DE2437516A1

DE2437516A1 - Matrixfoermig ansteuerbares lichtanzeigetableau mit fluessigen kristallen

Info

Publication number: DE2437516A1
Application number: DE2437516A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Kato; Masao Kawachi; Osamu Kogure; Ibaraki Mito; Hisao Takada
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1973-08-06
Filing date: 1974-08-03
Publication date: 1975-02-27
Also published as: DE2437516B2; US3936815A; NL7410389A; NL162485C; FR2257968B1; FR2257968A1; NL162485B; GB1475735A

Description

München, den 2. August 29/007 - Dr. Hk/bgr

Nippon Telegraph and Telephone
Public Corporation
Tokyo, Japan

Matrixförmig ansteuerbares Licht-Anzeigetableau mit flüssigen Kristallen

Die Erfindung betrifft ein matrixförmig ansteuerbares Licht-Anzeigetableau mit flüssigen Kristallen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Flüssige Kristalle werden nach ihrer Molekülanordnung in drei Arten eingeteilt, nämlich nematische, cholesterische und snektische Substanzen. Nematische Substanzen haben die Eigenschaft, daß in ihrem Normalzustand alle Moleküle parallel zueinander in Richtung ihrer Längsachse ausgerichtet sind. Die nematischen Substanzen werden ferner in solche vom η-Typ und solche vom p-Typ unterteilt. In nematischen Kristeilen vom η-Typ ist die Richtung des elektrischen Dipolmoments senkrecht oder nahezu senkrecht zur molekularen Längsachse, während in Kristallen vom p-Typ die Richtung des elektrischen Dipolmoments ganz oder nahezu parallel zur molekularen Längsachse verläuft.

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Cholesterische flüssige Kristalle bestehen im Normalzustand aus sehr dünnen, parallel zueinander angeordneten Schichten, in denen die Moleküle mit parallelen Längsachsen nebeneinander liegen, wobei die Achsenrichtungen der Moleküle von Schicht zu Schicht um einen festen Winkel abweichen. Die Achsenrichtungen der Moleküle in den verschiedenen Schichten rotieren also mit festgelegter Ganghöhe, so daß sich eine schraubenförmige Anordnung ergibt. Auch wenn einer cholesterischen Flüssigkeit andere Substanzen in gewissem Ausmaß zugesetzt werden, bilden sich Mischkristalle der cholesterischen Phase, das heißt flüssige Mischkristalle, in denen die schraubenförmige Anordnung überwiegt.

Wenn ein flüssiger Kristall zwischen zwei planparallele Glasplatten eingebracht und eine Spannung an auf den Innenflächen der Glasplatten befindliche durchsichtige Elektroden angelegt wird, treten optische Speichererscheinungen auf, die sich in verzögerter Anpassung des Lichtdurchlaßvermögens des flüssigen Kristalls an die jeweiligen Spannungs- bzw. Feldstärkenverhältnisse bemerkbar machen. Dies wird im einzelnen anhand der Fig. 1A 1C erläutert.

Fig. 1A gilt für den Fall, daß ein cholesterischer flüssiger Kristall zu einem nematischen Material vom η-Typ zugefügt wird. Wenn hier eine zunehmende Spannung angelegt wird, folgt das optische Durchlaßvermögen des flüssigen Kristalls dem Pfeil 1.

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Anfangs ist die Lichtdurchlässigkeit hoch. Bei einer Schwellenspannung Vj geht der flüssige Kristall in einen milchigen trüben Zustand über, worin das Durchlaßvermögen nur gering ist. Wenn in diesem Zustand die angelegte Spannung wieder verringert wird, bleibt der milchige getrübte Zustand bestehen, das heißt die Lichtdurchlässigkeit verläuft längs des Pfeils 2. Erst nach einiger Zeit der Ruhe wird wieder der Ausgangszustand erreicht.

Fig. 1B und 1C gelten für den Fall eines flüssigen Kristalls von cholesterischer Struktur mit der Eigenschaft, daß die Molekülachsen sich sämtlich in Richtung eines äußeren elektrischen Feldes ausrichten, wenn die Feldstärke einen Schwellenwert überschreitet. Wenn im Falle der Fig. 1B die Spannung zunimmt, geht der flüssige Kristall längs des Pfeils 3 aus dem milchigen trüben Zustand bei einer Schwellenspannung V„ in einen lichtdurchlässigen Zustand über. Wenn die Spannung wieder abnimmt, kehrt der flüssige Kristall längs des Pfeiles 4 an der gleichen Stelle in den ursprünglichen trüben Zustand zurück* Im Falle der Fig. 1C befindet sich der flüssige Kristall vor dem Anlegen der Spannung in einem lichtdurchlässigen Zustand I. Wenn die angelegte Spannung eine Schwellenspannung V. überschreitet, geht der lichtdurchlässige Zustand längs des Pfeils 5 in einen getrübten Zustand über. Wenn von diesem Zustand aus die Spannung wieder verringert wird, bleibt längs des Pfeils 6 der getrübte Zustand

