elektroden 14 kan være elektrisk ledende, blekkpåført direkte på væskekrystallmaterialet eller kan være lik elektroden 13. Et annet elektrodemateriale eller en annen festeanordning for dette kan også benyttes for hver elektrode. Eksempler omfatter tinnoksid og antimondopet tinnoksid. Elektrodene er fortrinnsvis forholdsvis tynne, for eksempel ca. 200 Ångstrøm (= 0,02 um) og gjennomsiktige slik at de ikke i vesentlig grad påvirker væskekrystallinnretningens 10 optikk. The electrode 13 can be vacuum-deposited indium tin oxide which is applied to the lower carrier medium part 12b, and the electrode 14 can be electrically conductive, ink applied directly to the liquid crystal material or can be similar to the electrode 13. A different electrode material or a different attachment device for this can also be used for each electrode. Examples include tin oxide and antimony doped tin oxide. The electrodes are preferably relatively thin, for example approx. 200 Angstroms (= 0.02 um) and transparent so that they do not significantly affect the optics of the liquid crystal device 10.

Det innkapslede væskekrystallmateriale inneholder en væskekrystall 3 0 som er inneholdt innenfor grensen eller det indre volum 31 av en kapsel 32. Hver kapsel 3 2 kan være en atskilt kapsel, eller alternativt kan væskekrystallen 30 være inneholdt i en stabil emulsjon av et inneslutningsmedium eller såkalt innkapslingsmateriale 33 som virker i retning av å danne et stort antall kapselliknende omgivelser for å inneholde væskekrystallmaterialet. For bekvem illustrasjon er kapslene 32 vist som atskilte kapsler i og fortrinnsvis dannet av den totale mengde av inneslutningsmedium eller innkapslingsmateriale 33. Kapselen 32 er fortrinnsvis i hovedsaken sfærisk, og væskekrystallen 30 er nematisk eller driftsmessig nematisk væskekrystallmateriale med positiv dielektrisk .. anisotropi. Prinsippene for oppfinnelsen ville imidlertid gjelde når kapselen 32 har en annen form enn sfærisk form. The encapsulated liquid crystal material contains a liquid crystal 30 which is contained within the boundary or inner volume 31 of a capsule 32. Each capsule 32 can be a separate capsule, or alternatively the liquid crystal 30 can be contained in a stable emulsion of an encapsulation medium or so-called encapsulation material 33 which acts in the direction of forming a large number of capsule-like environments to contain the liquid crystal material. For convenience of illustration, the capsules 32 are shown as separate capsules in and preferably formed by the total amount of containment medium or encapsulation material 33. The capsule 32 is preferably substantially spherical, and the liquid crystal 30 is nematic or operationally nematic liquid crystal material with positive dielectric .. anisotropy. However, the principles of the invention would apply when the capsule 32 has a shape other than spherical.

En sådan form må tilveiebringe de ønskede optiske og elektriske egenskaper som vil samvirke på tilfredsstillende måte med væskekrystallmaterialets 30 optiske egenskaper, f.eks. brytningsindeks, og vil tillate en tilstrekkelig del av det elektriske felt å opptre over selve væskekrystallen 30 for å forårsake den ønskede, ordnede eller parallelle innretting av væskekrystallen når man ønsker å ha en felt-på-tilstand. Formen må også ha en tendens til å forvrenge væskekrystallmaterialet når dette er i en tilstand med utkoplet felt eller tilfeldig innretting. En spesiell fordel med den foretrukne, sfæriske form på kapselen 3 2 er den forvrengning eller deformasjon som den forårsaker på den i denne inneholdte væskekrystall 3 0 når den er i en felt-av-tilstand. Denne forvrengning skyldes i det minste delvis de relative størrelser av kapslene og væskekrystallens deling. De er fortrinnsvis av omtrent samme eller i det minste omtrent samme størrelsesorden. Nematisk væskekrystallmateriale har dessuten fluidumliknende egenskaper som letter tilpasningen eller forvrengningen av dette til formen på kapselveggen ved fravær av et elektrisk felt. Ved nærvær av et elektrisk felt vil på den annen side sådant nematisk materiale forholdsvis lettvint endre seg til ordnet innretting i forhold til et sådant felt. Such a form must provide the desired optical and electrical properties which will interact satisfactorily with the optical properties of the liquid crystal material, e.g. refractive index, and will allow a sufficient portion of the electric field to act across the liquid crystal 30 itself to cause the desired ordered or parallel alignment of the liquid crystal when a field-on condition is desired. The shape must also tend to distort the liquid crystal material when it is in a decoupled field or random alignment state. A particular advantage of the preferred spherical shape of the capsule 32 is the distortion or deformation it causes to the liquid crystal 30 contained therein when in a field-off state. This distortion is due at least in part to the relative sizes of the capsules and the division of the liquid crystal. They are preferably of approximately the same or at least approximately the same order of magnitude. Nematic liquid crystal material also has fluid-like properties that facilitate its adaptation or distortion to the shape of the capsule wall in the absence of an electric field. In the presence of an electric field, on the other hand, such nematic material will relatively easily change to an ordered alignment in relation to such a field.

Væskekrystallmateriale av en annen type enn nematisk eller kombinasjoner av forskjellige typer av væskekrystallmateriale og/eller andre tilsetninger kan benyttes sammen med eller innsettes i stedet for det foretrukne, nematiske væskekrystallmateriale så lenge den innkapslede væskekrystall er driftsmessig nematisk. Kolestrisk og smektisk væskekrystallmateriale blir imidlertid vanligvis volum- eller massedrevet. Det er vanskeligere å bryte opp dettes massestruktur for overensstemmelse til kapselveggens form og energifaktorer i Liquid crystal material of a type other than nematic or combinations of different types of liquid crystal material and/or other additives can be used together with or inserted instead of the preferred nematic liquid crystal material as long as the encapsulated liquid crystal is operationally nematic. However, cholestric and smectic liquid crystal materials are usually volume or mass driven. It is more difficult to break up its mass structure for compliance with the capsule wall's shape and energy factors i

kapselen. the capsule.

På fig. 2 og 3 er vist en skjematisk fremstilling In fig. 2 and 3 show a schematic representation

av den enkeltstående kapsel 32 som inneholder væskekrystallen 30 i henholdsvis felt-av- og felt-på-tilstandene. Kapslene 3 2 har en i hovedsaken glatt, krum indre veggoverflate 50 som danner grensen for volumet 31. De aktuelle dimensjonsparametre for veggoverflaten 50 og den totale kapsel 32 står i forhold til mengden av væskekrystall 30 som er inneholdt i kapselen, og eventuelt til andre egenskaper til det individuelle væskekrystallmateriale i denne. Kapselen 3 2 utøver dessuten en kraft på væskekrystallene 30 som forsøker å danne overtrykk eller i det minste opprettholde trykket i volumet 31 i hovedsaken konstant. Som et resultat av det foregående, og som følge av væskekrystallens overflatefuktende natur, blir væskekrystallene, som i fri form vanligvis ville forsøke å være parallelle selv om de kanskje var tilfeldig fordelt, forvrengt for å krumme seg i en retning som vanligvis er parallell med et forholdsvis nærbeliggende parti av den indre veggoverflate 50. Som følge av denne forvrengning lagrer væskekrystallene elastisk energi. Med henblikk på enkel illustrasjon er et lag eller sjikt 51 av væskekrystallmolekyler 52 hvis retningsorientering er representert ved respektive strektegnede linjer, of the individual capsule 32 containing the liquid crystal 30 in the field-off and field-on states respectively. The capsules 3 2 have a mainly smooth, curved inner wall surface 50 which forms the boundary of the volume 31. The relevant dimensional parameters for the wall surface 50 and the total capsule 32 are in relation to the amount of liquid crystal 30 contained in the capsule, and possibly to other properties to the individual liquid crystal material therein. The capsule 3 2 also exerts a force on the liquid crystals 30 which tries to create excess pressure or at least maintain the pressure in the volume 31 essentially constant. As a result of the foregoing, and as a result of the surface wetting nature of the liquid crystal, the liquid crystals, which in their free form would normally attempt to be parallel even though they might be randomly distributed, are distorted to curve in a direction that is normally parallel to a relatively close part of the inner wall surface 50. As a result of this distortion, the liquid crystals store elastic energy. For purposes of simple illustration, a layer or layer 51 of liquid crystal molecules 52 whose directional orientation is represented by respective dashed lines,

vist i den mest umiddelbare nærhet av den indre veggoverflate 50. Væskekrystallmolekylenes 52 retningsorientering er forvrengt for å krumme seg i den retning som er parallell med et nærliggende område av veggoverflaten 50. Væskekrystallmolekylenes retningsmønster bort fra grensesjiktet 51- i kapselen er representert ved 53. Væskekrystallmolekylene er retningsmes-sig representert i lag eller sjikt, men det vil innsees at selve molekylene ikke er begrenset til sådanne sjikt. Organisasjonen i en individuell kapsel er således forutbestemt av organisasjonen av strukturen ved veggen og er fiksert med mindre den påvirkes av utvendige krefter, f.eks. et elektrisk felt. Ved fjerning av det elektriske felt vil retningsorienteringen gå tilbake til den opprinnelige, slik som den som er vist på fig. 2. shown in the most immediate vicinity of the inner wall surface 50. The directional orientation of the liquid crystal molecules 52 is distorted to curve in the direction parallel to a nearby region of the wall surface 50. The directional pattern of the liquid crystal molecules away from the boundary layer 51- in the capsule is represented at 53. The liquid crystal molecules is directionally represented in layers or layers, but it will be realized that the molecules themselves are not limited to such layers. The organization in an individual capsule is thus predetermined by the organization of the structure at the wall and is fixed unless it is influenced by external forces, e.g. an electric field. On removal of the electric field, the directional orientation will return to the original one, such as that shown in fig. 2.

Materiale av nematisk type antar vanligvis en parallell konfigurasjon og er vanligvis optisk polarisasjonsret-ningsfølsomt. Da imidlertid materialet 30 i den innkapslede væskekrystall 11 er forvrengt eller tvunget til krum form i alle tre dimensjoner av kapselen 32, får et sådant nematisk væskekrystallmateriale i en sådan kapsel en forbedret egenskap ved at det blir ufølsomt for retningen av optisk polarisasjon av innfallende lys. Den foreliggende oppfinner har dessuten oppdaget at når væskekrystallmaterialet 30 i kapselen 32 har pleokroitisk fargestoff oppløst i dette, er sådant fargestoff, som vanligvis også vil forventes å ha optisk polarisasjons-følsomhet, ikke lenger polarisasjonsfølsomt på grunn av at fargestoffet forsøker å følge den samme type krumningsorientering eller forvrengning som de individuelle væskekrystallmolekyler 52. Nematic type material usually assumes a parallel configuration and is usually optical polarization direction sensitive. However, since the material 30 in the encapsulated liquid crystal 11 is distorted or forced into a curved shape in all three dimensions of the capsule 32, such a nematic liquid crystal material in such a capsule acquires an improved property in that it becomes insensitive to the direction of optical polarization of incident light. The present inventor has also discovered that when the liquid crystal material 30 in the capsule 32 has pleochroic dye dissolved therein, such dye, which would normally also be expected to have optical polarization sensitivity, is no longer polarization sensitive due to the dye attempting to follow the same type curvature orientation or distortion as the individual liquid crystal molecules 52.

Væskekrystallen 30 i kapselen 32 har en diskontinuitet 55 i sin i hovedsaken sfæriske orientering som følge av væskekrystallens manglende evne til å innrette seg ensartet på en måte som er forenelig med parallell innretting med veggen 50, og et behov for minimal elastisk energi. Denne diskontinuitet er i tre dimensjoner og er effektiv for å bevirke en forvrengning av væskekrystallen 30 for ytterligere å redusere muligheten for at væskekrystallen 3 0 vil være følsom for optisk polarisasjonsretning av innfallende lys. Diskonti-nuitetsfremspringet 55 vil ha en tendens til å forårsake spredning og absorpsjon inne i kapselen, og den tangentiale eller parallelle innretting av væskekrystallmolekylene i forhold til partier av kapslenes indre veggoverflate 5 0 forårsaker også spredning og absorpsjon i kapselen 32. Når det elektriske felt påtrykkes, for eksempel slik det er vist på fig. 3, vil diskontinuiteten ikke lenger eksistere, slik at denne diskontinuitet vil ha en minimal virkning på optisk overføring når den innkapslede væskekrystall 3 0 er i en felt-på-tilstand eller innrettet tilstand. The liquid crystal 30 in the capsule 32 has a discontinuity 55 in its essentially spherical orientation as a result of the liquid crystal's inability to align uniformly in a manner compatible with parallel alignment with the wall 50, and a need for minimal elastic energy. This discontinuity is in three dimensions and is effective in causing a distortion of the liquid crystal 30 to further reduce the possibility that the liquid crystal 30 will be sensitive to optical polarization direction of incident light. The discontinuity protrusion 55 will tend to cause scattering and absorption within the capsule, and the tangential or parallel alignment of the liquid crystal molecules with respect to portions of the capsule's inner wall surface 50 also causes scattering and absorption within the capsule 32. When the electric field is applied , for example as shown in fig. 3, the discontinuity will no longer exist, so that this discontinuity will have a minimal effect on optical transmission when the encapsulated liquid crystal 30 is in a field-on state or aligned state.

Selv om den foregående beskrivelse har gått ut fra en homogen orientering av væskekrystallmaterialet (parallelt med kapselveggen), er dette ikke et krav for oppfinnelsen. Alt.som er nødvendig er at vekselvirkningen mellom veggen og væskekrystallen frembringer en orientering i væskekrystallen nær denne vegg som er i hovedsaken ensartet og stykkevis kontinuerlig, slik at den romlige gjennomsnittsorientering av væskekrystallmaterialet over kapselvolumet er sterkt krummet og det ikke foreligger noen vesentlig parallell orienterings-retning av væskekrystallstrukturen ved fravær av et elektrisk felt. Det er denne sterkt krummede orientering som resulterer i sprednings- og polarisasjonsufølsomheten i felt-av-tilstanden, hvilket er et særtrekk ved oppfinnelsen. Although the preceding description has assumed a homogeneous orientation of the liquid crystal material (parallel to the capsule wall), this is not a requirement for the invention. All that is necessary is that the interaction between the wall and the liquid crystal produces an orientation in the liquid crystal near this wall which is essentially uniform and piecemeal continuous, so that the spatial average orientation of the liquid crystal material over the capsule volume is strongly curved and there is no significant parallel orientation direction of the liquid crystal structure in the absence of an electric field. It is this highly curved orientation that results in the scattering and polarization insensitivity in the field-off state, which is a distinctive feature of the invention.

I felt-på-tilstanden, eller i hvilken som helst annen tilstand som resulterer i at væskekrystallen er i ordnet eller parallell innretting, slik det er vist på fig. 3, vil den innkapslede væskekrystall 11 overføre i hovedsaken alt det lys som innfaller på denne, og vil ha en tendens til ikke å være synlig i bæremediet 12. I felt-av-tilstanden, når væskekrystallen er i forvrengt innretting, iblant her betegnet som tilfeldig innretting, for eksempel slik det er vist på fig. 2, vil på den annen side noe av det innfallende lys bli absorbert, men en del av det innfallende lys vil også ha en tendens til å bli spredt isotropisk i bæremediet 12. Ved å benytte total indre refleksjon kan sådant isotropisk spredt lys omdirigeres til den innkapslede væskekrystall 11, og således gjøre denne lysere eller klarere og ha en tendens til å bringe den til å fremstå hvit for en betrakter eller et betraktningsinstrument. In the field-on state, or in any other state that results in the liquid crystal being in ordered or parallel alignment, as shown in FIG. 3, the encapsulated liquid crystal 11 will transmit essentially all the light that falls on it, and will tend not to be visible in the carrier medium 12. In the field-off state, when the liquid crystal is in a distorted alignment, sometimes denoted here as random alignment, for example as shown in fig. 2, on the other hand, some of the incident light will be absorbed, but part of the incident light will also tend to be scattered isotropically in the carrier medium 12. By using total internal reflection, such isotropically scattered light can be redirected to the encapsulated liquid crystal 11, thus making it brighter or clearer and tending to make it appear white to a viewer or viewing instrument.

Brytningsindeksen for innkapslingsmediet 32 og den vanlige brytningsindeks for væskekrystallen 30 må avpasses så mye som mulig når væskekrystallen er i tilstanden med påtrykt felt eller ordnet innretting, for å unngå optisk forvrengning som følge av brytning av innfallende lys som passerer gjennom krystallen. Når imidlertid væskekrystallmaterialet er i forvrengt eller tilfeldig innretting, dvs. det finnes ikke noe påtrykt felt, vil det foreligge en forskjell i brytningsindekser ved grensen av væskekrystallen 3 0 og veggen av kapselen 32. Den ekstraordinære brytningsindeks for væskekrystallen er større enn brytningsindeksen for innkapslingsmediet. Dette forårsaker brytning ved grenseflaten mellom væskekrystallmaterialet og inneslutnings- eller innkapslingsmediet, og således ytterligere spredning. Lys som spres ytterligere på denne måte, vil bli innvendig reflektert for å gjøre væskekrystallens tilsynekomst enda lysere eller klarere. Sådan opptreden av forskjellige brytningsindekser er kjent som dob-bel tbrytning. Prinsippene for dobbeltbrytning er beskrevet i "Optics" av Sears og i "Crystals and the- Polarizing Microscope" av Hartshorne og Stewart, hvis relevante redegjørelser innlemmes i den foreliggende beskrivelse ved referanse. Innkapslings- eller inneslutningsmediet 33^ og bæremediet 12 har fortrinnsvis den samme brytningsindeks for å fremstå optisk i hovedsaken som det samme materiale, slik at man unngår en ytterligere optisk grenseflate. The refractive index of the encapsulating medium 32 and the normal refractive index of the liquid crystal 30 must be matched as much as possible when the liquid crystal is in the state of impressed field or ordered alignment, in order to avoid optical distortion due to refraction of incident light passing through the crystal. However, when the liquid crystal material is in a distorted or random alignment, i.e. there is no applied field, there will be a difference in refractive indices at the boundary of the liquid crystal 30 and the wall of the capsule 32. The extraordinary refractive index of the liquid crystal is greater than the refractive index of the encapsulating medium. This causes refraction at the interface between the liquid crystal material and the containment or encapsulation medium, and thus further scattering. Light that is further scattered in this way will be internally reflected to make the liquid crystal appear even brighter or clearer. Such appearance of different refractive indices is known as birefringence. The principles of birefringence are described in "Optics" by Sears and in "Crystals and the Polarizing Microscope" by Hartshorne and Stewart, the relevant disclosures of which are incorporated herein by reference. The encapsulation or containment medium 33^ and the carrier medium 12 preferably have the same refractive index in order to appear optically essentially as the same material, so that a further optical interface is avoided.

Så lenge væskekrystallmaterialets vanlige eller ordinære brytningsindeks ligger nærmere brytningsindeksen for det såkalte innkapslingsmedium enn den ekstraordinære brytningsindeks, vil en endring i spredning fremstå når man går fra felt-på- til felt-av-tilstanden og omvendt. Maksimal kontrast fremkommer når den ordinære brytningsindeks svarer til mediets brytningsindeks. Nøyaktigheten av brytnings-indekstilpasningen vil være avhengig av den ønskede grad av kontrast og gjennomsiktighet i innretningen, men den ordinære brytningsindeks for krystallen og brytningsindeksen for mediet vil fortrinnsvis være forskjellige med ikke mer enn 0,1, fortrinnsvis 0,03, enda mer å foretrekke 0,01, og særlig 0,001. Den tillatte forskjell vil avhenge av kapselstørrelsen. As long as the liquid crystal material's normal or ordinary refractive index is closer to the refractive index of the so-called encapsulating medium than the extraordinary refractive index, a change in dispersion will appear when you go from the field-on to the field-off state and vice versa. Maximum contrast occurs when the ordinary refractive index corresponds to the medium's refractive index. The accuracy of the refractive index matching will depend on the desired degree of contrast and transparency in the device, but the ordinary refractive index of the crystal and the refractive index of the medium will preferably differ by no more than 0.1, preferably 0.03, even more preferably 0.01, and especially 0.001. The permitted difference will depend on the capsule size.

Det er ønskelig at det elektriske felt E som er vist på fig. 3, påtrykkes på væskekrystallen 30 i kapselen 32 over størstedelen av denne i stedet for å forbrukes eller droppes i vesentlig grad i innkapslingsmaterialet. Det bør ikke være noe vesentlig spenningsfall over eller gjennom det materiale som veggen 54 i kapselen 3 2 er dannet av. I stedet bør spenningsfallet opptre over væskekrystallen 3 0 i kapselens 3 2 volum 31. It is desirable that the electric field E shown in fig. 3, is pressed onto the liquid crystal 30 in the capsule 32 over the greater part of it instead of being consumed or dropped to a significant extent in the encapsulation material. There should be no significant voltage drop across or through the material of which the wall 54 of the capsule 3 2 is formed. Instead, the voltage drop should occur across the liquid crystal 3 0 in the volume 31 of the capsule 3 2 .

Innkapslingsmediets elektriske impedans må fortrinnsvis i realiteten være tilstrekkelig stor i forhold til impedansen av væskekrystallen i den innkapslede væskekrystall 11 til at en kortslutning ikke vil opptre utelukkende gjennom veggen 54, f.eks. fra et punkt A via bare veggen til et punkt B, idet væskekrystallen omgås. Derfor bør for eksempel den effektive impedans overfor indusert strøm eller forskyvnings-strøm som flyter gjennom eller via bare veggen 54 fra punktet A til punktet B, være større enn den impedans som ville på-treffes i en bane fra punktet A til et punkt A' innenfor den indre veggoverflate 50, via væskekrystallmaterialet 30 til et punkt B' som fremdeles befinner seg i volumet 31, og til slutt tilbake til punktet B. Denne betingelse vil sikre at det vil være en potensialforskjell mellom punkt A og punkt B. Denne potensialforskjell må være tilstrekkelig stor til å frembringe et elektrisk felt over væskekrystallmaterialet som vil forsøke å innrette dette. Det vil innses at på grunn av geometriske betraktninger, nemlig lengden gjennom bare veggen fra f.eks. punkt A til punkt B, kan denne betingelse fremdeles oppfylles selv om den virkelige impedans av veggmaterialet er lavere enn impedansen av væskekrystallmaterialet i kapselen. The encapsulation medium's electrical impedance must in reality be sufficiently large in relation to the impedance of the liquid crystal in the encapsulated liquid crystal 11 so that a short circuit will not occur exclusively through the wall 54, e.g. from a point A via just the wall to a point B, bypassing the liquid crystal. Therefore, for example, the effective impedance to induced current or displacement current flowing through or via just the wall 54 from point A to point B should be greater than the impedance that would be encountered in a path from point A to point A' within the inner wall surface 50, via the liquid crystal material 30 to a point B' which is still in the volume 31, and finally back to point B. This condition will ensure that there will be a potential difference between point A and point B. This potential difference must be sufficiently large to produce an electric field above the liquid crystal material which will attempt to align it. It will be appreciated that due to geometrical considerations, namely the length through just the wall from e.g. point A to point B, this condition can still be met even if the real impedance of the wall material is lower than the impedance of the liquid crystal material in the capsule.

Dielektrisitetskonstantene av det materiale av hvilket innkapslingsmediet er dannet og av hvilket væskekrystallen utgjøres, og de effektive kapasitetsverdier av kapselveggen 54, særlig i radial retning, og av væskekrystallen over hvilken det elektriske felt E pålegges, må alle være slik relatert at kapselens 3 2 vegg 54 ikke i vesentlig grad ned-setter størrelsen av det påtrykte elektriske felt E. Ideelt sett må kapasitets-dielektrisitetskonstantene av hele laget eller sjiktet 61 (fig. 4) av innkapslet væskekrystallmateriale være i hovedsaken den samme for felt-på-tilstanden. The dielectric constants of the material of which the encapsulation medium is formed and of which the liquid crystal is made up, and the effective capacitance values of the capsule wall 54, particularly in the radial direction, and of the liquid crystal over which the electric field E is applied, must all be so related that the capsule's 3 2 wall 54 does not significantly reduce the magnitude of the applied electric field E. Ideally, the capacitance-dielectric constants of the entire layer or layer 61 (Fig. 4) of encapsulated liquid crystal material must be substantially the same for the field-on condition.

Væskekrystallen 3 0 vil ha en dielektrisitetskonstant-verdi som er anisotrop. Det er å foretrekke at dielektrisitetskonstanten for veggen 54 ikke er lavere enn dielektrisitetskonstanten for det anisotrope væskekrystallmateriale 30, for å hjelpe til å oppfylle ovennevnte betingelser for optimal drift. Det er ønskelig å ha en forholdsvis høy positiv, dielektrisk anisotropi for å redusere spenningskravene for det elektriske felt E. Forskjellen mellom dielektrisitetskonstanten for væskekrystallen 3 0 når ikke noe elektrisk felt påtrykkes, hvilken må være forholdsvis liten, og dielektrisitetskonstanten for væskekrystallen når den er innrettet ved påtrykning av et elektrisk felt, hvilken må være forholdsvis stor, må være så stor som mulig. Den kritiske sammenheng mellom dielektriske verdier og påtrykt elektrisk felt må være slik at det felt som påtrykkes over væskekrystallmaterialet i kapselen eller kapslene, er tilstrekkelig til å forårsake innretting av væskekrystallstrukturen i forhold til feltet. De laveste dielektriske verdier for vanlig benyttede væskekrystaller er for eksempel så lave som ca. 3,5 til så høye som ca. 8. The liquid crystal 30 will have a dielectric constant value which is anisotropic. It is preferred that the dielectric constant of the wall 54 is not lower than the dielectric constant of the anisotropic liquid crystal material 30 to help meet the above conditions for optimal operation. It is desirable to have a relatively high positive dielectric anisotropy in order to reduce the voltage requirements for the electric field E. The difference between the dielectric constant of the liquid crystal 3 0 when no electric field is applied, which must be relatively small, and the dielectric constant of the liquid crystal when it is aligned when an electric field is applied, which must be relatively large, must be as large as possible. The critical relationship between dielectric values and applied electric field must be such that the field applied over the liquid crystal material in the capsule or capsules is sufficient to cause alignment of the liquid crystal structure in relation to the field. The lowest dielectric values for commonly used liquid crystals are, for example, as low as approx. 3.5 to as high as approx. 8.

