Жидкокристаллическое устройство с микрокапсулированными элементами Советский патент 1991 года по МПК G02F1/13 

ку 23,шунтируя материал жидкого крис- 25 жидкий кристалл 1 для достижения опталла. Поэтому полное сопротивление для тока через стенку 23 от точки 25 до точки 27 должно быть значительным

по сравнению с полным сопротивлением, которое могло бы встретиться на пути тока непосредственно от точки 25 до точки 26 внутри внутренней поверхности 19 стенки, непосредственно через материал 10 жидкого кристалла до точки 28 и также в объеме 11, наконец, снова до точки 27

Диэлектрические константы (коэффициенты) материала, и з которого образуется среда, образующая капсулы, и в который заключается материал, составляющий жидкий кристалл, а также величины эффективной емкости стенки 23 капсулы, в частности, в радиальном направлении, и материала жидкого кристалла, по концам которого подается электрическое поле - все должно быть согласовано так, что стенка 23 капсулы 12 значительно не снижает величину приложенного электрического поля.

Условная эквивалентная электрическая схема капсулы 12 показана на фигаб Электрическое поле исходит от источника 6 напряжения, когда замкнут переключатель 7. Конденсатор 32 имеет емкость материала 10 жидкого кристалла в заключенном в капсулу жидком кристалле 1. Конденсатор 31 имеет емкость стенки 23 капсулы 12

0

5

0

5

0

5

тимальной работы, т.е. ориентирования молекул жидкого кристалла с мини мальным общим потреблением энергии источника 6 напряжения.

Делая как можно тоньше стенку 23 при сохранении адэкватной ее проч ности для содержания материала 0 жидкого кристалла в объеме 11,величины конденсаторов 31, 32 могуг быть увеличены особенно в сравнении с толщиной или длиной расстояния между верхним участком 29 материала 10 жидкого кристалла нижней части 30 его, которые примерно и эквивалентно образуют обкладки того же порядка конденсатора 32.

Как сказано, чем больше размер капсулы, тем меньше электрическое поле, необходимое для достижения ориентирования молекул жидкого кристалла в ней. Однако, чем больше сфера (капсула), тем дольше время срабатывания.

Пример. 0,45% плеохлорическо- го красителя типа Суданской сажи В растворяют в жидком кристалле, который состоит из ароматических эфиров. Такой комбинированный материал продается под индексом № М8250 фирмой Америкен ликид кстал кемикал кор., Кент, Огайо. Этот материал смешивается с раствором 7%-кого поливинилового спирта (ПВС), который обрабатывается для удаления всех солей. Также подготовляют раствор с водой типа

15

20

ASTM-100 Полученная смесь помещает ся в коллоидную мельницу, и материал перемалывается в течение 4 мин для получения суспензии частиц однородного размера. В результате получают стабильную эмульсию, размер суспен- зированных частиц которой примерно 3 мкм. Эмульсия наносится на майлар- ную пленку, которая предварительно . Q покрыта слоем электрода из оксида олова Используют ракель для нанесе- ния эмульсионного материала на май- ларную пленку на сторонеs покрытой слоем электрода,

На такой электрод наносится 7 мм эмульсионного материала и высушивается до общей толщины 0,8 мм. Затем наносится второй слой такой эмульсии на первый, образуя агрегированный слой капелек жидкого кристалла в мат- рице поливинилового спирта, имеющий толщину 1,6 мм. Предпочтительно заключенные в капсулы жидкие кристаллы наносятся как одинарный слой толщи 25 ной из одной или нескольких капсул.

Образованное таким образом устройство на жидких кристаллах содержащее слой из майлара, электрод и заключенные в капсулы жидкие кристаллы 30 затем испытывается путем приложения электрического поля, после чего материал изменяется от черного к почти светлопрозрачному. Материал показал очень широкий угол обзора и отношение контрастности составило 7:1 при 50 В электрического напряжения, Ско« рость переключения около 2 мс при включении и около 4 мс при выключении

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность получения устройств на жидких кристаллах значительной площади при сохранении высоких светотехнических характеристик, кроме 5 того, для обеспечения однородности этих характеристик по площади и поддержания управляющего напряжения в узких пределах возможно обеспечение градации капсул по диаметрам с целью JQ исключения их разбросов в одном устройстве. Входным сигналом для предла гаемого устройства может быть либо

162005612

электрическое поле, либо магнитное поле.