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bestehen. Wird dagegen die Spannung von dem getrübten Zustand aus weiter erhöht, so daß sie eine zweite Schwellenspannung V„ überschreitet, so geht der flüssige Kristall längs des Pfeils 7 wieder in einen lichtdurchlässigen Zustand H über. Wenn in diesem Zustand die Spannung rasch abgeschaltet wird, geht der flüssige Kristall längs des Pfeils 8 wieder aus dem lichtdurchlässigen Zustand H in den lichtdurchlässigen Zustand I über, nachdem er momentan einen undurchsichtigen Zustand durchlaufen hat. Wenn dagegen im Zustand H die Spannung allmählich verringert wird, geht die Substanz aus dem lichtdurchlässigen Zustand längs des Pfeils 9 in den trüben Zustand über. Diese Erscheinungen treten auch bei Verwendung einer Wechselspannung auf.

Der Fall der Fig. 1C ergibt sich insbesondere, wenn die Elektrodenoberfläche mit bestimmten Substanzen hydrophil gemacht worden ist, um eine zur Oberfläche senkrechte Molekülorientierung zu erreichen.

Die den Fig. 1A und 1C entsprechenden flüssigen Mischkristalle von cholesterischer Struktur haben auch nach der Abschaltung des elektrischen Feldes eine optische Speicherwirkung. Sie sind deshalb schon in elektrooptischen Wandlern verwendet worden, haben aber den Nachteil, daß die Ansprechzeit solcher flüssiger Kristalle wesentlich größer als diejenige von Wandlern mit nema-

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tischen flüssigen Kristallen ist. Ferner muß bei den flüssigen Mischkristallen der cholesterischen Phase entsprechend Fig. 1B stets ein konstanter Wechselstrom angelegt werden, um das Bild bestehen zu lassen; die Ansprechzeit beträgt ein Mehrfaches von 10 msec und die Schwellenspannung ist nicht definiert genug, weshalb das Kontrastverhältnis, das heißt das Verhältnis der Lichtdurchlässigkeiten des hellen und des dunklen Zustandes, verringert ist und die Steuerung durch eine Adressenmatrix auf Schwierigkeiten stößt.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Licht-Anzeigetableau der angegebenen Art so auszubilden, daß die Abtastgeschwindigkeit trotz niedriger Betriebsspannung erhöht werden kann, ohne daß das Bild zweier sich rechtwinkelig schneidender Elektroden sichtbar wird.

Die Erfindung beruht auf der geschickten Ausnutzung der Eigenschaften des Übergangs zwischen der nematischen und der cholesterischen Phase in der Umgebung der Schwellenspannung

V„ bei cholesterischen Mischkristallen mit dem Verhalten nach π

Fig. 1B und 1C.

Verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind:

Fig. 1A bis 1C Diagramme zur Darstellung der Beziehungen zwischen angelegter Spannung und Durchlaßvermögen flüssiger Kristalle

Fig. 2 die schematische Darstellung einer Elementarzelle der Anzeigevorrichtung

Fig. 3 ein Diagramm der Mischungsverhältnisse flüssiger Kristalle mit 3 Komponenten

Fig. 4A und 4B schematische Darstellungen der Struktur und Orientierung von Molekülen

Fig. 5 ein Diagramm des Verlaufs einer an dem flüssigen Kristall liegenden Spannung

Fig. 6A und 6B schematische Darstellungen der Molekülstruktur und Orientierung in der Nähe des Phasenumwandlungspunktes

Fig. 7A und 7B Draufsicht und Schnittdarstellung eines Anzeigetableaus mit flüssigen Kristallen

Fig. 8A und 8B Diagramme des Spannungsverlaufs und der

Transparenz (Lichtdurchlässigkeit) für diese An-509809/0773

Ordnung,

Fig. 9A ein Blockschaltbild der Speiseschaltung des Anzeigetableaus

Fig. 9B bis 9D verschiedene Ausführungsformen einer Speiseschaltung für eine Zeilenelektrode

Fig. 9E bis 9G verschiedene Ausführungsformen einer Speiseschaltung für eine Spaltenelektrode

Fig. 10, 12, 13A und 13B erläuternde Darstellungen für ein Arbeitsverfahren zum Betrieb des Anzeigetableaus und

Fig. 11 eine erläuternde Darstellung eines bekannten Verfahrens zum Betrieb eines matrixförmig ansteuerbaren Lichtanzeigetableaus, mit flüssigen Kristallen.