Kapslene 3 2 kan være av forskjellige størrelser. The capsules 3 2 can be of different sizes.

Jo mindre størrelsen er, jo høyere vil imidlertid kravene være for at det elektriske felt skal bevirke innretting av væskekrystallen i kapselen. Kapslene må imidlertid fortrinnsvis ha ensartede størrelsesparametre slik at de forskjellige egenskaper, såsom de optiske og elektriske egenskaper, til en innretning, såsom en fremvisningsanordning, som benytter den innkapslede væskekrystall, vil være i hovedsaken ensartede. Kapslene 3 2 må videre være minst 1 ym i diameter, slik at de fremstår som diskrete kapsler i forhold til en innfallende lysstråle. En mindre diameter ville resultere i at lysstrålen "ser" kapslene som et kontinuerlig, homogent sjikt og ikke ville gjennomgå den nødvendige, isotrope spredning. Kapslene kan f.eks. ha en størrelse på fra 1-30 um i diameter. The smaller the size, however, the higher the requirements will be for the electric field to effect alignment of the liquid crystal in the capsule. However, the capsules must preferably have uniform size parameters so that the various properties, such as the optical and electrical properties, of a device, such as a display device, which uses the encapsulated liquid crystal, will be essentially uniform. The capsules 3 2 must furthermore be at least 1 µm in diameter, so that they appear as discrete capsules in relation to an incident light beam. A smaller diameter would result in the light beam "seeing" the capsules as a continuous, homogeneous layer and would not undergo the necessary, isotropic dispersion. The capsules can e.g. have a size of from 1-30 µm in diameter.

Et foretrukket væskekrystallmateriale i overensstemmelse med den beste utførelse av oppfinnelsen er det nematiske materiale NM-8 250, en ester som selges av American Liquid Xtal Chemical Corp., Kent, Ohio, USA. Andre eksempler kan være esterkombinasjoner, bifenyl og/eller bifenylkombinasjoner, og liknende. A preferred liquid crystal material in accordance with the best embodiment of the invention is the nematic material NM-8 250, an ester sold by American Liquid Xtal Chemical Corp., Kent, Ohio, USA. Other examples can be ester combinations, biphenyl and/or biphenyl combinations, and the like.

Flere andre typer av væskekrystallmateriale som er effektive i overensstemmelse med oppfinnelsen, omfatter føl-gende fire eksempler, som hvert er en oppskrift på de respektive væskekrystallmaterialer. Det såkalte 10%-materiale har ca. 10% 4-cyan-substituerte materialer, 20%-materialet har ca. 20% 4-cyan-substituerte materialer, osv. Several other types of liquid crystal material which are effective in accordance with the invention include the following four examples, each of which is a recipe for the respective liquid crystal materials. The so-called 10% material has approx. 10% 4-cyano-substituted materials, the 20% material has approx. 20% 4-cyano-substituted materials, etc.

10%- materiale 10% material

20%- materiale 40%- materiale 4 0%- MOD 20%- material 40%- material 4 0%- MOD

Det innkapslende medium som danner respektive kapsler 32, bør være av en type som er i hovedsaken fullstendig upåvirket av og som ikke påvirker væskekrystallmaterialet. Forskjellige harpikser og/eller polymerer kan benyttes som innkapslingsmedium. Et foretrukket innkapslingsmedium er polyvinylalkohol (PVA) som har en god, forholdsvis høy dielektrisitetskonstant og en brytningsindeks som er forholdsvis nøyaktig avpasset etter brytningsindeksen for det foretrukne væskekrystallmateriale. Et eksempel på foretrukket PVA er en ca. 84% hydrolysert harpiks med en molekylvekt på minst ca. 1000. Benyttelse av en PVA fra Monsanto Company som betegnes som Gelvatol 20/30, representerer den beste utførelse av oppfinnelsen. The encapsulating medium which forms respective capsules 32 should be of a type which is essentially completely unaffected by and which does not affect the liquid crystal material. Various resins and/or polymers can be used as encapsulation medium. A preferred encapsulation medium is polyvinyl alcohol (PVA) which has a good, relatively high dielectric constant and a refractive index which is relatively precisely matched to the refractive index of the preferred liquid crystal material. An example of preferred PVA is an approx. 84% hydrolyzed resin with a molecular weight of at least approx. 1000. Use of a PVA from the Monsanto Company designated as Gelvatol 20/30 represents the best embodiment of the invention.

En fremgangsmåte for fremstilling av emulgerte eller innkapslede væskekrystaller 11 kan omfatte sammenblan-ding av inneslutnings- eller innkapslinsmediet, væskekrystallmaterialet, og muligens et bæremedium, såsom vann. Blanding kan utføres i mange forskjellige blanderanordninger, såsom et blandeapparat, en kolloidmølle, som er mest å foretrekke, eller liknende. Det som inntreffer under sådan blanding, er dannelsen av en emulsjon av bestanddelene, som senere kan tørkes for å eliminere bæremediet, såsom vann, og for å herde innkapslinsmediet, såsom PVA-materialet, på tilfredsstillende måte. Selv om kapselen 32 av hver innkapslet væskekrystall 11 som er fremstilt på denne måte, muligens ikke er en perfekt kule, vil hver kapsel ha i hovedsaken sfærisk form på grunn av at en kule representerer den laveste, frie energitilstand for individuelle dråper, små kuler eller kapsler av emulsjonen, både ved opprinnelig forming og etter tørking og/eller herding. A method for producing emulsified or encapsulated liquid crystals 11 may comprise mixing the containment or encapsulation medium, the liquid crystal material, and possibly a carrier medium, such as water. Mixing can be carried out in many different mixing devices, such as a mixer, a colloid mill, which is most preferred, or the like. What occurs during such mixing is the formation of an emulsion of the ingredients, which can later be dried to eliminate the carrier medium, such as water, and to satisfactorily cure the encapsulating medium, such as the PVA material. Although the capsule 32 of each encapsulated liquid crystal 11 thus prepared may not be a perfect sphere, each capsule will be substantially spherical in shape due to the fact that a sphere represents the lowest free energy state for individual droplets, small spheres or capsules of the emulsion, both when originally formed and after drying and/or curing.

Kapselens størrelse (diameter) bør fortrinnsvis være ensartet i emulsjonen for å oppnå ensartet operasjon med hensyn til virkning på innfallende lys og respons på elektrisk felt. Som eksempel på kapselstørrelsesområde kan dette strekke seg fra ca. 0,3 til ca. 100 ym, fortrinnsvis 0,3-30 ym, særlig 3-15 ym, for eksempel 5-15 ym. The size (diameter) of the capsule should preferably be uniform in the emulsion to achieve uniform operation with regard to effect on incident light and response to electric field. As an example of capsule size range, this can range from approx. 0.3 to approx. 100 ym, preferably 0.3-30 ym, especially 3-15 ym, for example 5-15 ym.

Forskjellige teknikker kan benyttes for å danne bæremediet 12 som kan være av det samme eller et liknende materiale som innkapslings- eller inneslutningsmediet. For eksempel kan det nedre bæremedium 12b dannes ved benyttelse av en forme- eller støpeprosess. Elektroden 13 og væskekrystallmaterialet kan påføres for understøttelse ved hjelp av dette medium 12b. Elektroden 14 kan anbringes ved f.eks. trykking. Deretter kan det øvre bæremediumparti 12a helles eller støpes på plass for å fullføre inneslutning av det innkapslede væskekrystallmateriale og elektrodene. Alternativt kan bæremediumpartiene 12a, 12b være en i hovedsaken gjennomsiktig plastliknende film eller en plate av glass, slik som beskrevet f.eks. i det etterfølgende Eksempel 1. Different techniques can be used to form the carrier medium 12 which can be of the same or a similar material as the encapsulation or containment medium. For example, the lower support medium 12b can be formed using a molding or casting process. The electrode 13 and the liquid crystal material can be applied for support by means of this medium 12b. The electrode 14 can be placed by e.g. printing. Then, the upper support medium portion 12a can be poured or cast in place to complete containment of the encapsulated liquid crystal material and electrodes. Alternatively, the carrier medium parts 12a, 12b can be an essentially transparent plastic-like film or a plate of glass, as described e.g. in the following Example 1.

Dersom refleksjonsmediet 18 er f.eks. et fast stoff, kan dette påføres på bæremediumpartiet 12b ved hjelp av en ytterligere støpe- eller formeteknikk, og det nedre belegg 21 av svart eller farget, lysabsorberende materiale kan påføres på den bakre overflate av refleksjonsmediet 18, dvs. den overflate som ligger på avstand fra grenseflaten mellom mediet og det nedre bæremediumparti 12b. Alternativt kan refleksjonsmediet være et luftgap eller et annet fluidumgap mellom bæremediumpartiet 12b og absorbereren 21, eller et avstemt dielektrisk sjikt kan påføres ved hjelp av konvensjonell pådampningsteknikk direkte på den nedre overflate av det nedre bæremediumparti 12b i stedet for refleksjonsmediet 18, slik det skal beskrives nærmere nedenfor. If the reflection medium 18 is e.g. a solid substance, this can be applied to the carrier medium portion 12b by means of a further molding or molding technique, and the lower coating 21 of black or colored light-absorbing material can be applied to the back surface of the reflection medium 18, i.e. the surface which is at a distance from the interface between the medium and the lower carrier medium part 12b. Alternatively, the reflection medium can be an air gap or another fluid gap between the carrier medium part 12b and the absorber 21, or a matched dielectric layer can be applied by means of a conventional evaporation technique directly to the lower surface of the lower carrier medium part 12b instead of the reflection medium 18, as will be described in more detail. below.

I det følgende er angitt flere eksempler på materialer og metoder for fremstilling av væskekrystall-fremvisningsanordninger og driftsegenskaper for disse i overensstemmelse med oppfinnelsen. In the following, several examples of materials and methods for the production of liquid crystal display devices and their operating characteristics in accordance with the invention are given.

Eksempel 1 Example 1

Et eksempel på et isotropt spredende materiale ble fremstilt ved blanding av ca. 2 gram nematisk væskekrystall av typen 8250 (en ester fra American Liquid Xtal) med ca. 4 gram av en 20% oppløsning av Airco 4 05 polyvinylalkohol (de resterende 80% av oppløsningen var vann). Materialet ble blandet i en liten homogenisator med lav skjærkraft for å danne en emulsjon. Ved benyttelse av et skraperblad med en innstilling på ca. 0,13 mm ble emulsjonen belagt på en elektrode av Intrex-materiale som allerede var anbrakt i stilling på en polyesterfilmbasis med en tykkelse på ca. 0,13 mm. Filmen var av den type som er kjent som Mylar. Et annet ark av sådan filmimed en sådan elektrode ble plassert på det innkapslede væskekrystall sjikt, slik at det sistnevnte ble innskutt mellom de respektive elektroder og filmer. De individuelle, innkapslede, driftsmessig nematiske væskekrystallkapsler eller partikler hadde en diameter på ca. 4-5 ym, og det totale sjikt av innkapslet væskekrystallmateriale hadde en tykkelse på ca. 20-30 ym. An example of an isotropic spreading material was produced by mixing approx. 2 grams of nematic liquid crystal of type 8250 (an ester from American Liquid Xtal) with approx. 4 grams of a 20% solution of Airco 4 05 polyvinyl alcohol (the remaining 80% of the solution was water). The material was mixed in a small low shear homogenizer to form an emulsion. When using a scraper blade with a setting of approx. 0.13 mm, the emulsion was coated on an electrode of Intrex material already placed in position on a polyester film base with a thickness of approx. 0.13 mm. The film was of the type known as Mylar. Another sheet of such film with such an electrode was placed on the encapsulated liquid crystal layer, so that the latter was sandwiched between the respective electrodes and films. The individual, encapsulated, operationally nematic liquid crystal capsules or particles had a diameter of approx. 4-5 ym, and the total layer of encapsulated liquid crystal material had a thickness of approx. 20-30 etc.

Den ifølge Eksempel 1 fremstilte anordning ble prøvet. Det resulterende materiale spredte lys i en tilstand med null elektrisk felt (heretter vanligvis betegnet som null-felt- eller felt-av-tilstand). Ved et påtrykt felt på 10 volt avtok spredningen, og ved 4 0 volt stoppet spredningen i sin helhet. The device produced according to Example 1 was tested. The resulting material scattered light in a state of zero electric field (hereafter commonly referred to as the zero-field or field-off state). At an applied field of 10 volts the scattering decreased, and at 40 volts the scattering stopped entirely.

Selv om en homogenisator ble benyttet, kan andre typer av blandere, etc. benyttes for å utføre den ønskede blanding. Although a homogenizer was used, other types of mixers, etc. can be used to effect the desired mixing.

Eksempel 2 Example 2

Et eksempel på det isotropt spredende materiale ble fremstilt ved blanding av ca. 2 gram nematisk væskekrystall av typen 8250 med ca. 4 gram av en 22% oppløsning (78% vann) av polyvinylalkohol av typen Gelvatol 20/30 (fra Monsanto). Materialet ble blandet i en liten homogenisator med lav skjærkraft for å danne en emulsjon. Emulsjonen ble pålagt på en Intrex-filmelektrode og en Mylar-film-polyesterbasis, som i Eksempel 1, med et skraperblad med en innstilling på ca. 0,13 mm, og den lagvise sammenstilling (sandwich) ble fullført slik som i Eksempel 1. De nematiske kapsler eller partikler hadde en diameter på ca. 3-4 ym, og det innkapslede væskekrystallsjikt var ca. 25 ym tykt. An example of the isotropic spreading material was produced by mixing approx. 2 grams of nematic liquid crystal of type 8250 with approx. 4 grams of a 22% solution (78% water) of polyvinyl alcohol of the type Gelvatol 20/30 (from Monsanto). The material was mixed in a small low shear homogenizer to form an emulsion. The emulsion was applied to an Intrex film electrode and a Mylar film polyester base, as in Example 1, with a scraper blade at a setting of approx. 0.13 mm, and the layered assembly (sandwich) was completed as in Example 1. The nematic capsules or particles had a diameter of approx. 3-4 ym, and the encapsulated liquid crystal layer was approx. 25 ym thick.

Den ifølge Eksempel 2 fremstilte anordning ble prøvet. Det resulterende materiale spredte lys i en null-felt- eller felt-av-tilstand. Ved et påtrykt felt på 10 volt avtok spredningen, og ved 4 0 volt stoppet spredningen i sin helhet. The device produced according to Example 2 was tested. The resulting material scattered light in a zero-field or field-off state. At an applied field of 10 volts the scattering decreased, and at 40 volts the scattering stopped entirely.

Eksempel 3 Example 3

Et eksempel på det isotropt spredende materiale ble fremstilt ved blanding av ca. 2 gram nematisk væskekrystall av typen E-63 (en bifenyl fra British Drug House, et datterselskap av E. Merck, Vest-Tyskland) med ca. 4 gram av en 22% oppløsning av polyvinylalkohol av typen Gelvatol 20/30 (fra Monsanto). Materialet ble blandet i en liten homogenisator med lav skjærkraft for å danne en emulsjon. Emulsjonen ble pålagt på en Intrex-filmelektrode og en Mylar-film-polyesterbasis med et skraperblad med en innstilling på ca. 0,13 mm, An example of the isotropic spreading material was produced by mixing approx. 2 grams of nematic liquid crystal of type E-63 (a biphenyl from British Drug House, a subsidiary of E. Merck, West Germany) with approx. 4 grams of a 22% solution of polyvinyl alcohol of the type Gelvatol 20/30 (from Monsanto). The material was mixed in a small low shear homogenizer to form an emulsion. The emulsion was applied to an Intrex film electrode and a Mylar film polyester base with a scraper blade at a setting of approx. 0.13 mm,

og sandwichen ble fullført slik som foran angitt. Tykkelsen av det innkapslede væskekrystallsjikt var ca. 25 ym, og de nematiske kapsler eller partikler hadde en diameter på ca. 4-5 ym. and the sandwich was completed as above. The thickness of the encapsulated liquid crystal layer was approx. 25 ym, and the nematic capsules or particles had a diameter of approx. 4-5 etc.

Den ifølge Eksempel 3 fremstilte anordning ble prøvet. Det resulterende materiale spredte lys i en null-felt- eller felt-av-tilstand. Ved et påtrykt felt på 7 volt avtok spredningen, og ved 3 5 volt stoppet spredningen i sin helhet. The device produced according to Example 3 was tested. The resulting material scattered light in a zero-field or field-off state. At an applied field of 7 volts the spread decreased, and at 3 5 volts the spread stopped entirely.

Eksempel 4 Example 4

Et eksempel på det isotropt spredende materiale An example of the isotropically scattering material

ble fremstilt ved blanding av ca. 2 gram væskekrystall av typen 8250 med ca. 4 gram av en 22% oppløsning av Gelvatol 20/30 polyvinylalkohol. Materialet ble blandet i en liten homogenisator med lav skjærkraft for å danne en emulsjon. Emulsjonen ble pålagt på en Intrex-filmelektrode og en Mylar-polyesterfilmbasis med et skraperblad med en innstilling på ca. 0,13 mm, og sandwichen ble fullført slik som foran angitt. Tykkelsen av det innkapslede væskekrystallsjikt var ca. 25 ym, og de nematiske kapsler eller partikler hadde en diameter på ca. 4-5 ym. was produced by mixing approx. 2 grams of liquid crystal of type 8250 with approx. 4 grams of a 22% solution of Gelvatol 20/30 polyvinyl alcohol. The material was mixed in a small low shear homogenizer to form an emulsion. The emulsion was applied to an Intrex film electrode and a Mylar polyester film base with a scraper blade at a setting of approx. 0.13 mm, and the sandwich was completed as indicated above. The thickness of the encapsulated liquid crystal layer was approx. 25 ym, and the nematic capsules or particles had a diameter of approx. 4-5 etc.

For å forbedre emulsjonsstabiliteten og belegg-ensartetheten ble 0,001% GAF LO 63 0, et ikke-ioneholdig, overflateaktivt stoff (vaskemiddel), tilsatt før blandetrinnet. Forbedret oppførsel med hensyn til stabilitet av emulsjonen og med hensyn til belegning av emulsjonen på elektroden/ polyesterfilmbasisen ble registrert. Operasjonsresultatene var for øvrig i hovedsaken lik de som er angitt foran med hensyn til Eksempel 1. To improve emulsion stability and coating uniformity, 0.001% GAF LO 63 0, a non-ionic surfactant (detergent), was added prior to the mixing step. Improved behavior in terms of stability of the emulsion and in terms of coating of the emulsion on the electrode/polyester film base was noted. The operation results were otherwise essentially the same as those stated above with regard to Example 1.

Det vil således innses at et overflateaktivt stoff, fortrinnsvis et ikke-ioneholdig, overflateaktivt stoff, et rensemiddel eller liknende, ifølge oppfinnelsen kan blandes med det innkapslede væskekrystallmateriale forut for avsetning på den elektrodebelagte film, slik som nettopp beskrevet foran. It will thus be realized that a surface-active substance, preferably a non-ionic surface-active substance, a cleaning agent or the like, according to the invention can be mixed with the encapsulated liquid crystal material prior to deposition on the electrode-coated film, as just described above.

Eksempel 5 Example 5

Trinnene ifølge Eksempel 1 ble fulgt ved benyttelse av de samme materialer som i Eksempel 1, bortsett fra at en glassplate med en tykkelse på ca. 3,2 mm ble innsatt i stedet for Mylar-filmen. Funksjonen var i hovedsaken den samme som beskrevet med hensyn til eksempel 1. The steps according to Example 1 were followed using the same materials as in Example 1, except that a glass plate with a thickness of approx. 3.2 mm was inserted in place of the Mylar film. The function was essentially the same as described with regard to example 1.

Eksempel 6 Example 6

En blanding ble dannet av nematisk væskekrystall A mixture was formed of nematic liquid crystal

av typen 8250 og en oppløsning av 15% AN169 Gantrez i 85% vann. Sådan Gantrez er polymetylvinyleter/maleinsyreanhyd-rid, et polymaleinsyreprodukt fra GAF Corporation. Blandingen var av 15% væskekrystall og 85% Gantrez som inneslutningsmedium. Blandingen ble homogenisert ved lav skjærkraft for of type 8250 and a solution of 15% AN169 Gantrez in 85% water. Such Gantrez is polymethyl vinyl ether/maleic anhydride, a polymaleic acid product of GAF Corporation. The mixture was 15% liquid crystal and 85% Gantrez as containment medium. The mixture was homogenized at low shear for

å danne en emulsjon som ble påført på en elektrode/bærefilm slik som foran angitt. Denne bærefilm var ca. 0,03 mm tykk. Etter tørking av emulsjonen reagerte den resulterende væskekrystallemulsjon på et elektrisk felt i hovedsaken slik som foran angitt, med spredning i en felt-av-tilstand, idet den oppviste en terskel på ca. 7 volt for å begynne å redusere spredning, og hadde et metningsnivå på i hovedsaken ingen spredning ved ca. 4 5 volt. to form an emulsion which was applied to an electrode/carrier film as indicated above. This carrier film was approx. 0.03 mm thick. After drying the emulsion, the resulting liquid crystal emulsion responded to an electric field essentially as stated above, with dispersion in a field-off state, exhibiting a threshold of approx. 7 volts to start reducing dispersion, and had a saturation level of essentially no dispersion at approx. 4 5 volts.

Et annet eksempel på et inneslutningsmedium av syre-type som er effektivt i forbindelse med oppfinnelsen, er carbopol (karboksy-polymetylenpolymer fra B.F. Goodrich Chemical Company), eller polyacid. Another example of an acid-type containment medium effective in connection with the invention is carbopol (carboxy-polymethylene polymer from B.F. Goodrich Chemical Company), or polyacid.

Andre typer av bæremedier 12 som kan benyttes, omfatter polyestermaterialer, og videre polykarbonatmateriale, såsom Kodel-film. Tedlar-film, som er meget inaktiv, kan.også benyttes dersom tilstrekkelig adhesjon av elektroden kan oppnås. Sådanne medier 12 bør fortrinnsvis være i hovedsaken optisk gjennomsiktige. Other types of carrier media 12 that can be used include polyester materials, and further polycarbonate material, such as Kodel film. Tedlar film, which is very inactive, can also be used if sufficient adhesion of the electrode can be achieved. Such media 12 should preferably be mainly optically transparent.

Flere forskjellige polymer-inneslutningsmedier som kan benyttes, er angitt i Tabell I nedenfor. Tabellen angir også flere egenskaper for de respektive polymerer. Several different polymer containment media that can be used are listed in Table I below. The table also indicates several properties for the respective polymers.

Andre Gelvatol PVA-materialer som kan benyttes, omfatter de som av Monsanto er betegnet som 20-90, 9000, 20-60, 6000, 3000, og 40-10. Other Gelvatol PVA materials that may be used include those designated by Monsanto as 20-90, 9000, 20-60, 6000, 3000, and 40-10.

Et foretrukket mengdeforhold mellom væskekrystallmateriale og inneslutningsmedium er ca. én vektdel væskekrystallmateriale til ca. tre vektdeler inneslutningsmedium. En akseptabel, innkapslet væskekrystallemulsjon som er operativ i overensstemmelse med oppfinnelsen, kan også oppnås ved benyttelse av et mengdeforhold på ca. én del væskekrystallmateriale til ca. to deler inneslutningsmedium, f.eks. Gelvatol PVA. Selv om også et forhold på 1:1 vil virke, vil det vanligvis ikke virke like godt som materiale i forholdsområdet fra ca. 1:2 til ca. 1:3. A preferred quantity ratio between liquid crystal material and containment medium is approx. one part by weight of liquid crystal material to approx. three parts by weight containment medium. An acceptable, encapsulated liquid crystal emulsion which is operative in accordance with the invention can also be obtained by using a quantity ratio of approx. one part liquid crystal material to approx. two parts containment medium, e.g. Gelvatol PVA. Although a ratio of 1:1 will also work, it will usually not work as well as material in the ratio range from approx. 1:2 to approx. 1:3.

Idet det nå henvises til fig. 4 og 5, er det der vist en del 60 av en væskekrystallfremvisningsanordning ifølge oppfinnelsen. Delen eller anordningen 60 er en full-førelse av væskekrystallinnretningen 10 som er beskrevet foran under henvisning til fig. 1, ved at et antall innkapslede væskekrystaller 11, faktisk flere lag av sådanne krystaller, er inneholdt i et bæremedium 12. Størrelsene, tykkelsene, diametrene, etc, av de mange deler som er vist på fig. 4 og 5, er ikke nødvendigvis i målestokk, men størrelsene er i stedet slik det er nødvendig for å illustrere de mange deler og disses virkemåte. Referring now to fig. 4 and 5, there is shown a part 60 of a liquid crystal display device according to the invention. The part or device 60 is a completion of the liquid crystal device 10 which is described above with reference to fig. 1, in that a number of encapsulated liquid crystals 11, actually several layers of such crystals, are contained in a carrier medium 12. The sizes, thicknesses, diameters, etc., of the many parts shown in fig. 4 and 5, are not necessarily to scale, but the sizes are instead as necessary to illustrate the many parts and their operation.