35

40

Формула изобретени

I Жидкокристаллическое устройст во с микрокапсулированными элементами, содержащее совокупность замкнутых объемов материала жидкого кристалла, имеющего природную струк туру, причем объемы материала жидко го кристалла распределены в удерживающей среде, отличающеес тем, что, с целью увеличения площад устройства при сохранении уровня и равномерности контраста, материал жидкого кристалла выбран нематичес- ким с положительной диэлектрической анизотропией и обыкновенным показателем преломления, равным показател преломления удерживающей среды,

2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что материал жидкого кристалла содержит плеохрои ческий краситрль,

За Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что удерживающая срсда расположена на подложке

4, Устройство по пп,1-3S отличающееся тем, что содер жит склеивающее средство, расположенное между удерживающей средой и

ПОДЛОЖКОЙ,

5л Устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что содер жит средство для приложения электри ческого поля к материалу жидкого кристалла

6.Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство приложения электрического поля выполнено с парой электродов.

7.Устройство по пп.1-6, отличающееся тем, что удерживающая среда выполнена в виде кап сулы для каждого объема материала ж кого кристалла с искривленной повер ностью,

8.Устройство по п.7, отличающееся тем, что капсулы имеют сферическую форму.

5

0

5 Q

5

0

Формула изобретение

I Жидкокристаллическое устройство с микрокапсулированными элементами, содержащее совокупность замкнутых объемов материала жидкого кристалла, имеющего природную структуру, причем объемы материала жидкого кристалла распределены в удерживающей среде, отличающееся тем, что, с целью увеличения площади устройства при сохранении уровня и равномерности контраста, материал жидкого кристалла выбран нематичес- ким с положительной диэлектрической анизотропией и обыкновенным показателем преломления, равным показателю преломления удерживающей среды,

2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что материал жидкого кристалла содержит плеохрои- ческий краситрль,

За Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что удерживающая срсда расположена на подложке

4, Устройство по пп,1-3S отличающееся тем, что содержит склеивающее средство, расположенное между удерживающей средой и

ПОДЛОЖКОЙ,

5л Устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что содержит средство для приложения электрического поля к материалу жидкого кристалла

6.Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство приложения электрического поля выполнено с парой электродов.

7.Устройство по пп.1-6, отличающееся тем, что удерживающая среда выполнена в виде капсулы для каждого объема материала жидкого кристалла с искривленной поверхностью,

8.Устройство по п.7, отличающееся тем, что капсулы имеют сферическую форму.

Изобретение относится к опто- электронике и может быть использова- но в диспелях на жидких кристаллах больших размеров, использующих кап- сулированные жидкокристаллические элементы, в других устройствах модуляции оптического излучения,, Цель изобретения - увеличение площади уст- ройства при сохранении уровня и равномерности контраста. Сущность изобретения состоит в создании активного слоя, состоящего из нематического жидкого кристалла с положительной Ю 5 диэлектрической анизотропией, капсу- лированного в среду, образующую замкнутые капсулы 12 из материала с показателем преломления, равным обыкновенному показателю преломления жидкого кристалла. Активный слой располагается на подложке 2 со сплошным электродом 3, второй электрод 4 в виде сегментов наносится на активный слой и может быть защищен защитным покрытием 5. Активный спой может быть приклеен к поверхности подложки. Материал жидкого кристалла может иметь плеохроический краситель. В отсутствии напряжения активный слой рассеивает излучение и имеет темный фон, при подаче напряжения на любой из сегментов этот сегмент становится прозрачным для внешнего излучения и возникает контрастное изображение. При толщине активного слоя 1,6 мм, представляющего собой нематический жидкий кристалл с красителем суданская сажа в капсулах поливинилового спирта диаметром 3 мкм и нанесенного на майларовую пленку с электродом из оксида олова, достигнут контраст 7:1 при напряжении 50 В, приложенном к активному слою. 7 з.п. ф-лы, 6 ил « 05 ГО Ol оъ

Фиг. 2

77Х / ™ г

/ /t

&bZvd Z2 jL /

Фиг. J

и

Фигм

Фиг. 5

#L3p-j;

# y-jj

Фиг. 6