Es sei zunächst anhand der Fig. 2 der Aufbau einer Elementarzelle des Anzeigetableaus mit flüssigen Kristallen erläutert. Zwei optisch transparente Elektroden aus Zinnoxid oder Indiumoxid sind auf die ebenen Flächen zweier gegenüberstehender, paralleler Glasplatten 12 und 13 aufgedampft. Zwischen den Elektroden befindet sich ein flüssiger Kristall 14. An die Elektroden ist eine Spannungsquelle 15 angeschlossen. Die transparente Elektrode 11 kann durch einen lichtreflektierenden

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Metallbelag aus Aluminium, Nickel oder dgl. ersetzt werden, wenn ein reflektierendes Anzeigetableau gebildet werden soll.

Der verwendete flüssige Mischkristall hat die aus Fig. 1B und 1C hervorgehenden Eigenschaften. Flüssige Kristalle mit diesem Verhalten sind folgende:

(I) Ein Mischkristall aus drei Komponenten^eines nematischen Materials vom p-Typ, eines nematischen Materials vom n-Typ und eines cholesterischen Materials.

(II) Ein Mischkristall aus zwei Komponente^eines nematischen Materials vom p-Typ und eines cholesterischen Materials.

(III) Ein Mischkristall aus nematischem Material vom p-Typ, nematischen} Material vom η-Typ und einem optisch aktiven Material wie 1-Menthol, das zum Ersatz des cholesterischen Materials bestimmt ist.

Die nematischen Substanzen vom p-Typ sind: p-Alkoxybenzyliden-p'-cyanoanilin,
p-Cyanobenzyliden-p¹-alkoxyanilin,
p-Alkylbenzyliden-p'-cyanoanilin,
p-Cyanobenzyliden-p'-alkylanilin,
p-Alkylcarboxybenzyliden-p'-cyanoanilin, p-Alkyl-p'-alkylazoxybenzol,
p-Alkyl-p'-cyanodiphenyl und

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p-Alkoxy-p'-cyanodiphenyl Es können eine oder mehrere dieser Substanzen Verwendung finden.

Die nematischen Substanzen von η-Typ sind:

p-Alkoxybenzyliden-p'-alkylanilin und p-Alkylcarboxybenzyliden-p'-alkylanilin Auch hier können eine oder mehrere Substanzen verwendet werden.

Die cholesterischen Materialien sind» Cholesterinderivate Cholesternolderivate, Coprostanolderivate und Epicholesternolderivate.

Auch hier können eine oder mehrere Substanzen verwendet werden.

Als vorteilhaft hat sich folgende Zusammensetzung erwiesen: 3 bis 50 Gew.-% der cholesterischen Substanz; 10 bis 67 Gew.-I der nematischen Substanz vom p-Typ und 30 bis 87 6ew.-l der nematischen Substanz vom n-Typ.

Dieser Komponentenbereich ist in Fig. 3 schraffiert eingezeichnet. Die angegebenen Grenzen für die einzeihen Komponenten sind aus folgenden Gründen gewählt:

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Wenn der cholesterische Anteil weniger als 3% beträgt, bleibt der flüssige Kristall im trüben Zustand oberhalb der Schwellenspannung V, nicht mehr in diesem Zustand, wenn die Spannung abgeschaltet wird. Außerdem wird die Übergangszeit von der nematischen in die cholesterische Phase (siehe unten) zu lang für eine Anwendung als Anzeigetableau. Wenn andererseits der Anteil des cholesterischen Materials 50% übersteigt, wird die Schwellenspannung V„ proportional zur Konzentration des cholesterischen Anteils höher und diese Spannungserhöhung ist nicht erwünscht. Wenn der Anteil z.B. mehr als 50% beträgt, übersteigt die Schwellenspannung V„ bereits den Wert 400 Volt.

Wenn der Anteil des nematischen Materials vom p-Typ weniger als 10% beträgt, richten sich die Moleküle des flüssigen Kristalls weniger gut in Richtung des elektrischen Feldes aus und die Schwellenspannung V„ wird entsprechend höher.

Wenn der Anteil des nematischen Materials vom η-Typ weniger als 30% beträgt, sind die Moleküle des flüssigen Kristalls nicht mehr normal zur Wandfläche der lichtdurchlässigen Zelle orientiert; ein solcher flüssiger Kristall ist für den vorliegenden Zweck nicht geeignet. Die Phase des Mischkristalls aus nematischem Material vom p-Typ und vom η-Typ soll also dem p-Typ angehören.

Bei Verwendung eines flüssigen Mischkristalls aus zwei Kompo-

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nenten sind folgende Mischungsverhältnisse vorzuziehen:

50 bis 9 7 Gew.-% nematisches Material vom p-Typ und 3 bis 50 Gew.-I cholesterisches Material.