Elektrodene 13, 14 benyttes til å påtrykke et ønsket, elektrisk felt for å bevirke selektiv innretting av væskekrystallmaterialet på den måte som er vist f.eks. på fig. 3. En annen anordning enn elektroder kan benyttes for å tilføre en eller annen type av inngangssignal til fremvisningsanordningen 60 for det formål å bevirke ordnet eller tilfeldig innretting av væskekrystallen. The electrodes 13, 14 are used to apply a desired electric field to effect selective alignment of the liquid crystal material in the manner shown e.g. on fig. 3. A device other than electrodes can be used to supply some type of input signal to the display device 60 for the purpose of effecting ordered or random alignment of the liquid crystal.

De innkapslede væskekrystaller 11 er anordnet i flere lag 61 inne i fremvisningsdelen 60. Lagene 61 kan være inndelt i flere partier som representerer de forskjellige tegn eller partier av tegn som er beregnet å fremvises ved hjelp av fremvisningsanordningen 60. For eksempel kan det lengste, venstre parti 61L av lagene 61 som er vist på fig. 4, representere et snittbilde gjennom én del av et velkjent 7-segments fremvisningsmønster, og det forholdsvis korte, The encapsulated liquid crystals 11 are arranged in several layers 61 inside the display part 60. The layers 61 can be divided into several parts that represent the different characters or parts of characters that are intended to be displayed using the display device 60. For example, the longest, left portion 61L of the layers 61 shown in fig. 4, represent a cross-section through one part of a well-known 7-segment display pattern, and the relatively short,

høyre parti 61R av de på fig. 4 viste lag 61 kan representere en del av en annen 7-segments tegnfremvisning. Forskjellige mønstre av væskekrystallmateriale kan benyttes i overensstemmelse med oppfinnelsen. En sone 62 av bæremedium 12 fyller området mellom væskekrystall-lagpartiene 61L, 61 R. Senere henvisning til lagene 61 vil være samlet, dvs. henvise til laget 61 som om det inneholder de mange nivåer eller lag som inneholder det samme. Som et eksempel kan den sammensatte tykkelse av et sådant lag 61 være fra ca. 0,0075 mm til ca. 0,254 mm. Ensartet tykkelse foretrekkes for å oppnå ensartet respons på elektrisk felt, spredning, etc. right part 61R of those in fig. 4, layer 61 may represent a portion of another 7-segment character display. Different patterns of liquid crystal material can be used in accordance with the invention. A zone 62 of carrier medium 12 fills the area between the liquid crystal layer portions 61L, 61R. Later reference to the layers 61 will be collective, i.e. refer to the layer 61 as if it contains the many levels or layers containing the same. As an example, the composite thickness of such a layer 61 may be from approx. 0.0075 mm to approx. 0.254 mm. Uniform thickness is preferred to achieve uniform response to electric field, dispersion, etc.

Et sådant arrangement eller mønster av innkapslede væskekrystallmateriale-lagpartier 61L og 61R som er atskilt i sonen 62 ved hjelp av bæremediet 12 eller et annet materiale, lettes, eller gjøres også mulig som følge av inneslutningen eller avgrensningen av væskekrystallen i atskilte inneslut-ningsmedia, slik det dannes ved hjelp av den foretrukne, stabile emulsjon. Det innkapslede væskekrystallmateriale kan derfor, særlig på en forholdsvis stor anordning, såsom en fremvisningsanordning, en oppslagstavle, en optisk lukker, etc, påføres på bæremediet 12 bare der hvor det er nødvendig å tilveiebringe de velgbare, optiske egenskaper. En sådan mønsterdannelse kan redusere mengden av sådant materiale som er nødvendig for en spesiell anvendelse. Sådan mønsterdan-nelse gjøres videre mulig som følge av den ønskede funksjons-operasjon som er beskrevet nærmere nedenfor. Such an arrangement or pattern of encapsulated liquid crystal material layer portions 61L and 61R which are separated in the zone 62 by means of the carrier medium 12 or another material is facilitated, or also made possible, as a result of the confinement or confinement of the liquid crystal in separate confinement media, as it is formed by means of the preferred, stable emulsion. The encapsulated liquid crystal material can therefore, especially on a relatively large device, such as a display device, a notice board, an optical shutter, etc., be applied to the carrier medium 12 only where it is necessary to provide the selectable optical properties. Such patterning can reduce the amount of such material required for a particular application. Such pattern formation is further made possible as a result of the desired functional operation which is described in more detail below.

Fremvisningsanordningen 6 0 kan benyttes for eksempel i en luftomgivelse, idet sådan luft er representert ved hen-visningstallet 63, og luften danner en grenseflate 64 med bæremediet 12 på betraktningssiden eller fra betraktningsretningen 20. Brytningsindeksen n for det ytre medium 63 er forskjellig fra brytningsindeksen n ' for innkapslingsmediet 12, idet den sistnevnte vanligvis er større enn den først-nevnte. Som et resultat av dette vil en lysstråle 65 som ankommer i hovedsaken fra betraktningsretningen 20, idet den passerer gjennom grenseflaten 64 inn i bæremediet 12 bli bøyd i retning mot normalen, som er en tenkt linje 66 normalt på grenseflaten 64. Denne lysstråle 65a inne i bæremediet 12 vil ligge nærmere normalen enn den innfallende lysstråle 65, idet den tilfredsstiller relasjonen n sin 9- = in' sin 0' hvor ø er den innfallende lysstråles 65 vinkel i forhold til normalen og Ø<1> er lysstålens 65a vinkel i forhold til normalen. The display device 60 can be used, for example, in an air environment, as such air is represented by the reference number 63, and the air forms an interface 64 with the carrier medium 12 on the viewing side or from the viewing direction 20. The refractive index n for the outer medium 63 is different from the refractive index n ' for the encapsulation medium 12, the latter being usually larger than the former. As a result of this, a light beam 65 which arrives mainly from the viewing direction 20, as it passes through the boundary surface 64 into the carrier medium 12, will be bent in the direction towards the normal, which is an imaginary line 66 normal to the boundary surface 64. This light beam 65a inside the carrier medium 12 will lie closer to the normal than the incident light beam 65, as it satisfies the relation n sin 9- = in' sin 0' where ø is the angle of the incident light beam 65 in relation to the normal and Ø<1> is the angle of the light beam 65a in relation to the normal.

En tilsvarende matematisk relasjon vil gjelde ved grenseflaten 19, på følgende måte: n' sin 0<*> = n" sin 0". For å oppnå den ønskede, totale indre refleksjon i overensstemmelse med oppfinnelsen, er brytningsindeksen ri" for ref leks jonsmediet 18 mindre enn brytningsindeksen n<1> for bæremediet 12. Følge-lig ville for eksempel lysstrålen 65a, dersom den var r stand til og virkelig passerte gjennom grenseflaten 19, bli bøyd bort fra normalen ved grenseflaten 19 til vinkelen 0" i forhold til normalen. Da lysstrålen 65, 6 5a i virkeligheten ikke spres ut av kurs på grunn av væskekrystallmaterialet i lagene 61, dvs. på grunn av at den passerer gjennom sonen 62, vil den virkelig sannsynligvis gå ut gjennom grenseflaten 19. A corresponding mathematical relation will apply at the interface 19, in the following way: n' sin 0<*> = n" sin 0". In order to achieve the desired total internal reflection in accordance with the invention, the refractive index ri" of the reflection medium 18 is smaller than the refractive index n<1> of the carrier medium 12. Consequently, for example, the light beam 65a, if it were r capable of and actually passed through interface 19, be deflected away from the normal at interface 19 to the angle 0" relative to the normal. Since the light beam 65, 6 5a is not actually scattered off course due to the liquid crystal material in the layers 61, i.e. due to passing through the zone 62, it is indeed likely to exit through the interface 19.

Ved drift av en væskekrystall-fremvisningsanordning 60 (fig. 4) er den driftsmessig nematiske væskekrystall 30 i forvrengt eller tilfeldig innretting som følge av eksistensen av en felt-av-tilstand. En innfallende lysstråle 70 går inn i bæremediet 12 ved grenseflaten 64 og avbøyes som lysstrålen 70a som som innfallende lys treffer laget 61 av innkapslet væskekrystall. Det tilfeldig innrettede eller forvrengte, innkapslede væskekrystallmateriale vil på isotrop måte spre det på dette innfallende lys. Det er derfor flere muligheter for hvordan en sådan innfallende lysstråle 70a vil ha tendens til å bli spredt, slik som angitt nedenfor: A. Én mulighet er at den innfallende lysstråle 70a vil bli rettet mot grenseflaten 19 i overensstemmelse med den prikkede linje 70b. Den vinkel med hvilken lysstrålen 70b treffer grenseflaten 19, ligger innenfor den viste romvinkel a (definert i den plane retning av tegningen på fig. 4 ved hjelp av de strektegnede linjer 71) for en såkalt belysningskonus. Lys som faller innenfor en sådan romvinkel a eller belysningskonus, har for liten vinkel i forhold til normalen ved grenseflaten 19 til å bli totalt innvendig reflektert ved denne grenseflate. Lysstrålen 70b vil derfor passere gjennom grenseflaten 19 samtidig som den bøyes bort fra normalen for å danne lysstrålen 70c. Lysstrålen 70c passerer inn i ref leks jonsmediet 1 8 og absorberes av laget eller sjiktet 21 . B. En annen mulighet er at lysstrålen 70a vil bli spredt på isotrop måte i retning av lysstrålen 70d utenfor konusvinkelen a. Total indre refleksjon vil opptre ved grenseflaten 19, slik at lysstrålen 70d bringes til å reflekteres som en lysstråle 70e tilbake til laget 61 av innkapslet væskekrystallmateriale hvor den vil bli behandlet som en annen, uavhengig innfallende lysstråle mot dette, på samme måte som lysstrålen 70a fra hvilken den ble avledet. Lysstrålen 70e vil derfor gjennomgå isotrop spredning på nytt slik det her er beskrevet. C. En ytterligere mulighet er at den innfallende lysstråle 70a, eller den som er avledet fra denne, såsom lysstrålen 7Oe, vil bli spredt på isotrop måte i retning mot grenseflaten 64 i en vinkel som ligger så nær normalen ved denne grenseflate 64 at lysstrålen vil passere gjennom grenseflaten 64 inn i "mediet" 63, såsom luften, for å bli sett av en observatør eller et observasjonsinstrument. Den romvinkel a' for en belysningskonus, liksom ovennevnte konusvinkel a, innenfor hvilken en sådan spredt lysstråle 70e må falle for å bli utsendt gjennom grenseflaten 64, er representert ved de stiplede linjer 72. En lysstråle 70f representerer en sådan lysstråle som utsendes på denne måte fra fremvisningsanordningen 60. Det er dette lys, f.eks. summen av sådanne ut-sendte lysstråler 70f, som går ut ved grenseflaten 64 som forårsaker at laget 61 av innkapslede væskekrystaller 11 gir utseendet av et hvitt eller lyst tegn slik det betraktes fra betraktningsretningen 20. D. Enda en ytterligere mulighet er at lysstrålen 70a kan bli spredt på isotrop måte i retning av lysstrålen 70g. Lysstrålen 70g ligger utenfor romvinkelen a<1> og vil derfor gjennomgå total indre refleksjon ved grenseflaten 64, hvoretter den reflekterte stråle 70h vil støte tilbake mot laget 61 som en i realiteten uavhengig, innfallende lysstråle, på samme måte som ovennevnte stråle 70e og med en liknende virkning. In operation of a liquid crystal display device 60 (Fig. 4), the operationally nematic liquid crystal 30 is in distorted or random alignment as a result of the existence of a field-off condition. An incident light beam 70 enters the carrier medium 12 at the interface 64 and is deflected as the light beam 70a which, as incident light, hits the layer 61 of encapsulated liquid crystal. The randomly aligned or distorted encapsulated liquid crystal material will isotropically scatter this incident light. There are therefore several possibilities for how such an incident light beam 70a will tend to be scattered, as indicated below: A. One possibility is that the incident light beam 70a will be directed towards the boundary surface 19 in accordance with the dotted line 70b. The angle at which the light beam 70b hits the boundary surface 19 lies within the solid angle a shown (defined in the planar direction of the drawing in Fig. 4 by means of the dashed lines 71) for a so-called lighting cone. Light that falls within such a spatial angle a or illumination cone has too small an angle in relation to the normal at the boundary surface 19 to be totally internally reflected at this boundary surface. The light beam 70b will therefore pass through the interface 19 at the same time as it is bent away from the normal to form the light beam 70c. The light beam 70c passes into the reflective ion medium 18 and is absorbed by the layer or layer 21. B. Another possibility is that the light beam 70a will be dispersed isotropically in the direction of the light beam 70d outside the cone angle a. Total internal reflection will occur at the interface 19, so that the light beam 70d is caused to be reflected as a light beam 70e back to the layer 61 of encapsulated liquid crystal material where it will be treated as another, independently incident light beam thereto, in the same manner as the light beam 70a from which it was derived. The light beam 70e will therefore undergo isotropic scattering again as described here. C. A further possibility is that the incident light beam 70a, or that which is derived from it, such as the light beam 7Oe, will be dispersed in an isotropic manner in the direction of the boundary surface 64 at an angle that is so close to the normal at this boundary surface 64 that the light beam will pass through the interface 64 into the "medium" 63, such as the air, to be seen by an observer or observation instrument. The solid angle a' of an illumination cone, like the above-mentioned cone angle a, within which such a scattered light beam 70e must fall in order to be emitted through the boundary surface 64, is represented by the dashed lines 72. A light beam 70f represents such a light beam emitted in this way from the display device 60. It is this light, e.g. the sum of such emitted light rays 70f exiting at the interface 64 which causes the layer 61 of encapsulated liquid crystals 11 to give the appearance of a white or bright character as viewed from the viewing direction 20. D. Yet another possibility is that the light beam 70a can be spread isotropically in the direction of the light beam 70g. The light beam 70g lies outside the solid angle a<1> and will therefore undergo total internal reflection at the boundary surface 64, after which the reflected beam 70h will bounce back against the layer 61 as a virtually independent, incident light beam, in the same way as the above-mentioned beam 70e and with a similar effect.

Brytningsindeksen for elektrodene 13, 14 vil vanligvis være større enn brytningsindeksen eller brytningsindeksene for inneslutningsmediet og bæremediet, og inneslutningsmediets og bæremediets brytningsindekser er fortrinnsvis i det minste tilnærmet den samme. Det lys som passerer fra inneslutningsmediet inn i elektrodematerialet, vil derfor bli avbøyd i retning mot normalen, og det lys som passerer fra elektroden inn i bæremediet, vil bli avbøyd bort fra normalen, slik at nettovirkningen av elektroden således er null eller i hovedsaken neglisjerbar. Storparten av total indre refleksjon vil således opptre ved grenseflatene 19, 64. The refractive index of the electrodes 13, 14 will usually be greater than the refractive index or indices of the containment medium and the carrier medium, and the refractive indices of the containment medium and the carrier medium are preferably at least approximately the same. The light that passes from the containment medium into the electrode material will therefore be deflected in the direction towards the normal, and the light that passes from the electrode into the carrier medium will be deflected away from the normal, so that the net effect of the electrode is thus zero or essentially negligible. The majority of total internal reflection will thus occur at the interface surfaces 19, 64.

Slik som betraktet fra betraktningsretningen 20, vil sonen 62 fremtre svart eller farget i overensstemmelse med sammensetningen av det absorberende sjikt 21. Dette skyldes det faktum at lysstrålen 65, 65a, 6 5b, som representerer storparten av lys som passerer gjennom sonen 6 2, vil ha en tendens til å passere gjennom grenseflaten 64, bæremediet 12, grenseflaten 19 og refleksjonsmediet 18, idet. den bøyes i retning mot eller bort fra normalen, ved respektive grenseflater som vist, idet den til slutt blir i hovedsaken absorbert av sjiktet 21. As viewed from the viewing direction 20, the zone 62 will appear black or colored in accordance with the composition of the absorbent layer 21. This is due to the fact that the light beam 65, 65a, 65b, which represents the majority of light passing through the zone 62, will tend to pass through the interface 64, the carrier medium 12, the interface 19 and the reflection medium 18, as it is bent in the direction towards or away from the normal, at respective interfaces as shown, as it is ultimately mainly absorbed by the layer 21.

Idet det kort henvises til fig. 5, viser denne figur felt-på-tilstanden (ordnet innretting) og virkemåten av det innkapslede væskekrystall-lag 61 i fremvisningsanordningen 60. De innkapslede væskekrystaller 11 i laget 61 på fig. 5 While briefly referring to fig. 5, this figure shows the field-on state (ordered alignment) and the operation of the encapsulated liquid crystal layer 61 in the display device 60. The encapsulated liquid crystals 11 in the layer 61 of fig. 5

er lik de som er vist på fig. 3. Liksom lysstrålen 65, 65a, 6 5b som passerer gjennom sonen 62 og absorberes av sjiktet 21, vil derfor lysstrålen 70, 70a, 70i følge en liknende bane idet den også overføres gjennom det innrettede og således i realiteten gjennomsiktige eller ikke-spredende lag 61. Ved grenseflaten 19 vil lysstrålen 70a bli bøyd bort fra normalen, og senere vil lysstrålen 70i bli absorbert av sjiktet 21. Uansett hvilken visuell tilsynekomst lysstrålen 65 vil for-søke å bevirke med hensyn til en observatør på betraktnings-stedet 20, vil følgelig også lysstrålen 70 forårsake den samme virkning når den passerer gjennom det ordnet innrettede, innkapslede væskekrystallmateriale. Når således fremvisningsanordningen 60, og særlig det innkapslede væskekrystallmateriale i denne, er i den ordnet innrettede tilstand eller felt-på-tilstanden, vil det område i hvilket væskekrystallen er beliggende, ha i hovedsaken samme utseende som sonen 62. are similar to those shown in fig. 3. Like the light beam 65, 65a, 65b which passes through the zone 62 and is absorbed by the layer 21, the light beam 70, 70a, 70i will therefore follow a similar path as it is also transmitted through the arranged and thus in reality transparent or non-scattering layer 61. At the boundary surface 19, the light beam 70a will be bent away from the normal, and later the light beam 70i will be absorbed by the layer 21. Whatever visual appearance the light beam 65 will try to effect with regard to an observer at the viewing location 20, will consequently also the light beam 70 causes the same effect as it passes through the ordered aligned encapsulated liquid crystal material. Thus, when the display device 60, and in particular the encapsulated liquid crystal material therein, is in the ordered aligned state or the field-on state, the area in which the liquid crystal is located will have essentially the same appearance as the zone 62.

Det skal bemerkes at dersom den ene eller den andre av de innfallende stråler 65, 70 skulle ..gå_inn i bæremediet 12"ved grenseflaten 64 i en så stor vinkel, i forhold til" normalen der at den til slutt støter mot grenseflaten 19 i en vinkel som er større enn en vinkel som faller innenfor den såkalte lyskonusvinkel a, ville en sådan stråle bli innvendig totalreflektert ved grenseflaten 19. Sådant reflektert lys ville imidlertid sannsynligvis forbli inne i bæremediet 12 som følge av senere overføring gjennom laget av væskekrystallmateriale 61 og senere total indre refleksjon ved grenseflaten 64, osv. It should be noted that if one or the other of the incident rays 65, 70 should ..enter the carrier medium 12" at the interface 64 at such a large angle, in relation to" the normal there that it finally collides with the interface 19 in a angle that is greater than an angle that falls within the so-called light cone angle a, such a beam would be internally totally reflected at the interface 19. However, such reflected light would probably remain inside the carrier medium 12 as a result of later transmission through the layer of liquid crystal material 61 and later total internal reflection at interface 64, etc.

På fig. 6 er det foretrukne refleksjonsmedium 80 vist å være luft. På fig. 6 betegner merkede henvisningstall elementer som svarer til de elementer som er betegnet med de samme umerkede henvisningstall på fig. 4 og 5. Fremvisningsanordningen 60' har en grenseflate 19' dannet med luften 80. For å oppnå absorpsjon av lyset som overføres gjennom grenseflaten 19' og mediet 80, kan en svart eller farget absorberer 81 være anbrakt på et sted som er forskjøvet fra grenseflaten 19'. Den foretrukne absorberer 81 er kjønrøk som kan være montert på en bæreflate som er anbrakt i hovedsaken som vist på fig. 6. Den foretrukne væskekrystall er NM 8250, det foretrukne inneslutningsmedium er PVA, og det foretrukne bæremedium 12 er polyester. Det foretrekkes videre at brytningsindeksen for bæremediét 12a, 12b og brytningsindeksen for inneslutningsmediet for væskekrystallen er i det minste i hovedsaken den samme. Dette hjelper til å sikre at den totale indre refleksjon vil opptre hovedsakelig ved grenseflatene 19', 64' og ikke særlig mye, om i det hele tatt, ved grenseflaten mellom inneslutningsmediet og bæremediet. Dette mini-merer optisk forvrengning samtidig som det maksimerer kontrasten. Fremvisningsanordningen 60' virker i hovedsaken på samme måte som fremvisningsanordningen 60 som er beskrevet foran under henvisning til fig. 4 og 5. In fig. 6, the preferred reflection medium 80 is shown to be air. In fig. 6, marked reference numbers denote elements that correspond to the elements designated by the same unmarked reference numbers in fig. 4 and 5. The display device 60' has an interface 19' formed with the air 80. To achieve absorption of the light transmitted through the interface 19' and the medium 80, a black or colored absorber 81 can be placed at a location offset from the interface 19'. The preferred absorber 81 is carbon black which may be mounted on a support surface which is placed in the main case as shown in fig. 6. The preferred liquid crystal is NM 8250, the preferred containment medium is PVA, and the preferred carrier medium 12 is polyester. It is further preferred that the refractive index of the carrier medium 12a, 12b and the refractive index of the containment medium for the liquid crystal are at least essentially the same. This helps to ensure that the total internal reflection will occur mainly at the interfaces 19', 64' and not very much, if at all, at the interface between the containment medium and the carrier medium. This minimizes optical distortion while maximizing contrast. The display device 60' works in the main in the same way as the display device 60 which is described above with reference to fig. 4 and 5.

Idet det nå henvises til fig. 7 og 8, omfatter en modifisert væskekrystall-fremvisningsanordning 90 et bæremedium 12 med et lag av innkapslet væskekrystallmateriale 61, slik som i det foregående. Ved grenseflaten 19 er det imidlertid et avstemt, dielektrisk interferenssjikt 91. Tykkelsen av det dielektriske sjikt 91, som er overdrevet på tegningene, er fortrinnsvis en ulike heltallsfunksjon eller multiplum av A dividert med to, såsom 3X/2, 5X/2, osv., hvor X er bølge-lengden av lyset i fremvisningsanordningen 90. Det avstemte, dielektriske interferenssjikt 91 kan være påført på den bakre overflate av bæremediet 12 ved hjelp av konvensjonell pådam-pingsteknikk. Et sådant dielektrisk sjikt kan bestå av bariumoksyd (BaO), litiumfluorid (LiF) eller et annet materiale som tilveiebringer den ønskede optiske interferensfunk-sjon. Et sådant sjikt har fortrinnsvis en mindre brytningsindeks enn mediet 12 for å oppnå en grenseflate 19 ved hvilken total innvendig refleksjon av lys innenfor en konusvinkel a vil bli innvendig reflektert. En omfattende beskrivelse av optisk interferens finnes i "Optics" av Born og Wolf, i "Fundamentals of Physics", andre utgave, 1981, av Resnick og Halliday, sidene 731-735, og i "University Physics" av Sears og Zemansky, hvis relevante redegjørelser innlemmes i den foreliggende beskrivelse ved-referanse. Referring now to fig. 7 and 8, a modified liquid crystal display device 90 comprises a carrier medium 12 with a layer of encapsulated liquid crystal material 61, as in the foregoing. At the interface 19, however, there is a matched dielectric interference layer 91. The thickness of the dielectric layer 91, which is exaggerated in the drawings, is preferably a different integer function or multiple of A divided by two, such as 3X/2, 5X/2, etc. , where X is the wavelength of the light in the display device 90. The matched, dielectric interference layer 91 can be applied to the back surface of the carrier medium 12 by means of a conventional vapor deposition technique. Such a dielectric layer can consist of barium oxide (BaO), lithium fluoride (LiF) or another material which provides the desired optical interference function. Such a layer preferably has a smaller refractive index than the medium 12 in order to achieve an interface 19 at which total internal reflection of light within a cone angle a will be internally reflected. A comprehensive description of optical interference can be found in "Optics" by Born and Wolf, in "Fundamentals of Physics", second edition, 1981, by Resnick and Halliday, pages 731-735, and in "University Physics" by Sears and Zemansky, whose relevant statements are incorporated into the present description by reference.

