NO173078B

NO173078B - Vaeskekrystallinnretning og fremgangsmaate for fremvisning ved hjelp av en saadan innretning

Info

Publication number: NO173078B
Application number: NO841067A
Authority: NO
Inventors: James Lee Fergason
Original assignee: Manchester R & D Partnership
Priority date: 1983-03-21
Filing date: 1984-03-20
Publication date: 1993-07-12
Also published as: FI841091A; IE59619B1; FI89311C; NO841067L; FI841091A0; IE840689L; NZ207420A; MX163255B; FI89311B; NO173078C

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.

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 .

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.

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,

etc. på en forholdsvis mørk bakgrunn. Det ville også være ønskelig å forbedre den effektive kontrast mellom det fremviste tegn og selve fremvisningsanordningens bakgrunn.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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,

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-

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

de karakteriserende trekk ifølge krav 42.

Benyttelse av innkapslede væskekrystaller i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse har muliggjort tilfredsstillende anvendelse av væskekrystaller i forholdsvis store fremvisningsanordninger, såsom oppslagstavler, 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 ).

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.

Et særtrekk ved den sfæriske eller på annen måte

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.

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.

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.

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.

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.

I overensstemmelse med oppfinnelsen kan som nevnt

en væskekrystall-fremvisningsanordning frembringe forholdsvis klare eller hvite tegn, informasjon, etc. på en forholdsvis mørk bakgrunn. Det klare eller lyse tegn frembringes av

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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

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-

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.

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.

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.

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.

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.

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

kapselen.

På fig. 2 og 3 er vist en skjematisk fremstilling

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,

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Kapslene 3 2 kan være av forskjellige størrelser.

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.

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.

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.

10%- materiale

20%- materiale 40%- materiale 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.

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.

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.

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.

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.

I det følgende er angitt flere eksempler på materialer og metoder for fremstilling av væskekrystall-fremvisningsanordninger og driftsegenskaper for disse i overensstemmelse med oppfinnelsen.

Eksempel 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.

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.

Selv om en homogenisator ble benyttet, kan andre typer av blandere, etc. benyttes for å utføre den ønskede blanding.

Eksempel 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.

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.

Eksempel 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,

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.

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.

Eksempel 4

Et eksempel på det isotropt spredende materiale

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.

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.

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.

Eksempel 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.

Eksempel 6

En blanding ble dannet av nematisk væskekrystall

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

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.

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.

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.

Flere forskjellige polymer-inneslutningsmedier som kan benyttes, er angitt i Tabell I nedenfor. Tabellen angir også flere egenskaper for de respektive polymerer.

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.

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.

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.

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.

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,

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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)

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.

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

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

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.

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

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.

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 .

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.

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",

slik at det innkapslede væskekrystallmateriale som faller i hovedsaken direkte derimellom, bringes til å være i ordnet

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.

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"''

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.

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..

Eksempel 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.

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.

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.

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.

Eksempel 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%

(resten var vann) oppløsning av L.O. 630 overflateaktivt stoff, og 15% kloroform.

Dette materiale ble blandet ved høy skjærkraft 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.

En modifisert væskekrystall-fremvisningsanordning

140 ifølge oppfinnelsen er vist skjematisk på fig. 14 og 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.

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 .

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.

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.

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

med oppfinnelsen.

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 .

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.

Et eksempel på et sådant- materiale 200 er gitt nedenfor:

Eksempel 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).

Resultatet var en innkapslet væskekrystall i hvilken kapselveggen reagerte med Quilon M-oppløsningen for å danne et uoppløselig skall.

Ved observasjon med polarisert lys ble det funnet at kapselveggen innrettet væskekrystallen i radial retning.

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.

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.

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.

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,

319 for i sin tur å påtrykke et elektrisk felt over den innkapslede væskekrystall 311 når bryteren 317 lukkes.

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.

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 .

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.

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

av det spredte lys inntreffe i kapselen.

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.

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.

Et skjematisk, elektrisk koplingsskjerna som representerer den krets over hvilken det elektriske felt E på 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

er dannet, og av avstanden mellom disses effektive plater.

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

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.

I forbindelse med f.eks. kondensatoren 371 er det dielektriske materiale det materiale av hvilket kapselveggen 54

er dannet forholdsvis nær det øvre parti av kapselen 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.

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.

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.

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.

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.

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,

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.

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.

Eksempel 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

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.

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.

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.

Eksempel 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.

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.

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-

ning og maksimal optisk overføring ved 4 0 volt.

Eksempel 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.

Eksempel 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.

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.

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.

Eksempel 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.

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.

Eksempel 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.

Eksempel 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.

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:

Væskekrystallmaterialet

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.

PVA-materialet

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.

Bæremediet

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.

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.

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 .

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.

Angivelse av industriell anvendelse

Oppfinnelsen kan blant annet benyttes til å frem-stille en styrt, optisk fremvisningsanordning.

Claims

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.

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.

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.

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.

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).

6. Innretning ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at bæremediet videre omfatter en bærer for understøttelse av de nevnte volumer av væskekrystallen i inneslutningsmediet.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

13. Innretning ifølge krav 12, KARAKTERISERT VED at tilsetningsanordningen (134) omfatter en chiral-tilsetning.

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.

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.

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.

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.

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.

19. Innretning ifølge krav 18, KARAKTERISERT VED at væskekrystallmaterialet (30) har en ekstraordinær brytningsindeks som er ulik overflateanordningéns brytningsindeks.

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.

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.

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.

23. Innretning ifølge krav 22, KARAKTERISERT VED at den nevnte innretting forløper i det minste delvis parallelt med krumningen av de nevnte volumer.

24. Innretning ifølge krav 23, KARAKTERISERT VED at de buede volumer (31) omfatter atskilte buede volumer som inneholder atskilte mengder av væskekrystallmateriale.

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.

26. Innretning ifølge ett av kravene 1-15, KARAKTERISERT VED at inneslutningsmediet omfatter en tørket, stabil emulsjon.

27. Innretning ifølge ett av kravene 1-15, KARAKTERISERT VED at inneslutningsmediet omfatter en dispersjon av væskekrystallmaterialet og et inneslutningsmateriale.

28. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at minst én av elektrodene (13, 14) omfatter elektrisk ledende blekk.

29. Innretning ifølge krav 28, KARAKTERISERT VED at det elektrisk ledende blekk er optisk reflekterende.

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.

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.

32. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at flere volumer av væskekrystallmateriale i et inneslutningsmedium dekker en vesentlig del av en bæremediet.

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.

34. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at én av elektrodene er dannet av en plateliknende elektrode som dekker en vesentlig overflate av bæremediet.

35. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den videre omfatter en krets (15, 16) for tilveiebringelse av elektrisk energi til elektrodene (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.

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.

38. Innretning ifølge ett av kravene 1-5, 11-13, 15 eller 29-35, KARAKTERISERT VED at inneslutningsmediet og bæremediet omfatter samme materiale.

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.

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.

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.

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.

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.

44. Fremgangsmåte ifølge krav 42 eller 43, KARAKTERISERT VED at i det minste noe av det lys som overføres av væskekrystallmaterialet, absorberes.