Wenn in diesem Falle der Anteil der cholesterischen Komponente weniger als Ί>% beträgt, bleibt der flüssige Kristall nach dem Anlegen einexjdie Schwellenspannung V, übersteigenden Spannung nicht im trüben Zustand, wenn die Spannung abgeschaltet wird. Wenn der Anteil dieser Komponente andererseits 501 übersteigt, wird die Schwellenspannung V„ proportional zur Konzentrati- i des cholesterischen Materials höher, was unerwünscht ist. Bei einem Anteil von mehr als 5ol beträgt die Schwellenspannung V„ im allgemeinen mehr als 100 Volt.

Wie erwähnt, empfiehlt es sich, die Wandflächen der Glasplatten bzw. der auf ihnen angebrachten durchsichtigen Elektroden mit einem Hydrophilierungsmittel zu behandeln. Dies hat folgenden Grund.,Wie Fig. 4A zeigt, haben die für nematische flüssige Kristalle oft verwendeten Moleküle an einem Ende eine hydrophile Gruppe (durch einen Kreis dargestellt) und am anderen Ende eine hydrophobe Gruppe (durch eine Zickzack-Linie dargestellt). Wenn also die Wandfläche hydrophobe oder hydrophile Eigenschaften aufweist, orientieren sich die Moleküle senkrecht zur

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Wandfläche, und zwar sind bei hydrophoben Eigenschaften der Wand die Moleküle so angeordnet, daß ihre hydrophoben Enden der Wand zugekehrt sind, während bei einer Hydrophilierung der Wandfläche die hydrophoben Gruppen der Moleküle von der Wand wegstreben. Letzterer Fall ist in Fig. 4B schematisch dargestellt.

Zum Hydrophilieren wird die Wandfläche mit einer wässrigen Lösung von NaOH oder einem Chromsäuregemisch gereinigt.

Zum Hydrophobieren können zum Beispiel folgende Methoden angewandt werden:

a) Die durchsichtige Plattenfläche wird mit einem Silan

(z.B. Dimethyl-dicnTorsilan, Diäthoxy-dimethylsilan und Dimethoxydimethylsilan) behandelt, und zwar direkt oder nach dem Aufbringen von Siliciummonoxid oder Siliciumdioxid im Vakuum.

b) Die durchsichtige Plattenfläche wird mit einem oberflächenaktiven Mittel, wie Lecithin, Siliconlack oder Natriumoleat behandelt.

c) Ein oberflächenaktives Mittel (z.B. Natriumoleat) wird mit einem Anteil von weniger als 11 dem flüssigen Kristall beigefügt.

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Ausführungsbeispiel:

SiO wird im Vakuum auf die Wandfläche aufgedampft. Dann wird die Platte in eine Lösung getaucht, die durch Verdünnen von Dimethyldichlorsilan im Anteil von 1 bis 101 mit Toluol bereitet wurde. Die Platte wird bei Zimmertemperatur mehr als 5 Minuten in der Lösung belassen, dann unter fließendem Wasser gereinigt und weiter in Äthanol mit Ultraschall gereinigt.

Das Verhalten einer solchen Zelle eines'flüssigen Kristalls wird nun im einzelnen erläutert.

Es wird eine Spannung entsprechend dem in Fig. 5 gezeigten zeitlichen Verlauf an die Elektroden der Elementarzelle angelegt. Wie man sieht, wird vorbereitend eine, höhere Spannung als die Schwellenspannung V„ angelegt, um den flüssigen Kristall lichtdurchlässig zu machen. Dann wird die Spannung auf einen geringeren Wert als die Schwellenspannung V„ verringert und nach einem kurzen Zeitintervall t wird die Spannung abermals erhöht und auf einem Wert nahe der Schwellenspannung V„ gehalten.

Für die damit erzielte Wirkung kommt es auf die Länge des Zeitintervalls t im Verhältnis zu einer kritischen Impulslänge t an. Diese Impulslänge entspricht der Obergangszeit des flüssigen Kristalls von der nematischen in die cholesterische Phase. Wenn das Intervall t kleiner als diese kritische Impulslänge t ist, also 0<t<t , bleibt der lichtdurchlässige

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Zustand trotz der Spannungsschwankung erhalten.

Falls dagegen das Zeitintervall t länger als die kritische Impulslänge t ist, also t * t , geht der lichtdurchlässige Zustand in einen milchigen trüben Zustand über, der sich nach einer gewissen Zeit stabilisiert.