I tilstanden med felt-av eller tilfeldig væskekrys-tallinnretting som er vist på fig. 7, vil fremvisningsanordningen 9 0 virke i hovedsaken på samme måte som den foran beskrevne fremvisningsanordning 60 med hensyn til (a) In the field-off or random liquid crystal alignment condition shown in FIG. 7, the display device 90 will work in the main in the same way as the display device 60 described above with regard to (a)

isotrop spredning av lys ved hjelp av det innkapslede væske-krystallmateriallag 61, (b) total innvendig refleksjon av det lys som faller utenfor romvinkelen a, dette som følge av grenseflaten 19 som er vist på fig. 7 (eller a<1> med hensyn til lys som er spredt på isotrop måte til grenseflaten 64), og (c) overføringen av lys, såsom lysstrålen 70f, mot betraktningsretningen 20 for å frembringe tilsynekomsten av et hvitt tegn på en forholdsvis mørk bakgrunn. isotropic scattering of light by means of the encapsulated liquid crystal material layer 61, (b) total internal reflection of the light falling outside the solid angle a, this as a result of the interface 19 shown in fig. 7 (or a<1> with respect to light scattered isotropically to the interface 64), and (c) the transmission of light, such as the light beam 70f, towards the viewing direction 20 to produce the appearance of a white character on a relatively dark background .

Ved benyttelse av det avstemte, dielektriske interferenssjikt 91 og optisk interferens, blir den belysning som bevirkes av det innkapslede væskekrystall-lag 61 i felt-av-tilstanden, ytterligere forsterket. Nærmere bestemt blir den effektive lyskonusvinkel a redusert til vinkelen (j> som er vist på fig. 7. Generelt vil en innfallende lysstråle 92 By using the tuned dielectric interference layer 91 and optical interference, the illumination caused by the encapsulated liquid crystal layer 61 in the field-off state is further enhanced. More specifically, the effective light cone angle a is reduced to the angle (j> shown in Fig. 7. In general, an incident light beam 92

som støter mot grenseflaten 64, bli avbøyd som lysstrålen 92a som deretter er innfallende på laget eller sjiktet 61. Dersom lysstrålen 9 2a blir spredt på isotrop måte som strålen which impinges on the boundary surface 64, be deflected as the light beam 92a which is then incident on the layer or layer 61. If the light beam 9 2a is spread isotropically as the beam

92b i en vinkel utenfor den opprinnelige vinkel a, vil opera-sjonen med total innvendig refleksjon, som er beskrevet foran i forbindelse med fremvisningsanordningen 60, opptre. Dersom imidlertid lysstrålen 9 2a spres på isotrop måte som en lysstråle 9 2c i en vinkel som faller innenfor lyskonusvinkelen a, men utenfor konusvinkelen $, vil den i virkeligheten bli reflektert og konstruktiv optisk interferens vil opptre for ytterligere å forsterke belysningen av det innkapslede væskekrystallsjikt 61. 92b at an angle outside the original angle a, the operation with total internal reflection, which is described above in connection with the display device 60, will occur. If, however, the light beam 9 2a is spread isotropically as a light beam 9 2c at an angle that falls within the light cone angle a, but outside the cone angle $, it will in fact be reflected and constructive optical interference will occur to further enhance the illumination of the encapsulated liquid crystal layer 61 .

Når nærmere bestemt lysstrålen 9 2c går inn i det avstemte, dielektriske interferenssjikt 91, vil i det minste en del 92d i virkeligheten bli reflektert tilbake mot grenseflaten 19. Ved grenseflaten 19 vil det finne sted konstruktiv interferens med en annen innfallende lysstråle 93, hvilket øker den effektive intensitet av den innvendig reflekterte, resulterende lysstråle 94 som rettes tilbake mot det innkapslede væskekrystallsjikt 61 slik at dettes opplysning forster-kes. Resultatet av sådan konstruktiv interferens er at fremvisningsanordningen 90 gir mer lysstråler som spres opp til eller reflekteres opp til sjiktet 61, enn fremvisningsanordningen 60. Det finnes imidlertid en ulempe ved at den betraktningsvinkel ved hvilken fremvisningsanordningen 90 vil virke effektivt, er mindre enn den betraktningsvinkel ved hvilken fremvisningsanordningen 60 vil virke effektivt. Nærmere bestemt vil innfallende lys som går inn i bæremediet 12 i en vinkel som er lik eller mindre enn vinkelen a i forhold til grenseflaten 64, ha en tendens til å bli totalreflektert på grunn av at den bakre eller reflekterende overflate av det avstemte, dielektriske interferenssjikt 91 vil ha en tendens til å virke som et speil, slik at en viss kontrast vil gå More specifically, when the light beam 9 2c enters the tuned dielectric interference layer 91, at least a part 92d will in reality be reflected back towards the boundary surface 19. At the boundary surface 19, constructive interference with another incident light beam 93 will take place, which increases the effective intensity of the internally reflected, resulting light beam 94 which is directed back towards the encapsulated liquid crystal layer 61 so that its illumination is amplified. The result of such constructive interference is that the display device 90 provides more light rays that are scattered up to or reflected up to the layer 61 than the display device 60. There is, however, a disadvantage in that the viewing angle at which the display device 90 will work effectively is smaller than the viewing angle at which display device 60 will work effectively. More specifically, incident light entering the carrier medium 12 at an angle equal to or less than the angle a relative to the interface 64 will tend to be totally reflected due to the fact that the rear or reflective surface of the tuned dielectric interference layer 91 will tend to act like a mirror, so that a certain contrast will go

tapt i fremvisningsanordningen 90. I forbindelse med fremvisningsanordningen 60 vil vinkelen a, dersom den i det hele tatt eksisterer, ha en tendens til å være mindre enn vinkelen a for fremvisningsanordningen 90. lost in the display device 90. In connection with the display device 60, the angle a, if it exists at all, will tend to be smaller than the angle a of the display device 90.

Lysstrålene 95 og 96 (fig. 7) som passerer gjennom fremvisningsanordningens 90 sone 62, og lysstrålene 92' (fig. 8) som passerer gjennom det ordnet innrettede (felt-påtrykt) væskekrystallsjikt 61 og faller innenfor konusvinkelen $, vil gjennomgå destruktiv, optisk- interferens. Fra betraktningsområdet 20 vil derfor sonen 62 og det område hvor det er ordnet felt-på-væskekrystall, fremkomme forholdsvis mørk/mørkt, dvs. som en mørk bakgrunn i forhold til det hvite eller klart opplyste væskekrystallsjiktparti 61 som har felt-av-tilstand og sprer lyset. Dersom det ønskes, kan en absorberer (svart eller farget) benyttes utenfor sjiktet 91. Også fargen på bakgrunnen kan endres som en funksjon av tykkelsen av sjiktet 91 . The light beams 95 and 96 (Fig. 7) passing through the zone 62 of the display device 90, and the light beams 92' (Fig. 8) passing through the ordered aligned (field-impressed) liquid crystal layer 61 and falling within the cone angle $, will undergo destructive, optical - interference. From the viewing area 20, the zone 62 and the area where the field-on liquid crystal is arranged will therefore appear relatively dark/dark, i.e. as a dark background in relation to the white or brightly lit liquid crystal layer part 61 which has a field-off state and diffuses the light. If desired, an absorber (black or colored) can be used outside the layer 91. Also, the color of the background can be changed as a function of the thickness of the layer 91.

Idet det nå henvises til fig. 9, er det der vist et eksempel på en væskekrystallanordning 100 ifølge oppfinnelsen i form av en væskekrystallfremvisningsanordning som fremkommer som et tall åtte 101 med rettvinklede hjørner inne i substratet eller bæremediet 12 som i dette tilfelle fortrinnsvis er et plastmateriale, såsom Mylar, eller alternativt kan være et annet materiale, som for eksempel glass. Det sjat-terte område som fremkommer på fig. 9 for å danne tallet åtte med rettvinklede hjørner, utgjøres av ett eller flere sjikt 61 av innkapslede væskekrystaller 11 som er anordnet i ett eller flere sjikt på og er fastklebet til substratet 12. Et forstørret, ufullstendig snittriss av et parti av tallet åtte 101 er vist på fig. 4 som fremvisningsanordningen 60, 60' eller 90 som er beskrevet foran under henvisning til fig. 4-8. Hvert av de sju segmenter av tallet åtte 101 kan energiseres selektivt eller ikke energiseres for å danne forskjellige talltegn. Energisering betyr her anbringelse av de respektive segmenter i en slik tilstand at de fremkommer lyse eller klare i forhold til bakgrunnen. Energisering betyr derfor en felt-av-tilstand eller tilfeldig innretting for for eksempel segmentene 101a og 101b for å fremvise "1", mens de andre segmenter er i felt-på-tilstanden med ordnet innretting. Referring now to fig. 9, there is shown an example of a liquid crystal device 100 according to the invention in the form of a liquid crystal display device which appears as a figure eight 101 with right-angled corners inside the substrate or carrier medium 12 which in this case is preferably a plastic material, such as Mylar, or alternatively can be another material, such as glass. The shaded area that appears in fig. 9 to form the number eight with right-angled corners, is constituted by one or more layers 61 of encapsulated liquid crystals 11 which are arranged in one or more layers on and are adhered to the substrate 12. An enlarged, incomplete cross-sectional view of a portion of the number eight 101 is shown in fig. 4 as the display device 60, 60' or 90 which is described above with reference to fig. 4-8. Each of the seven segments of the number eight 101 can be selectively energized or not energized to form different numerals. Energization here means placing the respective segments in such a state that they appear bright or clear in relation to the background. Energization therefore means a field-off state or random alignment for, for example, segments 101a and 101b to display "1" while the other segments are in the field-on state with ordered alignment.

Fig. 10 og 11 viser henholdsvis i ufullstendig snitt og ufullstendig riss av isometrisk type en utførelse av oppfinnelsen som representerer det foretrukne arrangement av væskekrystallsjiktet 61" og elektrodene 13", 14" i bæremediet 12". På fig. 10 og 11 betegner dobbeltmerkede henvisningstall deler som svarer til de deler som er betegnet med umerkede henvisningstall på fig. 4 og 5, eller merkede henvisningstall på fig. 6. Ifølge illustrasjonen på fig. 10 og 11 foretrekkes det spesielt at sjiktet 61" og elektroden 13" i fremvisningsanordningen 60" er i hovedsaken kontinuerlige over hele eller i det minste en forholdsvis stor del av en fremvisningsanordning. Elektroden 13" kan f.eks. være forbundet med en kilde for elektrisk jordpotensial. Elektroden 14" kan være inndelt i et antall elektrisk isolerte elektrodepartier, såsom de som er vist ved 14a, 14b, som hvert kan koples selektivt til. en. kilde for elektrisk potensial for å fullføre påtrykning av et elektrisk felt over det væskekrystallmateriale som ligger mellom et sådant energisert elektrodeparti 14a eller 14b og den andre elektrode 13". Derfor kan for eksempel et elektrisk felt påtrykkes over elektrodene 14a, 13", Figs. 10 and 11 respectively show in incomplete section and incomplete isometric view an embodiment of the invention which represents the preferred arrangement of the liquid crystal layer 61" and the electrodes 13", 14" in the carrier medium 12". In fig. 10 and 11, double-marked reference numbers denote parts which correspond to the parts which are denoted by unmarked reference numbers in fig. 4 and 5, or marked reference numbers on fig. 6. According to the illustration on fig. 10 and 11, it is particularly preferred that the layer 61" and the electrode 13" in the display device 60" are essentially continuous over the whole or at least a relatively large part of a display device. The electrode 13" can e.g. be connected to a source of electrical ground potential. The electrode 14" can be divided into a number of electrically isolated electrode portions, such as those shown at 14a, 14b, each of which can be selectively connected to a source of electric potential to complete the application of an electric field over the liquid crystal material located between such an energized electrode portion 14a or 14b and the second electrode 13". Therefore, for example, an electric field can be applied over the electrodes 14a, 13",

slik at det innkapslede væskekrystallmateriale som faller i hovedsaken direkte derimellom, bringes til å være i ordnet so that the encapsulated liquid crystal material falling mainly directly therebetween is brought into order

felt-på-innretting og således effektivt optisk gjennomsiktig på den foran beskrevne måte. På samme tid kan det forekomme at elektroden 14b ikke er tilkoplet til en kilde for elektrisk potensial, slik at væskekrystallmaterialet mellom denne elektrode 14b og elektroden 13" vil være i forvrengt eller tilfeldig innretting og derfor vil fremkomme forholdsvis lyst eller klart fra betraktningsretningen 20". Et lite mellomrom 120 mellom elektrodene 14a, 14b sørger for elektrisk isolasjon derimellom for å tillate den nettopp beskrevne, energisering eller ikke-energisering av disse. field-on alignment and thus effectively optically transparent in the manner described above. At the same time, it may happen that the electrode 14b is not connected to a source of electrical potential, so that the liquid crystal material between this electrode 14b and the electrode 13" will be in a distorted or random alignment and will therefore appear relatively bright or clear from the viewing direction 20". A small space 120 between the electrodes 14a, 14b provides electrical isolation therebetween to allow the just described energization or non-energization thereof.

Idet det kort henvises til fig. 12, er den foretrukne utførelse og beste form for oppfinnelsen vist som fremvisningsanordningen 60'''. På fig. 12 svarer de forskjellige deler eller partier som er betegnet med trippelmerkede henvisningstall, til de partier som er betegnet med like henvisningstall og er beskrevet foran. Fremvisningsanordningen 60'<11> er fremstilt i hovedsaken i overensstemmelse med de nummererte eksempler som er angitt foran. Spesielt er det nedre bæremedium 12b'<11> dannet av Mylar-film med en indium-dopet tinnoksid-Intrex-elektrode 13''' på denne, og laget eller sjiktet 61'<11> av innkapslet væskekrystallmateriale ble påført på elektrodens belagte overflate, slik det er vist. Flere elektrodepartier 14a''', 14b''', etc, med et respektivt mellomrom 120''' derimellom, ble påført enten direkte på overflaten av sjiktet 61''' motsatt av bæremediet 12b''' eller på bæremediet 12a''', og det sistnevnte ble anbrakt på den på fig. 12 viste måte for å fullføre en sandwich av fremvisningsanordningen 60'''. Videre var refleksjonsmediet 80''' luft, og en kjønrøk-absorberer 81 ''', montert på en bærer som er vist på fig. 12, ble plassert motsatt av luftgapet 80"'' While briefly referring to fig. 12, the preferred embodiment and best form of the invention is shown as the display device 60'''. In fig. 12, the different parts or lots which are denoted by triple-marked reference numbers correspond to the parts which are denoted by equal reference numbers and are described above. The display device 60'<11> is produced in the main case in accordance with the numbered examples indicated above. Specifically, the lower support medium 12b'<11> is formed of Mylar film with an indium-doped tin oxide Intrex electrode 13''' thereon, and the layer or layer 61'<11> of encapsulated liquid crystal material was applied to the coated surface of the electrode , as shown. Several electrode portions 14a''', 14b''', etc, with a respective space 120''' in between, were applied either directly on the surface of the layer 61''' opposite to the carrier medium 12b''' or on the carrier medium 12a''' , and the latter was placed on the one in fig. 12 shown way to complete a sandwich of the display device 60'''. Furthermore, the reflection medium 80''' was air, and a carbon black absorber 81'', mounted on a carrier shown in fig. 12, was placed opposite the air gap 80"''

i forhold til bæremediet 12b''', slik det fremgår av figuren. Virkemåten av fremvisningsanordningen 60''' er i overensstemmelse med den virkemåte som er beskrevet foran, for eksempel under henvisning til fig. 4-6 og 10. in relation to the carrier medium 12b''', as can be seen from the figure. The operation of the display device 60''' is in accordance with the operation described above, for example with reference to fig. 4-6 and 10.

Idet det henvises til fig. 13, er det der vist en innkapslet væskekrystall 130 av den type som er beskrevet i det etterfølgende Eksempel 7. Denne kapsel 130 omfatter en sfærisk kapselvegg 131 av inneslutningsmateriale 132, driftsmessig nematisk væskekrystallmateriale 133 inne kapselen, og en kolestrisk chiral-tilsetning 134. Tilsetningen 134 er vanligvis i oppløsning med det nematiske materiale 133, selv om tilsetningen på fig. 13 er vist på et sentralt sted på grunn av at dens funksjon primært er med hensyn til væskekrystallmaterialet på avstand fra kapselveggen, slik som beskrevet nærmere nedenfor. Kapselen 130 er vist i forvrengt felt-av-tilstand med væskekrystallmaterialet forvrengt på den foran beskrevne måte, for eksempel i forbindelse med fig. 2. Væskekrystallmaterialet nærmest veggen 131 har en tendens til å tvinges til en form som er krummet slik som den indre grense av denne vegg, og det finnes en diskontinuitet 135 som er analog med den på fig. 2 viste diskontinuitet 55.. Referring to fig. 13, there is shown an encapsulated liquid crystal 130 of the type described in the following Example 7. This capsule 130 comprises a spherical capsule wall 131 of containment material 132, operational nematic liquid crystal material 133 inside the capsule, and a cholesteric chiral additive 134. The additive 134 is usually in solution with the nematic material 133, although the addition of fig. 13 is shown in a central location due to its function being primarily with respect to the liquid crystal material at a distance from the capsule wall, as described in more detail below. The capsule 130 is shown in a distorted field-of-state with the liquid crystal material distorted in the manner described above, for example in connection with fig. 2. The liquid crystal material nearest the wall 131 tends to be forced into a shape which is curved like the inner boundary of this wall, and there is a discontinuity 135 analogous to that of FIG. 2 showed discontinuity 55..

Eksempel 7 Example 7

Trinnene i Eksempel 1 ble fulgt under benyttelse av de samme materialer og trinn som i Eksempel 1 bortsett fra at 3% kolesterol-oleat (chiral-tilsetning), et kolestrisk materiale, ble tilsatt forut for blandetrinnet, og deretter ble blandingen utført ved meget lav skjærkraft. De resulterende kapsler var noe større enn de som ble produsert i Eksempel 1. Det innkapslede væskekrystallmateriale var fremdeles driftsmessig nematisk. The steps of Example 1 were followed using the same materials and steps as in Example 1 except that 3% cholesterol oleate (chiral addition), a cholesteric material, was added prior to the mixing step, and then the mixing was carried out at very low shear force. The resulting capsules were somewhat larger than those produced in Example 1. The encapsulated liquid crystal material was still operationally nematic.

Ved drift av det materiale som ble dannet i Eksempel 7, ble det funnet at chiral-tilsetning forbedret (reduserte) responstiden for det driftsmessig nematiske, innkapslede væskekrystallmateriale, spesielt ved å returnere til den forvrengte innretting som i hovedsaken følger veggformen på de individuelle kapsler, umiddelbart etter overgang fra en felt-på- til en felt-av-tilstand. Ved sådanne forholdsvis store kapsler, f .eks.' omtrent av størrelsesorden minst 8 ym total-diameter, er det'det vanlige tilfelle ved overgang til felt-av-tilstanden at væskekrystallmaterialet nær kapselveggen vil returnere til den forvrengte innretting som følger kapselveggens form eller krumning, raskere enn hva væskekrystallmaterialet nærmere kapselens sentrum vil gjøre. Denne uens-artethet har en tendens til å nedsette den totale responstid for materialet. Chiral-tilsetningen forårsaker imidlertid en tendens til at strukturen skal vri seg. Denne innvirkning på det nematiske materiale er mest merkbar på avstand fra kapselveggen og akselererer således returen av sådant forholdsvis fjerntliggende materiale til forvrengt innretting, fortrinnsvis påvirket av kapselveggens form. Sådan chiral-tilsetning kan ligge i området fra ca. 0,1% til ca. 8% av væskekrystallmaterialet, og et foretrukket område er fra ca. 2% til ca. 5%. Mengden kan variere avhengig av tilsetningen og væskekrystallen og kan også ligge utenfor det angitte område så lenge kapselen forblir driftsmessig nematisk. When operating the material formed in Example 7, it was found that chiral addition improved (reduced) the response time of the operationally nematic encapsulated liquid crystal material, particularly by returning to the distorted alignment that essentially follows the wall shape of the individual capsules, immediately after transition from a field-on to a field-off state. In the case of such relatively large capsules, e.g. approximately of the order of at least 8 um total diameter, it is the usual case upon transition to the field-off state that the liquid crystal material near the capsule wall will return to the distorted alignment that follows the shape or curvature of the capsule wall, faster than the liquid crystal material closer to the center of the capsule will . This non-uniformity tends to reduce the overall response time of the material. However, the chiral addition causes a tendency for the structure to twist. This effect on the nematic material is most noticeable at a distance from the capsule wall and thus accelerates the return of such relatively distant material to distorted alignment, preferably influenced by the shape of the capsule wall. Such chiral addition can be in the range from approx. 0.1% to approx. 8% of the liquid crystal material, and a preferred range is from approx. 2% to approx. 5%. The amount may vary depending on the additive and the liquid crystal and may also lie outside the specified range as long as the capsule remains operationally nematic.

Det vil innses at den innkapslede væskekrystall 130 på fig. 13 kan innsettes i forskjellige utførelser av oppfinnelsen som er beskrevet i den foreliggende beskrivelse, i stedet for eller i forbindelse med annet her beskrevet, innkapslet væskekrystallmateriale. Virkemåten vil være i hovedsaken på tilsvarende måte som beskrevet i Eksempel 7. It will be appreciated that the encapsulated liquid crystal 130 of FIG. 13 can be used in various embodiments of the invention described in the present description, instead of or in connection with other encapsulated liquid crystal material described here. The operation will be essentially the same as described in Example 7.

En annen tilsetning kan også benyttes for å redusere og/eller på annen måte kontrollere væskekrystallens viskositet under fremstilling av f.eks. en anordning 60. Den reduserte viskositet kan ha en positiv innvirkning på emul-sjonsdannelse og/eller på prosessen med påføring av emulsjonen på et elektrodebelagt bæremedium 12. Et eksempel på en sådan tilsetning kan være kloroform som er vannoppløselig og for-later emulsjonen ved tørking. Another addition can also be used to reduce and/or otherwise control the viscosity of the liquid crystal during the production of e.g. a device 60. The reduced viscosity can have a positive effect on emulsion formation and/or on the process of applying the emulsion to an electrode-coated carrier medium 12. An example of such an addition can be chloroform, which is water-soluble and leaves the emulsion on drying .

Eksempel 8 Example 8

En emulsjon ble fremstilt ved benyttelse av ca. 15 gram 22% (resten var vann) medium-hydrolyse PVA med lav viskositet, ca. 5 gram 8250 væskekrystall (fra American Liquid Xtal) som inneholdt ca. 3% (prosenter er i forhold til vekten av væskekrystallen) kolesterol-oleat, ca. 0,1% av en 1% An emulsion was prepared using approx. 15 grams of 22% (the rest was water) medium-hydrolysis PVA with low viscosity, approx. 5 grams of 8250 liquid crystal (from American Liquid Xtal) which contained approx. 3% (percentages are relative to the weight of the liquid crystal) cholesterol-oleate, approx. 0.1% of a 1%

(resten var vann) oppløsning av L.O. 630 overflateaktivt stoff, og 15% kloroform. (the rest was water) solution of L.O. 630 surfactant, and 15% chloroform.

Dette materiale ble blandet ved høy skjærkraft i This material was mixed at high shear i

ca. 3 minutter. De fremstilte kapsler var ca. 1-2 ym i diameter. Et lag eller sjikt av sådan innkapslet væskekrystall ble påført på et elektrodebelagt bæremedium ved benyttelse av et skraperblad med en mellomromsinnstilling på ca. 0,13 mm. Materialet ble tørket og virket i hovedsaken slik som de foran beskrevne materialer. about. 3 minutes. The capsules produced were approx. 1-2 ym in diameter. A layer or bed of such encapsulated liquid crystal was applied to an electrode-coated carrier medium using a scraper blade with a gap setting of approx. 0.13 mm. The material was dried and worked essentially like the materials described above.

En modifisert væskekrystall-fremvisningsanordning A modified liquid crystal display device

140 ifølge oppfinnelsen er vist skjematisk på fig. 14 og 15. 140 according to the invention is shown schematically in fig. 14 and 15.

I anordningen 140 er den primære belysningskilde avledet fra en lyskilde 141 på betraktningsanordningens såkalte bakside eller ikke-betraktningsside 142. Mer spesielt omfatter fremvisningsanordningen 140 et lag eller sjikt 61 av innkapslet væskekrystall mellom to elektroder 13, 14 som er understøttet på øvre og nedre bæremedier 12a, 12b i hovedsaken på den måte som er beskrevet foran, f.eks. under henvisning til fig. 12. Refleksjonsmediet 80 er et luftgap, slik det ble beskrevet i forbindelse med ovenstående, foretrukne utførelse. In the device 140, the primary illumination source is derived from a light source 141 on the viewing device's so-called back side or non-viewing side 142. More specifically, the display device 140 comprises a layer or layer 61 of encapsulated liquid crystal between two electrodes 13, 14 which are supported on upper and lower carrier media 12a , 12b in the main case in the manner described above, e.g. with reference to fig. 12. The reflection medium 80 is an air gap, as was described in connection with the above preferred embodiment.

En lyskontrollfilm (LCF) som selges av 3M Company, er vist ved 143. Den foretrukne film er identifisert ved produktbetegnelsen LCFS-ABRO-30°-OB-60°-CLEAR-GLOS-.030. Lyskontrollfilmen 143 er et tynt plastark, fortrinnsvis av svart, i det vesentlige lysabsorberende materiale, som har svarte mikro-sjalusier 144 som leder gjennom filmen fra den bakre overflate 145 mot dens fremre overflate 146. En sådan film eller et liknende materiale kan benyttes i forbindelse med de forskjellige utførelser av oppfinnelsen. En sådan film kan i virkeligheten ha en tendens til å kollimere det lys som passerer gjennom filmen for å støte mot væskekrystallmaterialet . A light control film (LCF) sold by the 3M Company is shown at 143. The preferred film is identified by the product designation LCFS-ABRO-30°-OB-60°-CLEAR-GLOS-.030. The light control film 143 is a thin plastic sheet, preferably of black, essentially light-absorbing material, which has black micro-shutters 144 leading through the film from the back surface 145 towards its front surface 146. Such a film or a similar material can be used in connection with the various embodiments of the invention. Such a film may actually tend to collimate the light passing through the film to impinge on the liquid crystal material.