Dieses Verhalten des flüssigen Kristalls rührt davon her, daß die Anordnung der Moleküle in dem flüssigen Kristall sich ändert, wenn die angelegte Spannung lang genug auf einem kleineren Wert als die Schwellenspannung V„ verharrt. Wenn nämlich die Spannung größer als V„ ist, sind die Achsenrichtungen der Moleküle 17 des flüssigen Kristalls gleichmäßig parallel zum elektrischen Feld, d.h. normal zur Elektrodenfläche 16 ausgerichtet (siehe Fig. 6A). Wenn nun die Spannung auf einen kleineren Wert als V„ absinkt, suchen molekulare Kräfte den flüssigen Kristall von selbst aus der nematischen, optisch durchlässigen Phase H in die cholesterische Phase zurückzuführen. Diese Molekularkräfte führen in einer sehr kurzen Übergangszeit t_nc zum Aufbau einer cholesterischen Helix S (N bedeutet eine nematische, C eine cholesterische Phase). Wenn diese Elementarhelix S fertig vorliegt, wirkt sie als Auslöser für den tatsächlichen Obergang in den trüben Zustand F nach einem Zeitintervall τ,; selbst wenn die angelegte Spannung inzwischen wieder nahezu die

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Schwellenspannung V„ erreicht hat, bleibt der trübe Zustand F lange Zeit stabil. Wenn dagegen O < t < t , ist die Elementarhelix S noch nicht fertig aufgebaut und deshalb kann der trübe Zustand F nicht auftreten. In der hier betrachteten Anordnung gilt ungefähr to « 8 ms; τ , ~ 300 ms.

Bei den bekannten Anzeigevorrichtungen mit flüssigen Kristallen in der cholesterischen Phase muß zum Obergang vom lichtdurchlässigen zum trüben Zustand durch Anlegen einer Spannung,

die höher als die Schwellenspannung V. in Fig. 1A ist, die Spannung mindestens 100 bis 300 msec angelegt bleiben. Mit der hier beschriebenen Anordnung ist es dagegen möglich, den optischen Zustand bereits mit einem sehr kurzen Impuls von etwa * =8 msec _Zu beeinflussen; dies stellt den wichtigsten Vorteil dieser Anordnung dar.

Es folgen einige Ausführungsbeispiele für den Aufbau des flüssigen Kristalls.

Beispiel 1 :

Auf zwei Glasplatten, die mit durchsichtigen Elektroden versehen waren, wurde SiO im Vakuum aufgedampft. Dann wurden die Platten mehr als 5 Minuten in eine Lösung getaucht, die durch Auflösen von etwa 5% Dimethyldichlorsilan mit Toluol bereitet war. Anschließend wurden die Platten unter fließendem Wasser gewaschen und mit einem Ultraschallreiniger in Äthanol

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weitergereinigt. Die Platten wurden dann mit den behandelten Seiten einander gegenübergestellt und es wurde ein Flüssigkeitsgemisch folgender Zusammensetzung zwischen sie gebracht: 60 Gew.-I p-Methoxybenzyliden-p'-n-butylanilin 25 Gew.-I p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyanoanilin und 15 Gew.-% Cholesterylchlorid.

Die Schichtdicke des flüssigen Kristalls betrug 12 pm. Die kritische Impulslänge t war 8 msec bei Zimmertemperatur, die Übergangszeit τ, vom lichtdurchlässigen zum optisch trüben Zustand betrug etwa 300 msec und die Schwellenspannung V_H war 27 Volt.

Beispiel 2:

Zwischen in gleicher Weise wie im Beispiel 1 behandelte und mit dem gleichen Abstand angeordnete Glasplatten wurde folgendes Flüssigkeitsgemisch eingefüllt: 50 Gew.-I p-Methoxybenzjliden-p'-n-butylanilin, 20 Gew.-I p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyanoanilin und 30 Gew.-% Cholesterylchlorid.

Es wurden folgende charakteristische Werte gemessen: t = 3 msec bei 40⁰C.

τ, = 100 msec, V„ = 35 Volt.

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Beispiel 3:

Unter den gleichen Versuchsbedingungen wurde folgendes Flüssigkeitsgemisch verwendet:

59 Gew.-% p-Methoxybenzyliden-p'-n-butylanilin, 26 Gew.-% p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyanoanilin und 15 Gew.-$ Cholesterylnonanoat.

Es wurden folgende Werte gemessen: t = 4,5 msec τ, s 300 msec

V„ = 35 Volt, π

Beispiel 4:

Zwei mit lichtdurchlässigen Elektroden versehene Glasplatten wurden in einem Gemisch von Natriumbichromat und Schwefelsäure gereinigt, dann unter fließendem Wasser gewaschen und mit einem Ultraschallreiniger in Äthanol weiter gereinigt. Bei gleichem Abstand der beiden Platten wie vorher wurde ein Flüssigkeitsgemisch von 80 Gew.-I p-n-Buthoxybenzyliden-p¹-cyanoanilin und 20 Gew.-5 Cholesterylmyristat verwendet. Es wurden folgende Werte gemessen: t_Q = 3 msec bei 70⁰C τ, ~ 100 msec, V_H = 32 Volt.

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Beispiel 5:

Bei der gleichen Versuchsanordnung wie in Beispiel 1 wurde ein Flüssigkeitsgemisch von 90 Gew.-$ p-Hexylbenzyliden-p'-cyanoanilin und 10 Gew.-I Cholesterylchlorid verwendet. Die Dicke des flüssigen Kristalls betrug in diesem Falle 11 pm. Es wurden folgende Werte gemessen: t = 15 msec bei Zimmertemperatur
τ, ~ 300 msec

V„ = 10 Volt
π

Wenn in den obigen Beispielen durch entsprechende Spannungen an den Elektroden ein Übergang vom lichtdurchlässigen zum optisch trüben Zustand bewirkt wurde, war der zu beobachtende Kontrast dieser beiden Zustände höher als der Kmtrast in bekannten Anzeigevorrichtungen mit flüssigen Kristallen. Ferner wurden die gleichen Ergebnisse auch erzielt, wenn statt der Gleichspannung eine Wechselspannung verwendet wurde.

Wenn der flüssige Kristall mit den Eigenschaften nach Fig. 1C im optisch transparenten Zustand I unter dem Mikroskop betrachtet wird, wobei durch entsprechende Oberflächenbehandlung die senkrechte Molekülorientierung gewährleistet ist, erkennt man eine cholesterische Phase in spiralförmigen Mustern ähnlich Fig. 6B. Da der Abstand der einzelnen Windungen dieser Spiralen

mit
ungefähr/der Schraubensteigung des verwendeten flüssigen

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Kristalls übereinstimmt, muß angenommen werden, daß die Schraubenachsen im Zustand I der Fig. 1C parallel zur Wandfläche verlaufen. Andererseits sind im optisch transparenten Zustand H praktisch alle Molekülachsen in Richtung des elektrischen Feldes ausgerichtet. Dies kann als entarteter Zustand gedeutet werden, bei dem die Richtung der Schraubenachsen parallel zur Wandfläche verläuft, die Steigung jedoch unendlich groß ist. Der Übergang vom nematischen transparenten Zustand H zum cholesterischen transparenten Zustand I, der bei raschem Zusammenbruch des elektrischen Feldes eintritt,läßt sich also allein durch die Umordnung der Moleküle des flüssigen Kristalls zu einer schraubenförmigen Anordnung verwirklichen, während die Achsenrichtung ungeändert bleibt. Deshalb ist die für diesen Übergang von H nach I erforderliche Zeit am kürzesten.

Wenn dagegen die Moleküle des flüssigen Kristalls angeregt werden, sich parallel zur Wandfläche auszurichten, verläuft die Richtung der Schraubenachsen im cholesterischen transparenten Zustand I senkrecht zur Wandfläche. Eine solche Orientierung parallel zur Wandfläche läßt sich z.b. durch Reiben der Wandfläche in einer Richtung mit einem absorbierenden Baumwolltuch oder dergleichen erzielen. In diesem Falle muß die Richtung der Schraubenachsen sich für den Übergang vom nematischen transparenten Zustand H zum cholesterischen transparenten Zustand I um 90 drehen, weshalb die für den Übergang von H zu I erforder-

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liehe Zeit länger wird.

Wenn die Wandfläche überhaupt keine Orientierungsbehandlung erfahren hat, nimmt die für den Obergang von H nach I erforderliche Zeit einen Mittelwert zwischen den erwähnten Grenzwerten ein. Die Unterschiede der erforderlichen Übergangszeiten für verschiedene Oberflächenbehandlungen ergeben sich aus der folgenden Tabelle:

Wandflächenbehandlung Übergangszeit vom Zustand H

zu Zustand I

keine Behandlung 13 Sekunden

Senkrechtorientierende

Behandlung 1,5 Sekunden

Parallel orientierende

Behandlung 50 Sekunden

Aus den beschriebenen Elementarzellen kann ein Anzeigetableau gemäß Fig. 7A und 7B aufgebaut werden. Es besteht aus zwei optisch transparenten Glasplatten 18 und 19, an deren Innenflächen parallele streifenförmige Elektroden 20 und 21 so angeordnet sind, daß sie einander rechtwinkelig kreuzen. Sie sind mit abwechselnd an gegenüberliegenden Seiten herausgeführten Anschlüssen 20¹ und 21' versehen. Zwischen den Glasplatten 18 und 19 befindet sich ein Abstandstück 22. Der Raum zwischen dem Abstandstück 22 und den Glasplatten 18