Mikro-sjalusiene virker som en persienne for å rette lys fra kilden 141, f.eks. lysstråler 150, 151, inn i og gjennom fremvisningsanordningen 140, og spesielt gjennom bæremediet 12 og væskekrystallsjiktet 61, i en vinkel som vanligvis vil ligge utenfor betraktningsvinkel-synslinjen for en observatør som ser på fremvisningsanordningen 140 fra betraktningsretningen 20, dette når væskekrystallen er innrettet eller i hovedsaken optisk gjennomsiktig. En sådan innrettet felt-på-tilstand er vist på fig. 14 hvor lysstrålene 150, 151 passerer i hovedsaken gjennom fremvisningsanordningen 140 utenfor synslinjen. Dessuten vil lys, såsom en lysstråle 152, som innfaller på fremvisningsanordningen 140 fra betraktningsretningen 20, vanligvis passere gjennom bæremediet 12 og det innrettede væskekrystallsjikt 61 i felt-på-tilstand for absorpsjon ved hjelp av den svarte film 143 som virker f.eks. slik som absorbereren 81'<11> i forbindelse med fig. 12. The micro-blinds act as a blind to direct light from the source 141, e.g. light rays 150, 151, into and through the display device 140, and in particular through the carrier medium 12 and the liquid crystal layer 61, at an angle that will usually lie outside the viewing angle line of sight for an observer looking at the display device 140 from the viewing direction 20, this when the liquid crystal is aligned or essentially optically transparent. Such an aligned field-on condition is shown in fig. 14 where the light beams 150, 151 mainly pass through the display device 140 outside the line of sight. Also, light, such as a light beam 152, incident on the display device 140 from the viewing direction 20 will usually pass through the carrier medium 12 and the aligned liquid crystal layer 61 in the field-on state for absorption by means of the black film 143 acting e.g. such as the absorber 81'<11> in connection with fig. 12.

Slik det fremgår av fig. 15, når væskekrystallsjiktet 61 er i felt-av-tilstanden, dvs. væskekrystallen er forvrengt eller tilfeldig innrettet, blir imidlertid lysstrålene 150, 151 fra kilden 141 spredt på isotrop måte ved hjelp av sjiktet av væskekrystallmateriale 61, hvilket forårsaker total indre refleksjon og klarere tilsynekomst av væskekrystallmaterialet på den foran beskrevne måte. Således er for eksempel strålen 151 vist å bli spredt på isotrop måte som en stråle 151a, å bli. totalt innvendig reflektert som en stråle 151b, og videre bli isotropt spredt som en stråle 151c som er rettet ut gjennom grenseflaten 64 mot betraktningsretningen 20. Fremvisningsanordningen 140 på fig. 14, 15 er særlig nyttig i situasjoner hvor det er ønskelig å tilveiebringe lys fra baksiden eller ikke-betraktningssiden. En sådan fremvisningsanordning vil imidlertid også virke på den måte som er beskrevet foran, for eksempel med hensyn til fremvisningsanordningen 60'<11> på fig. 12, selv uten den bakre lyskilde 141 så lenge tilstrekkelig lys tilveiebringes fra betraktningsretningen 20. Anordningen 140 kan derfor benyttes for eksempel i dagslys, idet den opplyses på den ene eller begge sider av omgivende lys med eller uten lyskilden 141, og for eksempel om natten eller i andre tilfeller hvor omgivende lys er utilstrekkelig for den ønskede klarhet, ved benyttelse av den belysning som tilveiebringes fra kilden 141. As can be seen from fig. 15, however, when the liquid crystal layer 61 is in the field-off state, i.e., the liquid crystal is distorted or randomly aligned, the light rays 150, 151 from the source 141 are scattered isotropically by the layer of liquid crystal material 61, causing total internal reflection and clearer appearance of the liquid crystal material in the manner described above. Thus, for example, the beam 151 is shown to be dispersed isotropically as a beam 151a, to be. totally internally reflected as a beam 151b, and further be isotropically scattered as a beam 151c which is directed out through the boundary surface 64 towards the viewing direction 20. The display device 140 in fig. 14, 15 is particularly useful in situations where it is desirable to provide light from the rear or non-viewing side. However, such a display device will also work in the manner described above, for example with regard to the display device 60'<11> in fig. 12, even without the rear light source 141 as long as sufficient light is provided from the viewing direction 20. The device 140 can therefore be used for example in daylight, being illuminated on one or both sides by ambient light with or without the light source 141, and for example at night or in other cases where the ambient light is insufficient for the desired clarity, by using the lighting provided by the source 141.

En fremvisningsanordning 160 på fig. 16 likner på fremvisningsanordningen 140 bortsett fra at lyskontrollfilmen 161 ved 162 er sementert direkte til anordningen, eller er plassert på annen måte i anlegg mot bæremediummaterialet 12b. Total indre refleksjon vil inntreffe på den foran beskrevne måte når fremvisningsanordningen 160 opplyses med lys fra betraktningsretningen 20, primært som følge av bæremediets 12a grenseflate 64 med luft. Det kan også forekomme en viss total, indre refleksjon ved grenseflaten 162. Da imidlertid LCF-filmen er direkte anbrakt på bæremediet 12b, vil en forholdsvis stor mengde av det lys som når frem til grenseflaten 162, bli absorbert av den svarte film. I fremvisningsanordningen 160 er det derfor spesielt ønskelig å tilveiebringe en bakre lyskilde 141 for å sikre tilstrekkelig belysning av væskekrystallmaterialet i sjiktet 61 for å oppnå den ønskede, lyse eller klare tegnfremvisningsfunksjon i overensstemmelse A display device 160 in fig. 16 is similar to the display device 140 except that the light control film 161 at 162 is cemented directly to the device, or is otherwise placed in contact with the carrier medium material 12b. Total internal reflection will occur in the manner described above when the display device 160 is illuminated with light from the viewing direction 20, primarily as a result of the interface 64 of the carrier medium 12a with air. There may also be some total internal reflection at the boundary surface 162. However, since the LCF film is directly placed on the carrier medium 12b, a relatively large amount of the light that reaches the boundary surface 162 will be absorbed by the black film. In the display device 160, it is therefore particularly desirable to provide a rear light source 141 to ensure sufficient illumination of the liquid crystal material in the layer 61 to achieve the desired, bright or clear character display function in accordance

med oppfinnelsen. with the invention.

Idet det kort henvises til fig. 17, er det der vist en alternativ utførelse av innkapslet væskekrystallmateriale 200 som kan innsettes i stedet for de forskjellige andre viste og beskrevne utførelser av oppfinnelsen. Det innkapslede væskekrystallmateriale 200 omfatter driftsmessig nematisk væskekrystallmateriale 201 i en kapsel 202 som fortrinnsvis har en i hovedsaken sfærisk vegg 203. På fig. 17 er materialet 200 i felt-av-tilstand, og i denne tilstand er væskekrystallmolekylenes struktur 204 orientert slik at den står normalt eller i hovedsaken normalt på veggen 203 ved grenseflaten 205 med denne. Ved grenseflaten 205 er således strukturen 204 generelt orientert i en radial retning i forhold til kapselens 20 2 geometri. Når man beveger seg nærmere kapselens 202 sentrum, vil orienteringen av strukturen 204 av i det minste noen av væskekrystallmolekylene ha en tendens til å krumme seg for å utnytte, dvs. fylle, kapselens 202 volum med et arrangement av væskekrystallen i kapselen med i det vesentlige minimal fri energi, for eksempel som vist på tegningen . While briefly referring to fig. 17, there is shown an alternative embodiment of encapsulated liquid crystal material 200 which can be inserted instead of the various other shown and described embodiments of the invention. The encapsulated liquid crystal material 200 comprises operationally nematic liquid crystal material 201 in a capsule 202 which preferably has a substantially spherical wall 203. In fig. 17, the material 200 is in the field-off state, and in this state the structure 204 of the liquid crystal molecules is oriented so that it stands normally or essentially normally on the wall 203 at the interface 205 with it. At the boundary surface 205, the structure 204 is thus generally oriented in a radial direction in relation to the geometry of the capsule 20 2 . As one moves closer to the center of the capsule 202, the orientation of the structure 204 of at least some of the liquid crystal molecules will tend to curve to utilize, i.e. fill, the volume of the capsule 202 with an arrangement of the liquid crystal in the capsule with substantially minimal free energy, for example as shown in the drawing.

En sådan innretting antas å opptre som følge av tilføyelsen av en tilsetning til væskekrystallmaterialet 201 som reagerer med bæremediet for å danne normalt orienterte steryl- eller alkylgrupper ved den indre kapselvegg. Nærmere bestemt kan en sådan tilsetning være et krom-sterylkompleks eller Werner-kompleks som reagerer med PVA-stoffet i bæremediet (12) som danner kapselveggen 203, for å danne et forholdsvis stivt skall eller en stiv vegg med en sterylgruppe eller "moeitet" som har en tendens til å trenge radialt inn i selve væskekrystallmaterialet. Et sådant fremspring har en tendens til å forårsake den registrerte, radiale eller normale innretting av væskekrystallstrukturen. En sådan innretting av væskekrystallmaterialet retter seg dessuten fremdeles etter den foran omtalte, sterkt krummede forvrengning av væskekrystallstrukturen i felt-av-tilstanden på grunn av at den retningsderiverte tatt i rett vinkel på den generelle molekylretning er forskjellig fra null. Such alignment is believed to occur as a result of the addition of an additive to the liquid crystal material 201 which reacts with the carrier medium to form normally oriented steryl or alkyl groups at the inner capsule wall. More specifically, such an additive may be a chromium-steryl complex or Werner complex which reacts with the PVA substance in the carrier medium (12) forming the capsule wall 203 to form a relatively rigid shell or wall with a steryl group or "moiety" which tend to penetrate radially into the liquid crystal material itself. Such a protrusion tends to cause the recorded radial or normal alignment of the liquid crystal structure. Such an alignment of the liquid crystal material also still conforms to the above-mentioned, strongly curved distortion of the liquid crystal structure in the field-off state due to the fact that the directional derivative taken at right angles to the general molecular direction is different from zero.

Et eksempel på et sådant- materiale 200 er gitt nedenfor: An example of such a material 200 is given below:

Eksempel 9 Example 9

Til en prøve på 5 gram 8250 nematisk væskekrystall ble det tilsatt 0,005 gram av en 10% oppløsning av Quilon M, et krom-sterylkompleks som fremstilles av DuPont, sammen med 3 gram kloroform. Det resulterende materiale ble homogenisert ved lav skjærkraft med 15 gram av en 22% w/w-oppløsning av Gelvatol 20/30 PVA (de resterende 78% av denne Gelvatol-oppløsning var vann). To a 5 gram sample of 8250 nematic liquid crystal was added 0.005 gram of a 10% solution of Quilon M, a chromium-sterile complex manufactured by DuPont, along with 3 grams of chloroform. The resulting material was homogenized at low shear with 15 grams of a 22% w/w solution of Gelvatol 20/30 PVA (the remaining 78% of this Gelvatol solution was water).

Resultatet var en innkapslet væskekrystall i hvilken kapselveggen reagerte med Quilon M-oppløsningen for å danne et uoppløselig skall. The result was an encapsulated liquid crystal in which the capsule wall reacted with the Quilon M solution to form an insoluble shell.

Ved observasjon med polarisert lys ble det funnet at kapselveggen innrettet væskekrystallen i radial retning. When observing with polarized light, it was found that the capsule wall aligned the liquid crystal in a radial direction.

En film ble støpt på et Mylar-bæremedium som allerede hadde en Intrex-elektrode på dette, slik som ovenfor angitt, under benyttelse av et skraperblad med en mellomromsinnstilling på ca. 0,13 mm. Den resulterende film hadde en tykkelse på 0,025 mm ved tørking. En hjelpeelektrode ble fastgjort. Materialet begynte å innrette seg i kapselen ved 10 volt og var fullstendig innrettet ved 40 volt. En sådan innretting vil være lik den som er vist på fig. 3. A film was cast onto a Mylar support already having an Intrex electrode on it, as indicated above, using a scraper blade with a gap setting of approx. 0.13 mm. The resulting film had a thickness of 0.025 mm on drying. An auxiliary electrode was attached. The material started to align in the capsule at 10 volts and was fully aligned at 40 volts. Such an arrangement will be similar to that shown in fig. 3.

Oppfinnelsen kan benyttes på en rekke forskjellige måter for å bevirke fremvisning av data, tegn, informasjon, bilder, osv. i både liten og stor skala. Ifølge den foretrukne utførelse og beste form for oppfinnelsen anbringes væskekrystallmaterialet i bæremediet 12 bare i de områder hvor tegn, etc. skal dannes. Som et alternativ kan laget eller sjiktet 61 strekke seg over hele bæremediet 12, og bare de områder hvor tegn skal fremvises, vil ha elektroder for styring av felt-på- og felt-av-tilstander med hensyn til de nærliggende partier av væskekrystallsjiktet 61. Som en optisk lukker kan oppfinnelsen benyttes til å innstille den effektive og/eller tilsynelatende lyshet eller klarhet av lys som betraktes på betraktningssiden. Forskjellige andre konstruksjoner kan også benyttes, slik det kan være ønsket, under utnyttelse av den forsterkede spredning som forårsakes av den totale indre refleksjon og/eller de optiske interferensprinsipper ifølge oppfinnelsen. The invention can be used in a number of different ways to effect the display of data, characters, information, images, etc. on both a small and large scale. According to the preferred embodiment and best form of the invention, the liquid crystal material is placed in the carrier medium 12 only in the areas where characters, etc. are to be formed. Alternatively, the layer or layer 61 may extend over the entire carrier medium 12, and only the areas where characters are to be displayed will have electrodes for controlling field-on and field-off states with respect to the adjacent portions of the liquid crystal layer 61. As an optical shutter, the invention can be used to adjust the effective and/or apparent brightness or clarity of light viewed on the viewing side. Various other constructions can also be used, as may be desired, utilizing the enhanced scattering caused by the total internal reflection and/or the optical interference principles according to the invention.

Idet det nå henvises til fig. 18, er en væskekrystallanordning ifølge oppfinnelsen vist ved 310. Anordningen 310 omfatter en innkapslet væskekrystall 311 som er under-støttet av et monteringssubstrat 312 over hvilket et elektrisk felt kan påtrykkes via elektroder 313, 314. Referring now to fig. 18, a liquid crystal device according to the invention is shown at 310. The device 310 comprises an encapsulated liquid crystal 311 which is supported by a mounting substrate 312 over which an electric field can be applied via electrodes 313, 314.

Elektroden 313 kan f.eks. være en viss mengde vakuumavsatt indium-tinnoksyd som er påført på substratet 312, og elektroden 314 kan f.eks. være et elektrisk ledende blekk. Et beskyttende sjikt eller belegg 315 kan være anbrakt over elektroden 314 for beskyttelsesformål, men et sådant sjikt 315 vil vanligvis ikke være nødvendig for understøttelse eller avgrensning av den innkapslede væskekrystall 311 eller elektroden 314. Spenning kan påtrykkes på elektrodene 313, 314 fra en vekselspennings- eller likespenningskilde 316, en selektivt lukkbar bryter 317, og elektriske ledninger 318, The electrode 313 can e.g. be a certain amount of vacuum-deposited indium-tin oxide that is applied to the substrate 312, and the electrode 314 can e.g. be an electrically conductive ink. A protective layer or coating 315 may be placed over the electrode 314 for protective purposes, but such a layer 315 will not usually be necessary for supporting or delimiting the encapsulated liquid crystal 311 or the electrode 314. Voltage may be applied to the electrodes 313, 314 from an alternating voltage or DC voltage source 316, a selectively closable switch 317, and electrical wiring 318,

319 for i sin tur å påtrykke et elektrisk felt over den innkapslede væskekrystall 311 når bryteren 317 lukkes. 319 in order to in turn apply an electric field over the encapsulated liquid crystal 311 when the switch 317 is closed.

Den innkapslede væskekrystall 311 omfatter væskekrystallmateriale 320 som er inneholdt innenfor grensene eller det indre volum 321 av en kapsel 322. Ifølge den foretrukne utførelse og den beste form for oppfinnelsen er kapselen 322 i hovedsaken sfærisk. Prinsippene for oppfinnelsen ville imidlertid gjelde når kapselen 322 har en annen form enn den sfæriske. En sådan form må tilveiebringe de ønskede optiske og elektriske egenskaper som på tilfredsstillende måte vil bestå samtidig med væskekrystallmaterialets 320 optiske egenskaper, f.eks. brytningsindeks, og som vil tillate at en tilstrekkelig del av det elektriske felt opptrer over selve væskekrystallmaterialet 320 for å bevirke ønsket innretting av væskekrystallstrukturen når man ønsker å ha en felt-på-tilstand. En spesiell fordel med den foretrukne, sfæriske form på kapselen 322 skal beskrives nedenfor med hensyn til den forvrengning som den forårsaker på væskekrystallstrukturen. The encapsulated liquid crystal 311 comprises liquid crystal material 320 which is contained within the boundaries or inner volume 321 of a capsule 322. According to the preferred embodiment and the best form of the invention, the capsule 322 is essentially spherical. However, the principles of the invention would apply when the capsule 322 has a shape other than the spherical one. Such a form must provide the desired optical and electrical properties which will satisfactorily coexist with the liquid crystal material's 320 optical properties, e.g. refractive index, and which will allow a sufficient part of the electric field to act over the liquid crystal material 320 itself to effect the desired alignment of the liquid crystal structure when one wishes to have a field-on state. A particular advantage of the preferred spherical shape of the capsule 322 will be described below with respect to the distortion it causes to the liquid crystal structure.

Monteringssubstratet 312 og elektrodene 313, 314 såvel som beskyttelsesbelegget 315 kan være optisk overførende, slik at væskekrystallanordningen 310 er i stand til å styre overføring av lys derigjennom som reaksjon på hvorvidt et elektrisk felt påtrykkes eller ikke over elektrodene 313, 314, og således over den innkapslede væskekrystall 311. Alternativt kan monteringssubstratet 312 være optisk reflekterende, eller det kan på dette være anbrakt et optisk reflekterende belegg, slik at refleksjon ved hjelp av dette reflekterende belegg av innfallende lys som mottas gjennom beskyttelsesbelegget 315, vil være en funksjon av hvorvidt et elektrisk felt er påtrykt eller ikke over den innkapslede væskekrystall 311 . The mounting substrate 312 and the electrodes 313, 314 as well as the protective coating 315 can be optically transmitting, so that the liquid crystal device 310 is able to control the transmission of light through it in response to whether or not an electric field is applied over the electrodes 313, 314, and thus over the encapsulated liquid crystal 311. Alternatively, the mounting substrate 312 may be optically reflective, or an optically reflective coating may be applied thereto, so that reflection by means of this reflective coating of incident light received through the protective coating 315 will be a function of whether an electrical field is imprinted or not over the encapsulated liquid crystal 311 .

Ifølge den foretrukne utførelse og beste form for oppfinnelsen vil et antall innkapslede væskekrystaller 311 være påført på monteringssubstratet 312 på en slik måte at de innkapslede væskekrystaller kleber til monteringssubstratet 312 eller til et grenseflatemateriale, såsom elektroden 313, for undersøttelse ved hjelp av monteringssubstratet 312 og fastholdelse i en fast posisjon i forhold til de andre innkapslede væskekrystaller 311. Det er mest å foretrekke at det innkapslende medium av hvilket kapselen 322 er dannet, også er egnet for å binde eller på annen måte fastklebe kapselen 322 til substratet 312. Alternativt kan et ytterligere bindemedium (ikke vist) benyttes til å fastklebe de innkapslede væskekrystaller 311 til substratet 312. Da kapslene 322 er fastklebet til substratet 312, og da hver kapsel 322 tilveiebringer den nødvendige avgrensning for væskekrystallmaterialet 320, vil et andre monteringssubstrat, såsom det ytterligere substrat som vanligvis er nødvendig i de tidligere kjente væskekrystallanordninger, vanligvis ikke være nødvendig. For det formål å tilveiebringe beskyttelse mot oppskraping, elektrokjemisk forringelse, f.eks. oksida-sjon, eller liknende, av elektroden 314, kan imidlertid et beskyttelsesbelegg 315 være tilveiebrakt på den side eller overflate av væskekrystallanordningen 310 som ligger motsatt av monteringssubstratet 312, idet det sistnevnte tilveiebringer den ønskede fysiske beskyttelse på sin egen side av anordningen 310. According to the preferred embodiment and best form of the invention, a number of encapsulated liquid crystals 311 will be applied to the mounting substrate 312 in such a way that the encapsulated liquid crystals adhere to the mounting substrate 312 or to an interface material, such as the electrode 313, for subsalting by means of the mounting substrate 312 and retention in a fixed position in relation to the other encapsulated liquid crystals 311. It is most preferable that the encapsulating medium from which the capsule 322 is formed is also suitable for binding or otherwise adhering the capsule 322 to the substrate 312. Alternatively, a further bonding medium (not shown) is used to adhere the encapsulated liquid crystals 311 to the substrate 312. Since the capsules 322 are adhered to the substrate 312, and since each capsule 322 provides the necessary confinement for the liquid crystal material 320, a second mounting substrate, such as the additional substrate which usually is necessary in the early re known liquid crystal devices, usually not be necessary. For the purpose of providing protection against scratching, electrochemical degradation, e.g. oxidation, or the like, of the electrode 314, however, a protective coating 315 can be provided on the side or surface of the liquid crystal device 310 which is opposite to the mounting substrate 312, the latter providing the desired physical protection on its own side of the device 310.

Da de innkapslede væskekrystaller 311 er forholdsvis solid fastklebet til substratet 312, og da det vanligvis ikke vil være noe behov for et ytterligere substrat, slik som ovenfor nevnt, kan elektroden 314 være påført direkte på de innkapslede væskekrystaller 311. Since the encapsulated liquid crystals 311 are relatively solidly glued to the substrate 312, and since there will usually be no need for an additional substrate, as mentioned above, the electrode 314 can be applied directly to the encapsulated liquid crystals 311.

Et forstørret, ufullstendig snittriss av et parti 332 av en væskekrystall-fremvisningsanordning, for eksempel lik tallet åtte 101 og substratet 12 på fig. 9, er vist på fig. 19. Slik det fremgår av fig. 19, er det på overflaten av substratet 12 (312 på fig. 19), som kan være ca. 0,254 mm tykt, avsatt et 200 Ångstrøm (= 0,02 ym) tykt elektrodesjikt 333 av f.eks. indiumtinnoksid eller et annet passende elektrodemateriale, såsom gull, aluminium, tinnoksid, antimontinnoksid, etc. Ett eller flere sjikt 334 av et antall innkapslede væskekrystaller 311 er anbrakt på og fastklebet direkte til elektrodesjiktet 333. Sådan fastklebing eller vedhefting ifølge den foretrukne utførelse og beste form for oppfinnelsen bevirkes ved hjelp av det innkapslende medium som danner respektive kapsler 322, selv om det, dersom det ønskes, slik som foran nevnt, kan benyttes et ytterligere fastklebings- eller bindemateriale for sådanne fastklebings-formål. Tykkelsen av laget 334 kan være for eksempel ca. 0,007-0,254 mm, fortrinnsvis 0,018-0,101 mm, mer å foretrekke 0,02-0,03 mm og spesielt 0,025 mm. Andre tykkelser kan også benyttes, avhengig blant annet av evnen til å danne en tynn film og filmens elektriske gjennomslagsegenskaper. Et ytterligere elektrodesjikt 335 er avsatt på sjiktet 334, enten direkte på det materiale av hvilket kapslene 322 er dannet, eller alternativt på det ytterligere bindemateriale som benyttes til å binde de individuelle, innkapslede væskekrystaller 311 til hverandre og til monteringssubstratet 312. Elektrodesjiktet 335 kan f.eks. være ca. 0,013 mm tykt og kan være dannet for eksempel av elektrisk ledende blekk eller av de materialer som er nevnt foran for sjiktet 333. Et beskyttende beleggsjikt 336 for de formål som er beskrevet foran med hensyn til belegget 315 på fig. 18, kan også være anordn net som vist på fig. 19. An enlarged, incomplete sectional view of a portion 332 of a liquid crystal display device, for example, equal to the number eight 101 and the substrate 12 of FIG. 9, is shown in fig. 19. As can be seen from fig. 19, it is on the surface of the substrate 12 (312 in Fig. 19), which can be approx. 0.254 mm thick, deposited a 200 Angstrom (= 0.02 ym) thick electrode layer 333 of e.g. indium tin oxide or another suitable electrode material, such as gold, aluminum, tin oxide, antimony tin oxide, etc. One or more layers 334 of a plurality of encapsulated liquid crystals 311 are placed on and adhered directly to the electrode layer 333. Such sticking or adhesion according to the preferred embodiment and best form for the invention is effected by means of the encapsulating medium which forms respective capsules 322, although, if desired, as mentioned above, a further adhesive or binding material can be used for such adhesive purposes. The thickness of the layer 334 can be, for example, approx. 0.007-0.254 mm, preferably 0.018-0.101 mm, more preferably 0.02-0.03 mm and especially 0.025 mm. Other thicknesses can also be used, depending among other things on the ability to form a thin film and the film's electrical penetration properties. A further electrode layer 335 is deposited on the layer 334, either directly on the material from which the capsules 322 are formed, or alternatively on the further binding material used to bind the individual, encapsulated liquid crystals 311 to each other and to the mounting substrate 312. The electrode layer 335 can f .ex. be approx. 0.013 mm thick and may be formed, for example, of electrically conductive ink or of the materials mentioned above for layer 333. A protective coating layer 336 for the purposes described above with respect to coating 315 in fig. 18, can also be arranged as shown in fig. 19.

Et særtrekk ved oppfinnelsen som benytter de innkapslede væskekrystaller 311, er at et allsidig substrat 312 kan dannes slik at det er i stand til å fremvise praktisk talt hvilken som helst ønsket fremvisning som en funksjon av bare de selektive segmenter av ledende blekkelektroder som er trykket på væskekrystallmaterialet. I dette tilfelle kan hele overflaten 331 av substratet 312 være belagt med elektrodemateriale 333, og også hele overflaten av dette elektrodemateriale kan være belagt i hovedsaken sammenhengende med sjiktet 334 av innkapslede væskekrystaller 311. Deretter kan et foreskrevet mønster av elektrodesegmenter av ledende blekk 335 være trykket der det ønskes på sjiktet 334. En eneste elektrisk ledning kan forbinde overflaten 331 med en spenningskilde, og respektive elektriske ledninger kan kople de respektive, ledende blekksegmenter via respektive, styrte brytere til en sådan spenningskilde. Alternativt kan de innkapslede væskekrystaller 311 og/eller elektrodematerialet 333 være påført på overflaten 331 bare i de områder hvor fremvis-ningssegmenter ønskes. Evnen til å påføre innkapslede væskekrystaller på bare et ønsket område eller et antall av områder, såsom segmentene av en fremvisningsanordning, ved hjelp av i hovedsaken konvensjonelle prosesser (som for eksempel silketrykk eller andre trykkeprosesser), er særlig tiltrek-kende sammenliknet med den kjente teknikk som har problemet med å inneslutte væskekrystaller mellom flate plater. A distinctive feature of the invention utilizing the encapsulated liquid crystals 311 is that a versatile substrate 312 can be formed such that it is capable of displaying virtually any desired display as a function of only the selective segments of conductive ink electrodes that are printed thereon. the liquid crystal material. In this case, the entire surface 331 of the substrate 312 may be coated with electrode material 333, and also the entire surface of this electrode material may be coated substantially continuously with the layer 334 of encapsulated liquid crystals 311. Then, a prescribed pattern of electrode segments of conductive ink 335 may be printed where desired on layer 334. A single electrical wire may connect surface 331 to a voltage source, and respective electrical wires may connect respective conductive ink segments via respective controlled switches to such voltage source. Alternatively, the encapsulated liquid crystals 311 and/or the electrode material 333 can be applied to the surface 331 only in the areas where display segments are desired. The ability to apply encapsulated liquid crystals to only a desired area or a number of areas, such as the segments of a display device, using essentially conventional processes (such as screen printing or other printing processes), is particularly attractive compared to the prior art which has the problem of trapping liquid crystals between flat plates.

De innkapslede væskekrystaller i sjiktet 3 34 virker til å dempe eller ikke dempe lys som innfaller på dette, i avhengighet av hvorvidt et elektrisk felt påtrykkes over sjiktet eller ikke. Et pleokroitisk fargestoff er fortrinnsvis til stede i oppløsning med væskekrystallmaterialet for å tilveiebringe vesentlig dempning ved absorpsjon i "felt-av"-tilstanden, men for å være i hovedsaken gjennomsiktig i "felt-på-tilstanden. Et sådant elektrisk felt kan være for eksempel et felt som frembringes som et resultat av tilkoplingen av elektrodesjiktpartiene 333, 335 ved et individuelt segment, såsom segmentet 101a i væskekrystallanordningen 10' (fig. 9), til en elektrisk spenningskilde. Størrelsen av det elektriske felt som er nødvendig for å omkople de innkapslede væskekrystaller 311 fra en ikke-felt-tilstand (deenergisert) til en felt-på-tilstand (energisert), kan være en funksjon av flere parametre, innbefattet for eksempel diameteren av de individuelle kapsler og tykkelsen av sjiktet 334, hvilket på sin side kan avhenge av diameteren av de individuelle kapsler 3 22 og antallet av sådanne kapsler i sjiktets 334 tykkelsesretning. Man vil innse det vesentlige trekk at da væskekrystallmaterialet 320 er avgrenset i respektive kapsler 322, og da de individuelle, innkapslede væskekrystaller 311 er festet til substratet 312, er størrelsen av væskekrystallanordningen 10' eller hvilken som helst annen væskekrystallanordning som benytter innkapslede væskekrystaller i overensstemmelse med oppfinnelsen, praktisk talt ubegrenset. I de områder hvor man har til hensikt å bevirke en endring i de optiske egenskaper til de innkapslede væskekrystaller i en sådan anordning som reaksjon på en ikke-felt- eller felt-på-tilstand, vil det selvsagt være nødvendig at man i sådanne områder har elektroder eller andre anordninger for å påtrykke et passende elektrisk felt på sådanne væskekrystaller. The encapsulated liquid crystals in the layer 3 34 act to dampen or not dampen light incident thereon, depending on whether an electric field is applied over the layer or not. A pleochroic dye is preferably present in solution with the liquid crystal material to provide substantial attenuation by absorption in the "field-off" state, but to be substantially transparent in the "field-on" state. Such an electric field may be e.g. a field produced as a result of the connection of the electrode layer portions 333, 335 at an individual segment, such as the segment 101a of the liquid crystal device 10' (Fig. 9), to an electric voltage source The magnitude of the electric field necessary to switch the encapsulated liquid crystals 311 from a no-field state (de-energized) to a field-on state (energized), may be a function of several parameters, including, for example, the diameter of the individual capsules and the thickness of the layer 334, which in turn may depend on the diameter of the individual capsules 3 22 and the number of such capsules in the thickness direction of the layer 334. One will realize the essential feature that when liquid cr the crystal material 320 is bounded in respective capsules 322, and since the individual, encapsulated liquid crystals 311 are attached to the substrate 312, the size of the liquid crystal device 10' or any other liquid crystal device that uses encapsulated liquid crystals in accordance with the invention is practically unlimited. In the areas where it is intended to effect a change in the optical properties of the encapsulated liquid crystals in such a device as a reaction to a no-field or field-on condition, it will of course be necessary that in such areas electrodes or other devices to apply an appropriate electric field to such liquid crystals.

Elektrodesjiktet 333 kan påføres på substratet 312 ved pådamping, ved vakuumavsetting, ved påspruting, ved trykking eller ved hjelp av en annen konvensjonell teknikk. Videre kan sjiktet 334 av innkapslede væskekrystaller 311 på-føres for eksempel ved hjelp av en plate- eller dyptrykkvalse eller ved hjelp av motvalse-trykketeknikker. Elektrodesjiktet 335 kan også påføres ved hjelp av forskjellige trykke- eller stensileringsteknikker eller andre teknikker. Dersom det ønskes, kan elektrodesjiktet 333 fremstilles som et fullstendig belegg av substratet 312, såsom Mylar, slik som foran beskrevet, som en del av den prosess i hvilken Mylar-plate-materialet fremstilles, og sjiktet 334 kan også anbringes som en del av en sådan fremstillingsprosess. The electrode layer 333 can be applied to the substrate 312 by evaporation, by vacuum deposition, by spraying, by printing or by means of another conventional technique. Furthermore, the layer 334 of encapsulated liquid crystals 311 can be applied, for example, by means of a plate or gravure printing roll or by means of counter roll printing techniques. The electrode layer 335 may also be applied using various printing or stenciling techniques or other techniques. If desired, the electrode layer 333 may be fabricated as a complete coating of the substrate 312, such as Mylar, as described above, as part of the process in which the Mylar sheet material is fabricated, and the layer 334 may also be placed as part of a such manufacturing process.

Oppfinneren har videre oppdaget at når væskekrystallmaterialet i kapselen 32 (fig. 2) har pleokroitisk fargestoff oppløst i dette, er sådant fargestoff, som vanligvis også måtte forventes å ha optisk polarisasjonsfølsomhet, ikke lenger polarisasjonsfølsomt på grunn av at fargestoffet for-søker å følge den samme type av krumningsorientering eller forvrengning som væskekrystallstrukturen. Det skal her bemerkes at diskontinuiteten 55 i kapselen 3 2 ytterligere forvrenger væskekrystallstrukturen som på sin side ytterligere reduserer muligheten for at væskekrystallmaterialet 3 0 ville være følsomt overfor den optiske polarisasjon av det innfallende lys. Når væskekrystallstrukturen og det pleokroitiske fargestoff er forvrengt for å folde seg inn på seg selv i hovedsaken på den måte som er vist for eksempel på fig. 5, vil den innkapslede væskekrystall vanligvis absorbere eller blokkere lys fra å overføres gjennom denne når ikke noe elektrisk felt påtrykkes over den innkapslede væskekrystall, og særlig over dennes væskekrystallmateriale. The inventor has further discovered that when the liquid crystal material in the capsule 32 (Fig. 2) has pleochroic dye dissolved in it, such dye, which would normally also be expected to have optical polarization sensitivity, is no longer polarization sensitive due to the dye trying to follow it same type of curvature orientation or distortion as the liquid crystal structure. It should be noted here that the discontinuity 55 in the capsule 3 2 further distorts the liquid crystal structure, which in turn further reduces the possibility that the liquid crystal material 3 0 would be sensitive to the optical polarization of the incident light. When the liquid crystal structure and the pleochroic dye are distorted to essentially fold in on themselves in the manner shown, for example, in FIG. 5, the encapsulated liquid crystal will usually absorb or block light from being transmitted through it when no electric field is applied over the encapsulated liquid crystal, and in particular over its liquid crystal material.

Når imidlertid et elektrisk felt påtrykkes over den innkapslede væskekrystall på den måte som er vist på fig. 3, vil væskekrystallen og eventuelt pleokroitisk fargestoff i oppløsning med denne innrette seg i forhold til det elektriske felt på den måte som er vist på denne figur. Sådan innretting tillater lys å overføres gjennom den innkapslede væskekrystall 11 . However, when an electric field is applied over the encapsulated liquid crystal in the manner shown in fig. 3, the liquid crystal and any pleochroic dye in solution with it will align with respect to the electric field in the manner shown in this figure. Such alignment allows light to be transmitted through the encapsulated liquid crystal 11 .

For å optimalisere kontrastegenskapene til en væskekrystallanordning, såsom den som er vist ved 10' på fig. 9, som omfatter innkapslede væskekrystaller 11 med pleokroitisk fargestoff i disse, og mer spesielt for å unngå optisk forvrengning som følge av brytning av innfallende lys som passerer fra innkapslingsmediet inn i væskekrystallmaterialet og omvendt, må brytningsindeksen for innkapslingsmediet og den ordinære brytningsindeks for væskekrystallmaterialet avpasses slik at de er mest mulig den samme. Nøyaktigheten av bryt-ningsindekstilpasningen vil være avhengig av den ønskede grad av kontrast og gjennomsiktighet i anordningen, men den ordinære brytningsindeks for væskekrystallen og brytningsindeksen for mediet vil fortrinnsvis ikke være forskjellige med mer enn 0,1, mest å foretrekke 0,01, og spesielt 0,001. Den til-latelige forskjell vil avhenge av kapselstørrelsen og den til-siktede bruk av anordningen. Artikkelen "Optics" av Sears, publisert av Addison-Wesley, inneholder en grundig diskusjon av dobbeltbrytning som er relevant overfor det foregående, og de relevante deler av denne artikkel innlemmes i den foreliggende beskrivelse vé^d referanse. In order to optimize the contrast properties of a liquid crystal device such as that shown at 10' in FIG. 9, which comprises encapsulated liquid crystals 11 with pleochroic dye therein, and more particularly to avoid optical distortion as a result of refraction of incident light passing from the encapsulation medium into the liquid crystal material and vice versa, the refractive index of the encapsulation medium and the ordinary refractive index of the liquid crystal material must be matched as follows that they are as much as possible the same. The accuracy of the refractive index adjustment will depend on the desired degree of contrast and transparency in the device, but the ordinary refractive index of the liquid crystal and the refractive index of the medium will preferably not differ by more than 0.1, most preferably 0.01, and especially 0.001. The permissible difference will depend on the capsule size and the intended use of the device. The article "Optics" by Sears, published by Addison-Wesley, contains a thorough discussion of birefringence relevant to the foregoing, and the relevant portions of that article are incorporated into the present specification by reference.

Når det imidlertid ikke påtrykkes noe felt, vil det foreligge en forskjell i brytningsindekser på grensen mellom væskekrystallen og kapselveggen som følge av at væskekrystallens ekstraordinære brytningsindeks er større enn inrikapslings-mediets brytningsindeks. Dette forårsaker brytning ved grenseflaten og følgelig ytterligere spredning og er en grunn til at det innkapslede, nematiske væskekrystallmateriale ifølge oppfinnelsen spesielt vil virke slik at det hindrer overføring av lys, selv uten bruk av pleokroitisk fargestoff. Med sådant fargestoff vil imidlertid en vesentlig absorpsjon However, when no field is applied, there will be a difference in refractive indices at the boundary between the liquid crystal and the capsule wall as a result of the extraordinary refractive index of the liquid crystal being greater than the refractive index of the encapsulation medium. This causes refraction at the interface and consequently further scattering and is a reason why the encapsulated, nematic liquid crystal material according to the invention will in particular act so as to prevent the transmission of light, even without the use of pleochroic dye. With such a dye, however, a significant absorption will occur

av det spredte lys inntreffe i kapselen. of the scattered light entering the capsule.

Vanligvis vil de innkapslede væskekrystaller 311 være påført på substratet 312 slik at de individuelle, innkapslede væskekrystaller 311 er forholdsvis tilfeldig orientert og fortrinnsvis flere kapsler tykke for å sikre en tilstrekkelig mengde væskekrystallmateriale, for derved å tilveiebringe det ønskede nivå av lysblokkering og/eller lys-overføringsegenskaper for f.eks. en væskekrystallanordning 10' eller liknende. Typically, the encapsulated liquid crystals 311 will be applied to the substrate 312 such that the individual encapsulated liquid crystals 311 are relatively randomly oriented and preferably several capsules thick to ensure a sufficient amount of liquid crystal material, thereby providing the desired level of light blocking and/or light- transfer characteristics for e.g. a liquid crystal device 10' or the like.

I en væskekrystallanordning, såsom den som er vist ved 10' på fig. 9, som omfatter et væskekrystallmateriale 3 20 som inneholder pleokroitisk fargestoff for å danne innkapslede væskekrystaller 311 ifølge oppfinnelsen (fig. 18), er det blitt oppdaget at graden av optisk absorpsjon er i det minste omtrent den samme som absorpsjonsgraden for forholdsvis fritt (ikke-innkapslet) væskekrystallmateriale som inneholder pleokroitisk fargestoff. Det er også blitt uventet oppdaget at når det elektriske felt påtrykkes på den måte som er vist på f.eks. fig. 3, er klarheten eller mangelen på ugjennom-siktighet av det innkapslede væskekrystallmateriale 3 0 innbefattet pleokroitisk fargestoff i det minste omtrent den samme som klarheten i det vanlige tilfelle i de tidligere kjente anordninger som har fargestoff i oppløsning med forholdsvis fritt væskekrystallmateriale. In a liquid crystal device such as that shown at 10' in FIG. 9, which comprises a liquid crystal material 3 20 containing pleochroic dye to form encapsulated liquid crystals 311 according to the invention (Fig. 18), it has been discovered that the degree of optical absorption is at least approximately the same as the degree of absorption of relatively free (non- encapsulated) liquid crystal material containing pleochroic dye. It has also been unexpectedly discovered that when the electric field is applied in the manner shown in e.g. fig. 3, the clarity or lack of opacity of the encapsulated liquid crystal material 30 containing pleochroic dye is at least approximately the same as the clarity in the usual case in the previously known devices which have dye in solution with relatively free liquid crystal material.

Et skjematisk, elektrisk koplingsskjerna som representerer den krets over hvilken det elektriske felt E på fig. A schematic electrical connection core representing the circuit over which the electric field E in fig.

3 pålegges, er vist på fig. 20. Det elektriske felt avledes fra spenningskilden 316 når bryteren 317 lukkes. En kondensator 370 representerer kapasitansen av væskekrystallmaterialet 30, 320 i den innkapslede væskekrystall 11, 311 når dette elektriske felt påtrykkes på den måte som er vist på fig. 3. En kondensator 371 representerer kapasitansen av kapselveggen 54 i et øvre område (idet retningen hensiktsmessig refererer seg til tegningen, men ikke har noen annen spesiell betyd-ning) . En kondensator 372 representerer på liknende måte kapasitansen av det nedre parti av kapselen som er utsatt for det elektriske felt E. Kapasitansstørrelsene for hver kondensator 370-372 vil være en funksjon av dielektrisitetskonstanten for det materiale av hvilket de respektive kondensatorer 3 is imposed, is shown in fig. 20. The electric field is diverted from the voltage source 316 when the switch 317 is closed. A capacitor 370 represents the capacitance of the liquid crystal material 30, 320 in the encapsulated liquid crystal 11, 311 when this electric field is applied in the manner shown in fig. 3. A capacitor 371 represents the capacitance of the capsule wall 54 in an upper area (the direction appropriately refers to the drawing, but has no other particular meaning). A capacitor 372 similarly represents the capacitance of the lower portion of the capsule exposed to the electric field E. The capacitance values of each capacitor 370-372 will be a function of the dielectric constant of the material of which the respective capacitors

er dannet, og av avstanden mellom disses effektive plater. is formed, and of the distance between these effective plates.

Det er ønskelig at det spenningsfall som opptrer over de respektive kondensatorer 371, 372 vil være mindre enn spenningsfallet over kondensatoren 370. Resultatet er da påtrykning av en maksimal andel av det elektriske felt E over væskekrystallmaterialet 30, 320 i den innkapslede væskekrystall 11, 311 It is desirable that the voltage drop that occurs across the respective capacitors 371, 372 will be smaller than the voltage drop across the capacitor 370. The result is then the application of a maximum proportion of the electric field E over the liquid crystal material 30, 320 in the encapsulated liquid crystal 11, 311

for oppnåelse av optimal drift, dvs. innretting, av dennes væskekrystallstruktur med et minimalt krav til total energi for spenningskilden 316. Det er imidlertid mulig at spenningsfallet i den ene eller begge kondensatorer 371, 372 vil overskride spenningsfallet over kondensatoren 370. Dette er driftsmessig akseptabelt så lenge spenningsfallet over kondensatoren 370 (væskekrystallmaterialet) er tilstrekkelig stort til å frembringe et elektrisk felt som forsøker å innrette væskekrystallmaterialet til og/eller i retning mot f.eks. felt-på-tilstanden på fig. 3. for achieving optimal operation, i.e. alignment, of its liquid crystal structure with a minimal requirement for total energy for the voltage source 316. However, it is possible that the voltage drop in one or both capacitors 371, 372 will exceed the voltage drop across the capacitor 370. This is operationally acceptable as long as the voltage drop across the capacitor 370 (the liquid crystal material) is sufficiently large to produce an electric field which tries to align the liquid crystal material to and/or in the direction of e.g. the field-on condition of fig. 3.

I forbindelse med f.eks. kondensatoren 371 er det dielektriske materiale det materiale av hvilket kapselveggen 54 In connection with e.g. the capacitor 371 is the dielectric material the material of which the capsule wall 54

er dannet forholdsvis nær det øvre parti av kapselen 32, 322. is formed relatively close to the upper part of the capsule 32, 322.

De effektive plater i en sådan kondensator 371 er de ytre og indre kapselveggoverflater, og det samme gjelder for kondensatoren 372 i det nedre parti av kapselen. Ved å gjøre veggen 54 så tynn som mulig, samtidig som det tilveiebringes tilstrekkelig styrke for inneslutning av væskekrystallmaterialet, kan størrelsene av kondensatorene 371, 372 maksimeres, spesielt sammenliknet med den forholdsvis tykke eller lange avstand mellom de øvre og nedre partier av væskekrystallmaterialet i kapselen som på tilnærmet eller ekvivalent måte danner platene av samme antall i kondensatoren 370. The effective plates in such a condenser 371 are the outer and inner capsule wall surfaces, and the same applies to the condenser 372 in the lower part of the capsule. By making the wall 54 as thin as possible, while providing sufficient strength to contain the liquid crystal material, the sizes of the capacitors 371, 372 can be maximized, especially compared to the relatively thick or long distance between the upper and lower portions of the liquid crystal material in the capsule which in an approximate or equivalent manner, the plates of the same number in the capacitor form 370.

Væskekrystallmaterialet 320 vil ha en dielektrisi-tetskonstantverdi som er anisotrop. Denne verdi betegnes derfor som dielektrisk koeffisient. Det er å foretrekke at veggens 54 dielektrisitetskonstant ikke er lavere enn den nedre, dielektriske koeffisient for det anisotrope væskekrystallmateriale 320, for å hjelpe til å oppfylle de ovennevnte betingelser. Da en typisk nedre, dielektrisk koeffisient for væskekrystallmateriale er ca. 6, indikerer dette at dielektrisitetskonstanten for innkapslingsmaterialet fortrinnsvis er minst ca. 6. Denne verdi kan variere i stor grad avhengig av det benyttede væskekrystallmateriale, idet den er for eksempel så lav som ca. 3,5 og så høy som ca. 8 i de vanlig benyttede væskekrystaller. The liquid crystal material 320 will have a dielectric constant value that is anisotropic. This value is therefore referred to as the dielectric coefficient. It is preferred that the dielectric constant of the wall 54 is not lower than the lower dielectric coefficient of the anisotropic liquid crystal material 320 to help meet the above conditions. As a typical lower dielectric coefficient for liquid crystal material is approx. 6, this indicates that the dielectric constant of the encapsulation material is preferably at least approx. 6. This value can vary greatly depending on the liquid crystal material used, as it is, for example, as low as approx. 3.5 and as high as approx. 8 in the commonly used liquid crystals.

Den innkapslede væskekrystall 311 har sådanne særtrekk at da væskekrystallstrukturen forvrenges og da det pleokroitiske fargestoff forvrenges på liknende måte, vil absorpsjon eller blokkering av lysoverføring gjennom de innkapslede væskekrystaller være meget effektiv når det ikke påtrykkes noe elektrisk felt E over disse. Som følge av både den effektive påtrykning av et elektrisk felt over væskekrystallmaterialet 320 i de innkapslede væskekrystaller 311, for å innrette væskekrystallmolekylene og fargestoffet sammen med disse, såvel som den foran omtalte, foretrukne tilpasning av brytningsindekser, dvs. for innkapslingsmediet og for væskekrystallmaterialet, slik at innfallende lys ikke vil bli brutt eller avbøyd ved grenseflaten mellom kapselveggen og væskekrystallmaterialet 320 når et elektrisk felt påtrykkes, vil på den annen side den innkapslede væskekrystall 311 ha en god optisk overføringsegenskap. The encapsulated liquid crystal 311 has such distinctive features that when the liquid crystal structure is distorted and when the pleochroic dye is similarly distorted, absorption or blocking of light transmission through the encapsulated liquid crystals will be very effective when no electric field E is applied over them. As a result of both the effective application of an electric field over the liquid crystal material 320 in the encapsulated liquid crystals 311, in order to align the liquid crystal molecules and the dye together with these, as well as the previously mentioned, preferred adaptation of refractive indices, i.e. for the encapsulation medium and for the liquid crystal material, such that incident light will not be refracted or deflected at the interface between the capsule wall and the liquid crystal material 320 when an electric field is applied, on the other hand the encapsulated liquid crystal 311 will have a good optical transmission property.

Da et stort antall innkapslede væskekrystaller 11, 311 vanligvis er nødvendig for å konstruere en endelig væskekrystallanordning, såsom anordningen 10' på fig. 9, og da disse innkapslede væskekrystaller vanligvis er til stede i flere lag eller sjikt, er det ønskelig at væskekrystallmaterialet har en forholdsvis høy, dielektrisk anisotropi for å redusere spenningskravene for det elektriske felt E. Nærmere bestemt må forskjellen mellom dielektrisitetskonstanten for væskekrystallmaterialet når ikke noe elektrisk felt påtrykkes, hvilken konstant må være forholdsvis liten, og dielektrisitetskonstanten for væskekrystallmaterialet når det er innrettet ved påtrykning av et elektrisk felt, hvilken konstant må være forholdsvis stor, være så stor som mulig i forenelighet med dielektrisitetskonstanten for innkapslingsmediet. Since a large number of encapsulated liquid crystals 11, 311 are usually required to construct a final liquid crystal device, such as the device 10' of FIG. 9, and as these encapsulated liquid crystals are usually present in several layers or layers, it is desirable that the liquid crystal material has a relatively high dielectric anisotropy in order to reduce the voltage requirements for the electric field E. More specifically, the difference between the dielectric constant of the liquid crystal material must not reach any electric field is applied, which constant must be relatively small, and the dielectric constant of the liquid crystal material when it is aligned by application of an electric field, which constant must be relatively large, be as large as possible in compatibility with the dielectric constant of the encapsulation medium.

Slik som bemerket foran, har man at jo større kapsel-størrelsen er, jo mindre er det elektriske felt som er nødven-dig for å bevirke innretting av væskekrystallmolekylene i dette. Jo større kapselen eller kulen er, jo lengre blir imidlertid responstiden. I betraktning av den foreliggende beskrivelse, skulle en gjennomsnittsfagmann på området ikke ha noen vanskelighet med å bestemme en passende eller optimal kapselstørrelse for en gitt anvendelse. As noted above, the larger the capsule size, the smaller the electric field that is necessary to effect alignment of the liquid crystal molecules therein. However, the larger the capsule or ball, the longer the response time. In view of the present disclosure, one of ordinary skill in the art should have no difficulty in determining an appropriate or optimal capsule size for a given application.