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und 19 ist mit einem flüssigen Mischkristall der cholesterischen Phase ausgefüllt. Das Abstandstück 22 ist auf seinem Umfang mit einer Klebstoff abgedichtet, so daß es die durchsichtigen Glasplatten 18 und 19brückenartig verbindet»

Beispiel 6

Auf eine Pyrexglasplatte mit den Abmessungen 100 χ 100 mm wurden Elektroden aus Zinnoxid mit einer Breite von 400 ym und einer Länge von 100 mm in parallelen Streifen mittels eines Epoxyharzes aufgeklebt. Auf die Innenflächen zweier so kontaktierter Platten wurde im Vakuum Siliciummonoxid aufgedampft und dann mit einer Lösung von 1 bis 10 I Dimethylchlorsilan in Toluol 5 Minuten lang behandelt, um die Oberflächen hydrophob zu machen. In den Zwischenraum der Glasplatten wurde ein flüssiger Kristall mit folgender Zusammensetzung eingebracht:

60 Gew. - % p-Methoxybenzylidm-p · -n-butylanilin als nematisches Material vom n-Typ

25 Gew.-% p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyanoanilin als nematisches Material vom p-Typ*und

15 Gew.-I Cholesterylchlorid als cholesterisches Material.

An die so gewählte Matrix wird die Spannung in folgender Weise angelegt:

Eine die Sdhwe1lenspannung V„ übersteigende Spannung wird zwischen den Zeilenelektroden 21 und den Spaltenelektroden angelegt (siehe Fig. 8B), so daß die gesamte Fläche des An-

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zeigetableaus optisch transparent wird; dann wird die Spannung auf einen Wert nahe der Schwellenspannung V„ eingestellt, der sowohl den transparenten Zustand, als auch den optisch trüben Zustand stabilisiert. Nun wird nur die an den gewünschten Kreuzungspunkten einer Spaltenelektrode und einer Zeilenelektrode angelegte Spannung während des Intervalls t abgesenkt (siehe Fig. 8B). Anschließend geht sie zurück auf einen Wert nahe der Schwellenspannung V„. Wenn dieses Intervall t länger als die oben definierte kritische Impulslänge t ist, geht

ο nach dem Intervall τ, der optisch transparente Zustand an der gewählten Kreuzungsstelle in einen optisch trüben Zustand über. Damit ist die Eingabe eines Signals beendet.

Fig. 9A zeigt schematisch ein Schaltbild der Anzeigevorrichtung. Die Steuervorrichtungen für das mit flüssigen Kristallen arbeitende Anzeigetableau 25 bestehen aus mit den Zeilen- und Spalten-förmig angeordneten Elektroden verbundenen mechanischen Schaltern, Transistoren oder Feldeffekttransistoren u.dgl., die so eingerichtet sind, daß sie eine gewünschte Spannung den betreffenden Elektroden zuführen oder dieselbe abschalten können. Fig. 9B bis 9D und Fig. 9E bis 9G sind Schaltbilder einiger Ausführungsformen eines Zeilenschalters 26 bzw. eines Spaltenschalters 27, die in der beschriebenen Anordnung verwendbar sind. Zur Speisung der Elektroden des Anzeigetableaus 25 mit einer elektrischen Spannung dient eine einstellbare

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"Λ

Spannungsquelle 28. Die Zeilenschalter 26 werden von einer Zeilensteuerstufe 29, die beispielsweise als Schieberegister ausgebildet ist, geöffnet und geschlossen. Die Spaltenschalter

27 werden von einer Steuerschaltung 30, die ihrerseits mit einer Informationsquelle 31 verbunden ist, geöffnet und gelöscht. Ein zentrales Leitwerk 32 liefert ein Steuersignal zur Synchronisierung der Steuerschaltungen 29 und 30 miteinander, sowie Befehlssignale zum Beginnen und Enden der Obertragung von darzustellenden Signalen auf die Informationsquelle 31 usw. Im vorliegenden Falle werden die darzustellenden Signale von der Informationsquelle 31 von dem Leitwerk 32 derart zur Spaltensteuerschaltung 30 übertragen, daß der Spaltenschalter 72 die Spannung von der elektrischen Spannungsquelle

28 auf das Anzeigetableau 25 gibt, während die Zeilensteuerschaltung 29 über das zentrale Leitwerk 32 mit der Spaltensteuerschaltung 30 synchronisiert ist, so daß die von der Spannungsquelle 28 stammende Spannung dem Zeilenschalter zugeführt wird.

Die beschriebene Anordnung wird folgendermaßen betrieben. Eine die Schwellenspannung V„ übersteigende Spannung wird vorbereitend auf alle Elemente de,s Anzeigetableaus 25 gegeben, so daß überall der flüssige Mischkristall in cholesterischer Phase sich im optisch transparenten Zustand befindet. Dies kann als gelöschter Zustand bezeichnet werden.