Innkapslingsmediet som danner kapsler, må være av en type som er i det vesentlige fullstendig upåvirket av og ikke reagerer med eller på annen måte kjemisk påvirker væskekrystallmaterialet eller det pleokroitiske fargestoff. Fargestoffet må være oppløselig i væskekrystallmaterialet og ikke utsatt for absorpsjon av innkapslingsmediet. For å oppnå den ønskede, forholdsvis høye impedans for innkapslingsmediet, The encapsulating medium which forms capsules must be of a type which is essentially completely unaffected by and does not react with or otherwise chemically affect the liquid crystal material or the pleochroic dye. The dye must be soluble in the liquid crystal material and not subject to absorption by the encapsulation medium. In order to achieve the desired relatively high impedance for the encapsulation medium,

må dessuten dette medium ha en forholdsvis høy grad av renhet. Særlig når innkapslingsmediet fremstilles som en vandig dispersjon eller ved hjelp av ionepolymerisasjon, etc, er det viktig at nivået av ioneholdige (ledende) forurensninger må være så lavt som mulig. moreover, this medium must have a relatively high degree of purity. Especially when the encapsulation medium is produced as an aqueous dispersion or by means of ion polymerization, etc., it is important that the level of ionic (conductive) contaminants must be as low as possible.

Eksempler på pleokroitiske fargestoffer som hensiktsmessig kan benyttes i de innkapslede væskekrystaller 11 ifølge den foreliggende oppfinnelse, er indofenolblått, Sudan-svart B, Sudan 3 og Sudan 2, og D-37, D-43 og D-85 fra det foran angitte firma E. Merck. Examples of pleochroic dyes that can suitably be used in the encapsulated liquid crystals 11 according to the present invention are indophenol blue, Sudan black B, Sudan 3 and Sudan 2, and D-37, D-43 and D-85 from the aforementioned company E .Merck.

Eksempel 10 Example 10

Et 0,45% Sudan-svart B pleokroitisk fargestoff ble oppløst i en væskekrystall som var sammensatt av aromatiske estere. Dette kombinerte materiale selges kommersielt under betegnelsen NMB250 av American Liquid Xtal Chemical Corp., Kent, Ohio. Dette materiale ble blandet med en oppløsning A 0.45% Sudan Black B pleochroic dye was dissolved in a liquid crystal composed of aromatic esters. This combined material is sold commercially under the designation NMB250 by American Liquid Xtal Chemical Corp., Kent, Ohio. This material was mixed with a solution

av 7% PVA som var blitt renset for å fjerne alle salter. Oppløsningen ble også dannet med ASTM-100 vann. Den resulterende blanding ble innført i en kolloidmølle med en konusgap-innstilling på 0,1 mm, og materialet ble blandet i fire minutter for å gi en ganske ensartet partikkelsuspensjonsstørrelse. Resultatet var en stabil emulsjon med en svevepartikkelstør-relse på ca. 3 ym. Emulsjonen ble støpt på en Mylar-film som på forhånd var belagt med en indiumtinnoksidelektrode på 200 ohm pr. flateenhet kjøpt fra firmaet Sierracin. Et skraperblad ble benyttet til å støpe emulsjonsmaterialet på Mylar-filmen på den elektrodebelagte side. of 7% PVA which had been purified to remove all salts. The solution was also formed with ASTM-100 water. The resulting mixture was introduced into a colloid mill with a cone gap setting of 0.1 mm and the material was mixed for four minutes to give a fairly uniform particle suspension size. The result was a stable emulsion with a suspended particle size of approx. 3 etc. The emulsion was cast onto a Mylar film which was previously coated with an indium tin oxide electrode of 200 ohm per surface unit purchased from the company Sierracin. A scraper blade was used to cast the emulsion material onto the Mylar film on the electrode coated side.

En 0,18 mm avsetning av emulsjonsmaterialet ble plassert på en sådan elektrode og fikk tørke til en total tykkelse på ca. 0,0 2 mm. Et andre sjikt av en sådan emulsjon ble senere lagt på det første med et resulterende, samlet sjikt av væskekrystalldråper i en polyvinylalkohol-grunnmasse med en tykkelse på ca. 0,04 mm. De innkapslede væskekrystaller kan fortrinnsvis avsettes i et eneste sjikt med en tykkelse på én eller flere kapsler. A 0.18 mm deposit of the emulsion material was placed on such an electrode and allowed to dry to a total thickness of approx. 0.02 mm. A second layer of such an emulsion was later superimposed on the first with a resulting aggregated layer of liquid crystal droplets in a polyvinyl alcohol matrix having a thickness of approx. 0.04 mm. The encapsulated liquid crystals can preferably be deposited in a single layer with a thickness of one or more capsules.

Den således dannede væskekrystallanordning, innbefattet sjiktet av Mylar, elektrode og innkapslede væskekrystaller ble deretter prøvet ved påtrykning av et elektrisk felt, hvorpå materialet skiftet fra svart til nesten klart gjennomsiktig. Materialet oppviste en meget vid betraktningsvinkel, dvs. den vinkel i hvilken lys ble overført, og kontrastforholdet var 7:1 med et påtrykt elektrisk felt på 50 volt. Omkoplingshastigheten var ca. 2 millisekunder på og ca. 4 millisekunder av. The liquid crystal device thus formed, including the layer of Mylar, electrode and encapsulated liquid crystals, was then tested by applying an electric field, whereupon the material changed from black to almost clear transparent. The material exhibited a very wide viewing angle, i.e. the angle at which light was transmitted, and the contrast ratio was 7:1 with an applied electric field of 50 volts. The switching speed was approx. 2 milliseconds on and approx. 4 milliseconds off.

Eksempel 11 Example 11

900 gram 7% full-hydrolysert polymer med høy viskositet (SA-72 fra American Liquid Xtal Chemical Corp.), 100 gram 8 250 nematisk væskekrystallmateriale (også fra American Liquid Xtal Chemical Corp.), 0,45 gram C26510 Sudan-svart B, og 0,15 gram C26100 Sudan III (de siste to bestanddeler var pleokroitiske fargestoffer) ble benyttet. Polymeren ble oppveid i et begerglass. Væskekrystallen ble oppveid og ble deretter plassert på en varm plate og ble oppvarmet langsomt. Fargestoffet ble oppveid på en skålvekt og ble tilsatt meget langsomt til væskekrystallen, idet blandingen ble omrørt inn-til alt fargestoff gikk i oppløsning. 900 grams 7% fully hydrolyzed high viscosity polymer (SA-72 from American Liquid Xtal Chemical Corp.), 100 grams 8250 nematic liquid crystal material (also from American Liquid Xtal Chemical Corp.), 0.45 grams C26510 Sudan Black B , and 0.15 gram of C26100 Sudan III (the last two components were pleochroic dyes) were used. The polymer was weighed into a beaker. The liquid crystal was weighed and then placed on a hot plate and heated slowly. The dye was weighed on a scale and added very slowly to the liquid crystal, the mixture being stirred in until all the dye dissolved.

Væskekrystall- og fargestoffoppløsningen ble deretter filtrert gjennom et standard Millipore-filtreringssystem som benyttet 8 m. filterpapir. Den filtrerte væskekrystall-og fargestoffoppløsning ble rørt inn i polymeren ved benyttelse av en Teflon-stang. Denne blanding ble innkapslet ved plassering av denne i en kolloidmølle som ble drevet med midlere skjærkraft i fem minutter. Emulsjonsfilmen ble deretter avtrukket på et ledende polyesterark. The liquid crystal and dye solution was then filtered through a standard Millipore filtration system using 8 m filter paper. The filtered liquid crystal and dye solution was stirred into the polymer using a Teflon rod. This mixture was encapsulated by placing it in a colloid mill which was operated at moderate shear for five minutes. The emulsion film was then pulled onto a conductive polyester sheet.

Under drift av en væskekrystallstruktur ifølge dette eksempel begynte væskekrystallstrukturen å innrette seg ved påtrykning av et elektrisk felt på 10 volt, og oppnådde met- During operation of a liquid crystal structure according to this example, the liquid crystal structure began to align upon application of an electric field of 10 volts, achieving met-

ning og maksimal optisk overføring ved 4 0 volt. ning and maximum optical transmission at 4 0 volts.

Eksempel 12 Example 12

Trinnene ifølge Eksempel 11 ble utført ved benyttelse av de samme bestanddeler og trinn bortsett fra at en 5% høyviskøs, full-hydrolysert polymer, såsom SA-72, ble innsatt i stedet for 7%-polymeren ifølge Eksempel 11. Drifts-resultatene var de samme som i Eksempel 11. The steps of Example 11 were carried out using the same ingredients and steps except that a 5% high viscosity, fully hydrolyzed polymer, such as SA-72, was substituted for the 7% polymer of Example 11. The operating results were the same as in Example 11.

Eksempel 13 Example 13

Prosessen ifølge Eksempel 11 ble utført for å danne en emulsjon idet det ble benyttet 4 gram 20% medium-viskøs, delvis hydrolysert polymer (såsom 4 05 som er angitt i den foregående Tabell I), og 2 gram 8250 nematisk væskekrystallmateriale med 0,08% D-37 magentarødt pleokroitisk fargestoff (et pleokroitisk fargestoff, en merkevare som fremstilles og/ eller selges av E. Merck, Vest-Tyskland) i oppløsning med væskekrystallen. The process of Example 11 was carried out to form an emulsion using 4 grams of 20% medium-viscous, partially hydrolyzed polymer (such as 4 05 set forth in the preceding Table I), and 2 grams of 8250 nematic liquid crystal material with 0.08 % D-37 magenta pleochroic dye (a pleochroic dye, a brand name manufactured and/or sold by E. Merck, West Germany) in solution with the liquid crystal.

Et objekt- eller preparatglass ble tatt ved benyttelse av en Teflon-stang og viste ved undersøkelse kapsler av midlere størrelse på ca. 3-4 ym i diameter. Materialet ble filtrert gjennom et Millipore-skjermfilter, og et nytt preparatglass ble tatt. Ved undersøkelse var det meget liten endring i kapselstørrelse fra den førstnevnte undersøkelse. An object or specimen slide was taken using a Teflon rod and on examination showed capsules of average size of approx. 3-4 ym in diameter. The material was filtered through a Millipore screen filter, and a new slide was taken. On examination, there was very little change in capsule size from the first-mentioned examination.

Emulsjonen ble avtrukket på en ledende polyester-bærefilm slik som i Eksempel 11 ved benyttelse av et skraperblad med en mellomromsinnstilling på ca. 0,13 mm. Under drift begynte det innkapslede væskekrystallmateriale å innrette seg ved påtrykning av et elektrisk felt på 10 volt, og var i metning eller fullstendig på-tilstand ved spenninger fra ca. 40 til 60 volt. The emulsion was drawn off on a conductive polyester carrier film as in Example 11 using a scraper blade with a gap setting of approx. 0.13 mm. During operation, the encapsulated liquid crystal material began to align upon application of an electric field of 10 volts, and was in saturation or fully on state at voltages from approx. 40 to 60 volts.

Eksempel 14 Example 14

Idet det ble benyttet en glass-stang som var ren-gjort og vasket med deionisert ASTM-100-vann, ble 2 gram 40% 8250 nematisk væskekrystallmateriale med 0,08% D-37 pleokroitisk fargestoff oppløst i dette blandet i 4 gram "405" (se Tabell I) avsaltet 20 vekt% medium-hydrolysert, medium-viskøs polymer meget omhyggelig i ca. 15 minutter. Materialet ble deretter filtrert gjennom et Millipore-skjermfilter med en størrelse på ca. 4 ym. Et preparatglass ble tatt etter at boblene hadde oppløst seg. Using a glass rod that had been cleaned and washed with deionized ASTM-100 water, 2 grams of 40% 8250 nematic liquid crystal material with 0.08% D-37 pleochroic dye dissolved therein was mixed in 4 grams of "405 " (see Table I) desalted 20% by weight medium-hydrolyzed, medium-viscous polymer very carefully for approx. 15 minutes. The material was then filtered through a Millipore screen filter with a size of approx. 4 etc. A preparation glass was taken after the bubbles had dissolved.

Deretter ble en film avtrukket med en mellomromsinnstilling på ca. 0,13 mm på et elektrisk ledende Intrex-elektrodefilmmateriale som var plassert på en polyesterbærer av Mylar-materiale. Under drift var det åpenbart at væskekrystallmaterialet begynte å innrette seg ved påtrykning av et elektrisk felt på 5 volt. Kontrasten var god og væskekrystallmaterialet var i fullstendig på-tilstand eller metning ved påtrykning av et elektrisk felt på 4 0 volt. A film was then subtracted with a spacing setting of approx. 0.13 mm on an electrically conductive Intrex electrode film material which was placed on a polyester support of Mylar material. During operation, it was obvious that the liquid crystal material began to align upon application of an electric field of 5 volts. The contrast was good and the liquid crystal material was in a fully on state or saturation when an electric field of 40 volts was applied.

Eksempel 15 Example 15

I dette eksempel ble det benyttet 8 gram D-85 pleokroitisk fargestoff oppløst i E-63 bifenyl-væskekrystall. Sådant materiale selges forhåndsblandet av British Drug House som er et datterselskap av E. Merck, Vest-Tyskland. Eksem-plet benyttet også 16 gram 20% PVA medium-viskøst, medium-hydrolysert polymer som innkapslingsmedium. Oppløsningen av væskekrystall og pleokroitisk fargestoff ble for hånd omhyggelig blandet i polymeren med langsom hastighet. Det kombinerte materiale ble deretter silt eller siktet med lav skjærkraft. Et preparatglass ble tatt og viste ved observasjon kapsler med en størrelse på ca. 3 ym. En film av en sådan emulsjon ble avtrukket på et elektrisk ledende polyesterark, som foran angitt, ved benyttelse av en mellomromsinnstilling på ca. 0,13 mm. Filmen var i på-tilstand eller begynte å ha innrettet væskekrystallstruktur med et påtrykt elektrisk felt på ca. 6 volt, og var i metning eller fullstendig på-tilstand ved 24 volt. In this example, 8 grams of D-85 pleochroic dye dissolved in E-63 biphenyl liquid crystal was used. Such material is sold premixed by British Drug House which is a subsidiary of E. Merck, West Germany. The example also used 16 grams of 20% PVA medium-viscous, medium-hydrolyzed polymer as encapsulation medium. The solution of liquid crystal and pleochroic dye was carefully mixed by hand into the polymer at a slow speed. The combined material was then sieved or screened at low shear. A preparation glass was taken and observation showed capsules with a size of approx. 3 etc. A film of such an emulsion was drawn onto an electrically conductive polyester sheet, as indicated above, using a gap setting of approx. 0.13 mm. The film was in the on state or started to have an aligned liquid crystal structure with an applied electric field of approx. 6 volts, and was in saturation or fully on state at 24 volts.

Eksempel 16 Example 16

En blanding ble dannet av 8 250 nematisk væskekrystall med 0,08% D-37 pleokroitisk fargestoff i oppløsning med denne, og en oppløsning av 15% AN169 Gantrez i 85% vann. Blandingen var av 15% væskekrystall og 85% Gantrez som inneslutningsmedium. Blandingen ble homogenisert ved lav skjærkraft for å danne en emulsjon som ble påført på en elektrode/ bærefilm slik som foran angitt. Denne bærefilm var ca. 0,03 mm tykk. Etter tørking av emulsjonen reagerte den resulterende væskekrystallemulsjon på et elektrisk felt i hovedsaken slik som foran angitt, idet den i hovedsaken absorberte eller i det minste ikke i vesentlig grad overførte lys i felt-av-tilstanden, oppviste en terskel på ca. 7 volt for å begynne overføring, og hadde et metningsnivå for i hovedsaken maksimal overføring ved ca. 4 5 volt. A mixture was formed of 8250 nematic liquid crystal with 0.08% D-37 pleochroic dye in solution therewith, and a solution of 15% AN169 Gantrez in 85% water. The mixture was 15% liquid crystal and 85% Gantrez as containment medium. The mixture was homogenized at low shear to form an emulsion which was applied to an electrode/carrier film as indicated above. This carrier film was approx. 0.03 mm thick. After drying the emulsion, the resulting liquid crystal emulsion responded to an electric field essentially as stated above, essentially absorbing or at least not significantly transmitting light in the field-off state, exhibiting a threshold of approx. 7 volts to begin transmission, and had a saturation level for essentially maximum transmission at approx. 4 5 volts.

I overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse kan mengdene av bestanddeler for fremstilling av de innkapslede væskekrystaller 11, for eksempel på den foran beskrevne måte, være som følger: In accordance with the present invention, the quantities of components for the production of the encapsulated liquid crystals 11, for example in the manner described above, can be as follows:

Væskekrystallmaterialet The liquid crystal material

Dette materiale kan være fra ca. 5% til ca. 20% og fortrinnsvis ca. 50% (og i noen tilfeller også enda mer, avhengig av beskaffenheten av innkapslingsmaterialet) innbefattet det pleokroitiske fargestoff, ved 25% (ved benyttelse av Gelvatol som innkapslingsmedium) volum av den totale oppløs-ning som avgis til blandeapparatet, såsom en kolloidmølle. Den aktuelle mengde av væskekrystallmateriale som benyttes, må vanligvis overskride volummengden av innkapslingsmedium, f.eks. PVA, for å optimere kapselstørrelsen. This material can be from approx. 5% to approx. 20% and preferably approx. 50% (and in some cases even more, depending on the nature of the encapsulation material) included the pleochroic dye, at 25% (when using Gelvatol as an encapsulation medium) volume of the total solution delivered to the mixing apparatus, such as a colloid mill. The actual amount of liquid crystal material used must usually exceed the volume amount of encapsulation medium, e.g. PVA, to optimize the capsule size.

PVA-materialet The PVA material

Mengden av PVA i oppløsningen må være av størrelses-orden fra ca. 5% til ca. 50%, og muligens enda mer, avhengig av hydrolysen og molekylvekten av PVA-materialet, og fortrinnsvis, slik som beskrevet foran, ca. 22%. Dersom for eksempel PVA-materialet har for stor molekylvekt, vil det resulterende materiale være likt glass, særlig dersom for mye PVA benyttes i oppløsningen. Dersom på den annen side molekylvekten er for lav, vil benyttelse av for lite PVA resultere i for lav viskositet av materialet, og den resulterende emulsjon vil ikke holde seg godt, og heller ikke vil dråpene i emulsjonen størkne på fyllestgjørende måte til de ønskede, sfæriske, innkapslede væskekrystaller. The amount of PVA in the solution must be of the order of magnitude from approx. 5% to approx. 50%, and possibly even more, depending on the hydrolysis and molecular weight of the PVA material, and preferably, as described above, approx. 22%. If, for example, the PVA material has too high a molecular weight, the resulting material will be similar to glass, especially if too much PVA is used in the solution. If, on the other hand, the molecular weight is too low, the use of too little PVA will result in too low a viscosity of the material, and the resulting emulsion will not hold well, nor will the droplets in the emulsion solidify in a filling manner into the desired, spherical , encapsulated liquid crystals.

Bæremediet The carrier medium

Resten av oppløsningen vil være vann eller et annet, fortrinnsvis flyktig, bæremedium, slik som foran beskrevet, med hvilket emulsjonen kan dannes og materialet avsettes på passende måte på et substrat, en elektrode eller liknende. The remainder of the solution will be water or another, preferably volatile, carrier medium, as described above, with which the emulsion can be formed and the material deposited in a suitable manner on a substrate, an electrode or the like.

Det vil innses at da de uherdede kapsler eller dråper av innkapslingsmedium og væskekrystallmateriale bæres i en væske, kan forskjellige konvensjonelle eller andre teknikker benyttes til å sortere kapslene etter størrelse, slik at kapslene kan formes på nytt dersom de har en uønsket stør-relse, ved at de på nytt mates f.eks. gjennom blandeapparatet, og slik at de endelig benyttede kapsler vil ha en ønsket ensartethet av de grunner som er omtalt foran. It will be appreciated that as the uncured capsules or droplets of encapsulation medium and liquid crystal material are carried in a liquid, various conventional or other techniques can be used to sort the capsules according to size, so that the capsules can be reshaped if they are of an undesirable size, by that they are fed again, e.g. through the mixing device, and so that the capsules finally used will have a desired uniformity for the reasons mentioned above.

Selv om innkapslingsteknikken er blitt beskrevet i detalj i forbindelse med emulgering, da produksjonen av væskekrystallanordninger gjøres lettvint på grunn av at innkapslingsmaterialet og bindemiddelet er det samme, kan fremstil-lingen av atskilte kapsler av væskekrystallmateriale iblant være fordelaktig, og benyttelsen av sådanne atskilte kapsler (med et bindemiddel) ligger innenfor rammen av oppfinnelsen . Although the encapsulation technique has been described in detail in connection with emulsification, since the production of liquid crystal devices is made easy due to the fact that the encapsulation material and the binder are the same, the production of separate capsules of liquid crystal material can sometimes be advantageous, and the use of such separate capsules ( with a binder) is within the scope of the invention.

Selv om den for tiden foretrukne utførelse av oppfinnelsen virker som reaksjon på påtrykning og fjerning av et elektrisk felt, kan operasjon også bevirkes ved påtrykning og fjerning av et magnetfelt. Although the currently preferred embodiment of the invention operates in response to the application and removal of an electric field, operation can also be effected by the application and removal of a magnetic field.

Angivelse av industriell anvendelse Indication of industrial use

Oppfinnelsen kan blant annet benyttes til å frem-stille en styrt, optisk fremvisningsanordning. The invention can be used, among other things, to produce a controlled, optical display device.

Claims (44)

1. Væskekrystallinnretning omfattende en væskekrystall (30) for på selektiv måte primært å spre lys eller, som reaksjon på et foreskrevet inngangssignal, å overføre lys, idet væskekrystallen omfatter driftsmessig nematisk væskekrystallmateriale med positiv, dielektrisk anisotropi, og et bæremedium (12) for understøttelse av væskekrystallen, KARAKTERISERT VED at bæremediet omfatter et inneslutningsmedium (11, 33) for å inneholde væskekrystallen (30) i flere volumer (31), idet inneslutningsmediet omfatter en overflateanordning for innretting av væskekrystallen for å bevirke i hovedsaken isotrop spredning av lys ved fravær av et foreskrevet inngangssignal, og at det er anordnet en reflekterende anordning (18, 19) for å bevirke total indre refleksjon av lys som spres av væskekrystallen.1. Liquid crystal device comprising a liquid crystal (30) for selectively primarily scattering light or, in response to a prescribed input signal, transmitting light, the liquid crystal comprising operational nematic liquid crystal material with positive dielectric anisotropy, and a carrier medium (12) for support of the liquid crystal, CHARACTERIZED IN THAT the carrier medium comprises a containment medium (11, 33) to contain the liquid crystal (30) in several volumes (31), the containment medium comprising a surface device for aligning the liquid crystal to effect essentially isotropic scattering of light in the absence of a prescribed input signal, and that a reflective device (18, 19) is provided to effect total internal reflection of light scattered by the liquid crystal. 2. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at væskekrystallen (30) og inneslutningsmediet er dannet av et lag av innkapslet væskekrystall (11), og at innretningen videre omfatter elektroder (13, 14) som er anbrakt mellom bæremediet (12) og det nevnte lag av innkapslet væskekrystall, for å påtrykke et elektrisk felt for å innrette væskekrystallen (30) i forhold til dette.2. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the liquid crystal (30) and the containment medium are formed by a layer of encapsulated liquid crystal (11), and that the device further comprises electrodes (13, 14) which are placed between the carrier medium (12) and the aforementioned layer of encapsulated liquid crystal, to apply an electric field to align the liquid crystal (30) relative thereto. 3. Innretning ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at væskekrystallmaterialet (30) har en ordinær brytningsindeks som er i hovedsaken avpasset etter inneslutningsmediets (33) brytningsindeks for å maksimere optisk overføring ved nærvær av et elektrisk felt, og en ekstraordinær brytningsindeks som er forskjellig fra inneslutningsmediets brytningsindeks for å bevirke i hovedsaken isotrop spredning ved fravær av et elektrisk felt.3. Device according to claim 1 or 2, CHARACTERIZED IN THAT the liquid crystal material (30) has an ordinary refractive index which is mainly adjusted to the refractive index of the containment medium (33) in order to maximize optical transmission in the presence of an electric field, and an extraordinary refractive index which is different from the confinement medium's refractive index to effect essentially isotropic scattering in the absence of an electric field. 4. Innretning ifølge ett av kravene 1-3, KARAKTERISERT VED at bæremediet (12) har en betraktningsside (20) og en motsatt side, idet et refleksjonsmedium (18) er beliggende på minst én av betraktningssiden og den motsatte side, og at bæremediets (12) brytningsindeks er større enn refleksjonsmediets (18) brytningsindeks idet den reflekterende anordning (18, 19) omfatter en grenseflate (19) mellom den ene av de nevnte sider og det nærliggende refleksjonsmedium (18) for å bevirke total indre refleksjon av lys i bæremediet (12) som innfaller på den nevnte grenseflate (19) i en vinkel som overskrider en forutbestemt lyskonusvinkel ved hvilken lys vil bli overført gjennom grenseflaten.4. Device according to one of claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT the carrier medium (12) has a viewing side (20) and an opposite side, a reflection medium (18) being located on at least one of the viewing side and the opposite side, and that the carrier medium's (12) index of refraction is greater than the index of refraction of the reflective medium (18) as the reflective device (18, 19) comprises an interface (19) between one of the mentioned sides and the nearby reflective medium (18) to cause total internal reflection of light in the carrier medium (12) which falls on the aforementioned interface (19) at an angle that exceeds a predetermined light cone angle at which light will be transmitted through the interface. 5. Innretning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at væskekrystallen (30) er operativ ved fravær av et elektrisk felt for å spre en vesentlig del av lys i en vinkel som overskrider vinkelen for totale indre refleksjon for bæremediet (12) ved den nevnte grenseflate (19).5. Device according to claim 4, CHARACTERIZED IN THAT the liquid crystal (30) is operative in the absence of an electric field to scatter a substantial part of light at an angle that exceeds the angle of total internal reflection for the carrier medium (12) at the aforementioned interface ( 19). 6. Innretning ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at bæremediet videre omfatter en bærer for understøttelse av de nevnte volumer av væskekrystallen i inneslutningsmediet.6. Device according to claim 5, CHARACTERIZED IN THAT the carrier medium further comprises a carrier for supporting the aforementioned volumes of the liquid crystal in the containment medium. 7. Innretning ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at refleksjonsmediet befinner seg på både betraktningssiden og den motsatte side, at bæremediets (12) brytningsindeks er større enn brytningsindeksene for refleksjonsmediet (18) på både betraktningssiden og den motsatte side, og at den reflekterende anordning omfatter grenseflatene mellom begge de nevnte sider og det respektive, nærliggende refleksjonsmedium for å bevirke den totale indre refleksjon.7. Device according to claim 5, CHARACTERIZED IN THAT the reflection medium is located on both the viewing side and the opposite side, that the carrier medium (12)'s refractive index is greater than the refractive indices of the reflection medium (18) on both the viewing side and the opposite side, and that the reflective device comprises the interfaces between both of the mentioned sides and the respective nearby reflection medium to effect the total internal reflection. 8. Innretning ifølge ett av kravene 4-7, KARAKTERISERT VED at den videre omfatter en lysdirigeringsanordning (143) for å rette innfallende lys inn i bæremediet (12a, 12b) på den nevnte motsatte side av dette, idet lysdirigeringsanordningen omfatter en anordning for å rette sådant innfallende lys inn i bæremediet i en retning som ligger i hovedsaken utenfor den vanlige synslinje for betraktning fra den nevnte betraktningsside (20).8. Device according to one of claims 4-7, CHARACTERIZED IN THAT it further comprises a light directing device (143) for directing incident light into the carrier medium (12a, 12b) on the said opposite side thereof, the light directing device comprising a device for directing such incident light into the carrier medium in a direction which lies mainly outside the normal line of sight for viewing from the said viewing side (20). 9. Innretning ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at den reflekterende anordning omfatter et mellomrom (80) mellom bæremediet (12a, 12b) og lysdirigeringsanordningen (143) for å bevirke en total indre refleksjon mellom bæremediet og det nevnte mellomrom.9. Device according to claim 8, CHARACTERIZED IN THAT the reflective device comprises a space (80) between the carrier medium (12a, 12b) and the light directing device (143) to effect a total internal reflection between the carrier medium and said space. 10. Innretning ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at lysdirigeringsanordningen omfatter en lyskontrollfilm (143) som har lys-overførende og lysabsorberende partier (144 hhv. 145), idet det absorberende parti er slik anbrakt i forhold til den nevnte grenseflate at det absorberer i det minste noe lys som overføres gjennom grenseflaten.10. Device according to claim 9, CHARACTERIZED IN THAT the light directing device comprises a light control film (143) which has light-transmitting and light-absorbing parts (144 and 145 respectively), the absorbing part being placed in such a way in relation to the mentioned interface that it absorbs in the least any light that is transmitted through the interface. 11. Innretning ifølge ett av kravene 1-4, KARAKTERISERT VED at inneslutningsmediet (132) er operativt for å inneholde atskilte mengder av driftsmessig nematisk væskekrystallmateriale (133) og for å forvrenge væskekrystallmaterialet til ikke-parallell innretting ved fravær av et elektrisk felt, og for å tillate i hovedsaken parallell innretting av væskekrystallmaterialet (133) ved nærvær av et elektrisk felt.11. Device according to one of claims 1-4, CHARACTERIZED IN THAT the containment medium (132) is operative to contain separate amounts of operational nematic liquid crystal material (133) and to distort the liquid crystal material into non-parallel alignment in the absence of an electric field, and to allow substantially parallel alignment of the liquid crystal material (133) in the presence of an electric field. 12. Innretning ifølge krav 11, KARAKTERISERT VED at den videre omfatter en tilsetningsanordning (134) i det driftsmessig nematiske væskekrystallmateriale (133), for å påskynde sådan forvrengning og retur til ikke-parallell innretting ved fjerning av det elektriske felt.12. Device according to claim 11, CHARACTERIZED IN that it further comprises an addition device (134) in the operational nematic liquid crystal material (133), to accelerate such distortion and return to non-parallel alignment upon removal of the electric field. 13. Innretning ifølge krav 12, KARAKTERISERT VED at tilsetningsanordningen (134) omfatter en chiral-tilsetning.13. Device according to claim 12, CHARACTERIZED IN THAT the addition device (134) comprises a chiral addition. 14. Innretning ifølge ett av kravene 1-13, KARAKTERISERT VED at bæremediet (12') omfatter en optisk absorpsjonsanordning (81) for absorpsjon av lys som overføres gjennom den motsatte side av bæremediet i forhold til betraktningssiden.14. Device according to one of claims 1-13, CHARACTERIZED IN THAT the carrier medium (12') comprises an optical absorption device (81) for absorbing light that is transmitted through the opposite side of the carrier medium in relation to the viewing side. 15. Innretning ifølge krav 11, KARAKTERISERT VED at den videre omfatter en anordning for å forsøke å tvinge i det minste en del av i det minste noe av væskekrystallmaterialet (201) til i hovedsaken normal innretting med overf lateanordningen (203 ) ved fravær av det foreskrevne inngangssignal.15. Device according to claim 11, CHARACTERIZED IN THAT it further comprises a device for trying to force at least a part of at least some of the liquid crystal material (201) into essentially normal alignment with the surface device (203) in the absence of the prescribed input signal. 16. Innretning ifølge ett av kravene 1-15, KARAKTERISERT VED at væskekrystallmaterialet (30) er optisk anisotropt, og at forskjellen mellom væskekrystallmaterialets ordinære brytningsindeks og overflateanordningéns (32) brytningsindeks ikke er mer enn ca. 0,3.16. Device according to one of claims 1-15, CHARACTERIZED IN THAT the liquid crystal material (30) is optically anisotropic, and that the difference between the liquid crystal material's ordinary refractive index and the surface device's (32) refractive index is not more than approx. 0.3. 17. Innretning ifølge krav 16, KARAKTERISERT VED at inneslutningsmediet (11) danner kapselliknende volumer (31) som inneholder væskekrystallmateriale, og at størrelsen av de kapselliknende volumer er fra ca. 0,3 pm til ca. 100 pm.17. Device according to claim 16, CHARACTERIZED IN THAT the containment medium (11) forms capsule-like volumes (31) containing liquid crystal material, and that the size of the capsule-like volumes is from approx. 0.3 pm to approx. 100 p.m. 18. Innretning ifølge ett av kravene 1-17, KARAKTERISERT VED at de nevnte volumer (31) har en diameter på fra ca. 1 pm til ca. 30 pm.18. Device according to one of claims 1-17, CHARACTERIZED IN THAT the said volumes (31) have a diameter of from approx. 1 pm to approx. 30 p.m. 19. Innretning ifølge krav 18, KARAKTERISERT VED at væskekrystallmaterialet (30) har en ekstraordinær brytningsindeks som er ulik overflateanordningéns brytningsindeks.19. Device according to claim 18, CHARACTERIZED IN THAT the liquid crystal material (30) has an extraordinary refractive index which is different from the refractive index of the surface device. 20. Innretning ifølge ett av kravene 16-19, KARAKTERISERT VED at den omfatter et substrat (12) for understøttelse av et lag av væskekrystallmaterialet og inneslutningsmediet, idet laget har en tykkelse på fra ca. 0,007 mm til ca. 0,254 mm.20. Device according to one of claims 16-19, CHARACTERIZED IN THAT it comprises a substrate (12) for supporting a layer of the liquid crystal material and the containment medium, the layer having a thickness of from approx. 0.007 mm to approx. 0.254 mm. 21. Innretning ifølge ett av kravene 16-20, KARAKTERISERT VED at overflateanordningen påvirker væskekrystallmaterialets naturlige struktur for å forårsake en forvrengt innretting av dette ved fravær av et elektrisk felt, for å redusere optisk overføring uavhengig av polarisasjon.21. Device according to one of claims 16-20, CHARACTERIZED IN THAT the surface device affects the natural structure of the liquid crystal material to cause a distorted alignment of this in the absence of an electric field, to reduce optical transmission regardless of polarization. 22. Innretning ifølge ett av kravene 16-21, KARAKTERISERT VED at overflateanordningen omfatter et antall inneslutnings-anordninger (32) med buede overflater for å forårsake en forvrengt innretting av væskekrystallmaterialet som, som reaksjon på sådan forvrengning, i det minste enten sprer eller absorberer lys når pleokroitisk fargestoff er til stede i væskekrystallmaterialet (30), og som, som reaksjon på et elektrisk felt som det foreskrevne inngangssignal, reduserer graden av sådan spredning eller absorpsjon i det minste i retning av det påtrykte, elektriske felt.22. Device according to one of claims 16-21, CHARACTERIZED IN THAT the surface device comprises a number of containment devices (32) with curved surfaces to cause a distorted alignment of the liquid crystal material which, in reaction to such distortion, at least either scatters or absorbs light when pleochroic dye is present in the liquid crystal material (30) and which, in response to an electric field such as the prescribed input signal, reduces the degree of such scattering or absorption at least in the direction of the applied electric field. 23. Innretning ifølge krav 22, KARAKTERISERT VED at den nevnte innretting forløper i det minste delvis parallelt med krumningen av de nevnte volumer.23. Device according to claim 22, CHARACTERIZED IN THAT the said alignment runs at least partially parallel to the curvature of the said volumes. 24. Innretning ifølge krav 23, KARAKTERISERT VED at de buede volumer (31) omfatter atskilte buede volumer som inneholder atskilte mengder av væskekrystallmateriale.24. Device according to claim 23, CHARACTERIZED IN THAT the curved volumes (31) comprise separate curved volumes containing separate amounts of liquid crystal material. 25. Innretning ifølge ett av kravene 16-24, KARAKTERISERT VED at inneslutningsmediet er valgt fra den gruppe som omfatter harpiks, polymer, gelatin, Carbopol, Gantrez, polyvinylalkohol, karboksy-polymetylenpolymer og polymetyl-vinyleter/maleinsyre-anhydrid.25. Device according to one of claims 16-24, CHARACTERIZED IN THAT the containment medium is selected from the group comprising resin, polymer, gelatin, Carbopol, Gantrez, polyvinyl alcohol, carboxy-polymethylene polymer and polymethyl vinyl ether/maleic anhydride. 26. Innretning ifølge ett av kravene 1-15, KARAKTERISERT VED at inneslutningsmediet omfatter en tørket, stabil emulsjon.26. Device according to one of claims 1-15, CHARACTERIZED IN THAT the containment medium comprises a dried, stable emulsion. 27. Innretning ifølge ett av kravene 1-15, KARAKTERISERT VED at inneslutningsmediet omfatter en dispersjon av væskekrystallmaterialet og et inneslutningsmateriale.27. Device according to one of claims 1-15, CHARACTERIZED IN THAT the containment medium comprises a dispersion of the liquid crystal material and a containment material. 28. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at minst én av elektrodene (13, 14) omfatter elektrisk ledende blekk.28. Device according to claim 2, CHARACTERIZED IN that at least one of the electrodes (13, 14) comprises electrically conductive ink. 29. Innretning ifølge krav 28, KARAKTERISERT VED at det elektrisk ledende blekk er optisk reflekterende.29. Device according to claim 28, CHARACTERIZED IN THAT the electrically conductive ink is optically reflective. 30. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at minst én av elektrodene (13, 14) er påført ved hjelp av minst én av metodene pådamping, vakuumavsetting, påspruting, trykking, plate-valsetrykking, dyptrykkvalsetrykking, motvalsetrykking, sten-silering og silketrykk-trykking.30. Device according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT at least one of the electrodes (13, 14) is applied by means of at least one of the methods evaporation, vacuum deposition, spraying, printing, plate-roll printing, gravure-roll printing, counter-roll printing, stenciling and silk-screen printing printing. 31. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at elektrodene (13, 14) omfatter minst én komponent fra den gruppe som består av indiumtinnoksid, gull, aluminium, tinnoksid og antimontinnoksid.31. Device according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT the electrodes (13, 14) comprise at least one component from the group consisting of indium tin oxide, gold, aluminium, tin oxide and antimony tin oxide. 32. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at flere volumer av væskekrystallmateriale i et inneslutningsmedium dekker en vesentlig del av en bæremediet.32. Device according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT several volumes of liquid crystal material in a containment medium cover a substantial part of a carrier medium. 33. Innretning ifølge krav 32, KARAKTERISERT VED at den omfatter flere elektroder (14a, 14b) for påtrykning av elektriske felter på utvalgte partier av væskekrystallmaterialet (61), idet elektrodene er anbrakt over forholdsvis mindre områder av bæremediet (12) og væskekrystallmaterialet (61) enn den vesentlige del av væskekrystallmaterialet som dekker bæremediet.33. Device according to claim 32, CHARACTERIZED IN THAT it comprises several electrodes (14a, 14b) for applying electric fields to selected parts of the liquid crystal material (61), the electrodes being placed over relatively smaller areas of the carrier medium (12) and the liquid crystal material (61 ) than the substantial part of the liquid crystal material covering the carrier medium. 34. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at én av elektrodene er dannet av en plateliknende elektrode som dekker en vesentlig overflate av bæremediet.34. Device according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT one of the electrodes is formed by a plate-like electrode which covers a substantial surface of the carrier medium. 35. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den videre omfatter en krets (15, 16) for tilveiebringelse av elektrisk energi til elektrodene (13, 14).35. Device according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT it further comprises a circuit (15, 16) for providing electrical energy to the electrodes (13, 14). 36. Innretning ifølge ett av kravene 1-35, KARAKTERISERT VED at den laveste dielektrisitetskonstant for væskekrystallmaterialet ligger mellom ca. 3,5 og ca. 8.36. Device according to one of claims 1-35, CHARACTERIZED IN THAT the lowest dielectric constant for the liquid crystal material lies between approx. 3.5 and approx. 8. 37. Innretning ifølge ett av kravene 1-36, KARAKTERISERT VED at overf lateanordningen omfatter en anordning for å forårsake en ikke-lineær innretting av væskekrystallmaterialet, for derved å spre lys ved fravær av det foreskrevne inngangssignal.37. Device according to one of claims 1-36, CHARACTERIZED IN THAT the surface device comprises a device for causing a non-linear alignment of the liquid crystal material, thereby diffusing light in the absence of the prescribed input signal. 38. Innretning ifølge ett av kravene 1-5, 11-13, 15 eller 29-35, KARAKTERISERT VED at inneslutningsmediet og bæremediet omfatter samme materiale.38. Device according to one of claims 1-5, 11-13, 15 or 29-35, CHARACTERIZED IN THAT the containment medium and the carrier medium comprise the same material. 39. Væskekrystalldisplay for fremvisning av klare tegn eller liknende på en mørk bakgrunn, og omfattende en væskekrystall (30), KARAKTERISERT VED at væskekrystallen på i hovedsaken isotrop måte sprer lys som faller inn på denne, idet væskekrystallen omfatter flere volumer (31) av driftsmessig nematisk væskekrystallmateriale med positiv, dielektrisk anisotropi i et inneslutningsmedium (11, 32), idet volumene er avgrenset av vegger (50) av inneslutningsmediet, idet veggene ved fravær av et elektrisk felt er operative for å samvirke med væskekrystallmaterialet (30) for å bevirke spredning av lys, og væskekrystallmaterialet reagerer på påtrykning av et elektrisk felt for å innrettes i forhold til dette, for derved å redusere graden av sådan spredning, og at displayet videre omfatter en refleksjonsanordning (18, 19) for å reflektere lys som spres på isotrop måte av væskekrystallen, tilbake til væskekrystallen for ytterligere spredning ved hjelp av denne.39. Liquid crystal display for displaying clear characters or the like on a dark background, and comprising a liquid crystal (30), CHARACTERIZED IN THAT the liquid crystal scatters light that falls on it in an essentially isotropic manner, the liquid crystal comprising several volumes (31) of operational nematic liquid crystal material with positive dielectric anisotropy in a containment medium (11, 32), the volumes being bounded by walls (50) of the containment medium, the walls being operative in the absence of an electric field to interact with the liquid crystal material (30) to effect scattering of light, and the liquid crystal material reacts to the application of an electric field to align itself in relation to this, thereby reducing the degree of such scattering, and that the display further comprises a reflection device (18, 19) to reflect light that is scattered in an isotropic manner of the liquid crystal, back to the liquid crystal for further scattering by means of it. 40. Væskekrystalldisplay for fremvisning av klare tegn eller liknende på en mørk bakgrunn, og omfattende en væskekrystall (30), KARAKTERISERT VED at væskekrystallen på i hovedsaken isotrop måte sprer lys som er innfallende på denne, og at displayet videre omfatter en refleksjonsanordning (18, 19) for å reflektere lys som er spredt på isotrop måte av væskekrystallen (30), tilbake til væskekrystallen for ytterligere spredning ved hjelp av denne, idet refleksjonsanordningen omfatter et bæremedium (12) for understøttelse av væskekrystallen og utførelse av total indre refleksjon av lys i denne, idet bæremediet har en betraktningsflate (64) gjennom hvilken lys som spres på isotrop måte av væskekrystallen innenfor en foreskrevet vinkel, kan overføres for å tilveiebringe sådan klar tegntilsynekomst, og bæremediet har et område i hvilket lys ikke reflekteres gjennom betraktningsflaten, for derved å bevirke tilsynekomst av en forholdsvis mørk bakgrunn, idet det nevnte område omfatter et område nær væskekrystallen som er i hovedsaken optisk overførende, idet væskekrystallen omfatter minst ett sjikt (61) av innkapslet, driftsmessig nematisk væskekrystallmateriale i bæremediet, idet væskekrystallmaterialet har positiv dielektrisk anisotropi og en ordinær brytningsindeks som i det vesentlige er avpasset til bæremediets brytningsindeks for å maksimere optisk overføring ved nærvær av et elektrisk felt, og for å bevirke vesentlig isotrop spredning ved fravær av et elektrisk felt.40. Liquid crystal display for displaying clear characters or the like on a dark background, and comprising a liquid crystal (30), CHARACTERIZED IN THAT the liquid crystal scatters light that is incident on it in an essentially isotropic manner, and that the display further comprises a reflection device (18, 19) to reflect light that is scattered isotropically by the liquid crystal (30) back to the liquid crystal for further scattering by means of this, the reflection device comprising a carrier medium (12) for supporting the liquid crystal and performing total internal reflection of light in this, the carrier medium having a viewing surface (64) through which light scattered isotropically by the liquid crystal within a prescribed angle can be transmitted to provide such clear character appearance, and the carrier medium having an area in which light is not reflected through the viewing surface, thereby cause the appearance of a relatively dark background, the said area comprising an area n is the liquid crystal which is essentially optically transmitting, the liquid crystal comprising at least one layer (61) of encapsulated, operationally nematic liquid crystal material in the carrier medium, the liquid crystal material having positive dielectric anisotropy and an ordinary refractive index which is essentially matched to the refractive index of the carrier medium in order to maximize optical transmission in the presence of an electric field, and to effect substantially isotropic scattering in the absence of an electric field. 41. Display ifølge krav 40, KARAKTERISERT VED at den omfatter en optisk absorberende anordning (21) for absorpsjon av lys som overføres gjennom væskekrystallmaterialet (61) og bæremediet (12) på avstand fra innretningens betraktningsside.41. Display according to claim 40, CHARACTERIZED IN THAT it comprises an optical absorbing device (21) for absorbing light that is transmitted through the liquid crystal material (61) and the carrier medium (12) at a distance from the device's viewing side. 42. Fremgangsmåte for fremvisning av et klart tegn eller annen informasjon på en forholdsvis mørk bakgrunn ved anvendelse av væskekrystallmateriale, hvor væskekrystallmaterialet er inneholdt i volumer som er formet i et inneslutningsmedium, idet væskekrystallmaterialet er driftsmessig nematisk, har positiv dielektrisk anisotropi, og har en ekstraordinær brytningsindeks som er forskjellig fra inneslutningsmediets brytningsindeks, og en ordinær brytningsindeks som er i hovedsaken avpasset til inneslutningsmediets brytningsindeks, KARAKTERISERT VED at den omfatter de trinn å forme inneslutningsmediet slik at væskekrystallmaterialets struktur innrettes for å bevirke i hovedsaken isotrop spredning av i det minste noe lys som innfaller på væskekrystallmaterialet, å tilveiebringe en grenseflate med en brytningsindeksforskjell for å forårsake total indre refleksjon av isotropt spredt lys tilbake til væskekrystallmaterialet for å friske opp dette, og å overføre i det minste noe av det lys som er spredt av væskekrystallmaterialet, til et betraktningsområde for å danne det nevnte tegn eller annen informasjon.42. Method for displaying a clear sign or other information on a relatively dark background using liquid crystal material, where the liquid crystal material is contained in volumes that are formed in a containment medium, the liquid crystal material being operationally nematic, having positive dielectric anisotropy, and having an extraordinary refractive index which is different from the refractive index of the encapsulating medium, and an ordinary refractive index which is essentially matched to the enclosing medium's refractive index, CHARACTERIZED IN THAT it includes the steps of shaping the enclosing medium so that the structure of the liquid crystal material is aligned to effect essentially isotropic scattering of at least some light which incident on the liquid crystal material, to provide an interface with a refractive index difference to cause total internal reflection of isotropically scattered light back to the liquid crystal material to refresh it, and to transmit at least some of the light that e r scattered by the liquid crystal material, into a viewing area to form the said character or other information. 43. Fremgangsmåte ifølge krav 42, KARAKTERISERT VED at et elektrisk felt påtrykkes selektivt på væskekrystallmaterialet for å innrette dette for gjennomsiktighet for å danne den forholdsvis mørke bakgrunn.43. Method according to claim 42, CHARACTERIZED BY the fact that an electric field is selectively applied to the liquid crystal material to adjust it for transparency to form a relatively dark background. 44. Fremgangsmåte ifølge krav 42 eller 43, KARAKTERISERT VED at i det minste noe av det lys som overføres av væskekrystallmaterialet, absorberes.44. Method according to claim 42 or 43, CHARACTERIZED IN THAT at least some of the light transmitted by the liquid crystal material is absorbed.
NO841067A 1983-03-21 1984-03-20 LIQUID CRYSTAL DEVICE AND PROCEDURE FOR REPRESENTATIVES BY SUCH A DEVICE NO173078C (en)

Applications Claiming Priority (2)

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

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO841067L NO841067L (en) 1984-09-24
NO173078B true NO173078B (en) 1993-07-12
NO173078C NO173078C (en) 1993-10-20

Family

ID=27045438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO841067A NO173078C (en) 1983-03-21 1984-03-20 LIQUID CRYSTAL DEVICE AND PROCEDURE FOR REPRESENTATIVES BY SUCH A DEVICE

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
FI841091A (en) 1984-09-22
IE59619B1 (en) 1994-03-09
NO841067L (en) 1984-09-24
FI89311C (en) 1993-09-10
FI841091A0 (en) 1984-03-19
NO173078C (en) 1993-10-20
NZ207420A (en) 1988-02-12
IE840689L (en) 1984-09-21
MX163255B (en) 1992-03-24
FI89311B (en) 1993-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU617354B2 (en) Enhanced scattering in voltage sensitive liquid crystal
US4591233A (en) Enhanced scattering in voltage sensitive encapsulated liquid crystal with spaced apart absorber
US4596445A (en) Colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
JP2776684B2 (en) Field-responsive optical modulator
US4605284A (en) Encapsulated liquid crystal and method
US5216530A (en) Encapsulated liquid crystal having a smectic phase
US4810063A (en) Enhanced scattering voltage sensitive encapsulated liquid crystal with light directing and interference layer features
US4579423A (en) Encapsulated liquid crystal and method
US4616903A (en) Encapsulated liquid crystal and method
US4662720A (en) Colored encapsulated liquid crystal devices using imbibition of colored dyes and scanned multicolor displays
EP0121415B1 (en) Colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering, imbibition method, and scanned multicolor displays
EP0251629B1 (en) Fluorescent colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
EP0204537A2 (en) Encapsulated liquid crystal having a smectic phase
WO1985005192A1 (en) Liquid crystal projector and method
JPH01501255A (en) double layer display
US5089904A (en) Encapsulated liquid crystal material, apparatus and method
US5103326A (en) Fluorescent colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
US4844596A (en) Aligning and distorting features in enhanced scattering voltage sensitive encapsulated liquid crystal
US4838660A (en) Colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
US4884873A (en) Encapsulated liquid crystal material, apparatus and method having interconnected capsules
US4815826A (en) Colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering, fluorescent dye and dielectric thin films
US5052784A (en) Fluorescent colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering
EP0260455B1 (en) Enhanced scattering in voltage sensitive encapsulated liquid crystal
NO173078B (en) LIQUID CRYSTAL DEVICE AND PROCEDURE FOR REPRESENTATIVES BY SUCH A DEVICE
US4850678A (en) Colored encapsulated liquid crystal apparatus using enhanced scattering