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Nun werden unter Steuerung durch das Signal der Informationsquelle 31 die Zeilenelektroden durch das Zusammenwirken des zentralen Leitwerks 32, der Zeilensteuerschaltung 29 und der Zellenschalter 26 nacheinander abgetastet.

Ferner wird von der Zeilensteuerschaltung 29 eine dem Informationssignal entsprechende Spannung synchron mit der Abtastung der Zeilenelektroden auf die Spaltenelektroden gegeben. Dadurch wird die an der betreffenden Kreuzungsstelle auftretende Spannung kleiner als die Schwellenspannung Vu (gewöhnlich gleich Null). Infolgedessen verschiebt sich an der betreffenden Stelle der Zustand des flüssigen Kristalls aus dem optisch transparenten zum optisch trüben Zustand. Gleichzeitig wird an den nicht ausgewählten Kreuzungsstellen die Spannung nahezu gleich oder größer als die Schwellenspannung gemacht, um so den optisch transparenten Zustand aufrechtzuerhalten. Da, wie erwähnt, t in der Größenrdnung von 8 msec liegt, kann die zur Abtastung des gesamten Tableaus erforderliche Zeit auf einen weit geringeren Wert als bei den bekannten Anordnungen der Art herabgesetzt werden.

Im einzelnen sind folgende typische Betriebsfälle denkbar.

(I) Direkte Gleichstromschaltung:

Gemäß Fig. 10 soll eine Matrix von 5 Zeilenelektroden Y₁ bis Y

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und 5 Spaltenelektroden X₁ bis Xr verwendet werden. Während die Zeilenelektrode Y- abgetastet wird, sollen Informationssignale an den Spaltenelektroden X- und X₅ auftauchen, d.h. (Y₃,X₃) und (Y₃₁X₅) sind die gewählten Kreuzungsstellen. Die in der Zeichnung angegebenen Spannungen 0, -V und V werden den Zeilen- und Spaltenelektroden über die Zeilen- und Spaltenschalter zugeführt. V, -V, 0 und 2V an den betreffenden Kreuzungsstellen sind die Spannungen, die an den betreffenden Kreuzungsstellen der Matrix anliegen und die Potentialdifferenzen der an den Zeilenelektroden und den Spaltenelektroden angelegten Spannungen darstellen. V" wird auf einen Wert nahe der Schwellenspannung V„ eingestellt.

Wie aus Fig. 10 hervorgeht, ist die an den ausgewählten Kreuzungsstellen Y₃,X₃ und Y₃»Xr auftretende Spannung gleich Null. Diese Teile des Tableaus gehen also in den optisch trüben Zustand über. Die an den anderen Kreuzungsstellen, d.h. den nicht ausgewählten Kreuzungsstellen der Zeilenelektroden Y₃, auftretende Spannung ist gleich 2V und der^flüssige Kristall bleibt optisch transparent.

Bei Verwendung eines flüssigen Kristalls mit der in Fig. 1A angegebenen Spannungsabhängigkeit des Lichtdurchlaßvermögens ist es bekannt, die in Fig. 11 angegebenen Spannungen auf die verschiedenen Elektroden zu geben. An diejenigen Elektroden, deren Kreuzungsstelle ausgewählt werden soll, werden die

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Spannungen 1/2V und -1/2V angelegt, so daß an der Kreuzungsstelle eine Spannung V abfällt, die höher als die Schwellenspannung V, ist. An den anderen von diesen Elektroden berührten Kreuzungsstellen liegt eine Spannung 1/2V oder -1/2V. Wenn also die Änderung der Lichtdurchlässigkeit in der Nähe der Schwellenspannung V, nicht scharf ausgeprägt ist, verringert sich das Durchlaßvermögen bei den Spannungen 1/2V bis -1/2V bereits und der Kontrast der ausgewählten Kreuzungsstelle zu den nicht ausgewählten Kreuzungsstellen ist verhältnismäßig gering.

Im vorliegenden Falle wird dagegen an die ausgewählten Kreuzungsstellen eine niedrigere Spannung als die Schwellenspannung VjT angelegt, während an den übrigen Kreuzungsstellen eine dieser Schwellenspannung gleichkommende oder sie übersteigende Spannung liegt. Infolgedessen ändert sich nur der Zustand der gewünschten Kreuzungsstellen, während der optische Zustand aller übrigen Kreuzungsstellen unverändert bleibt, so daß sich eine Darstellung mit hohem Kontrast ergibt und kein Kreuzeffekt auftritt.

Um alle Kreuzungsstellen der Matrix zu löschen, d.h. in den optisch durchlässigen Zustand überzuführen, können alle Potentiale der Zeilenelektroden zu -V und alle Potentiale der Spaltenelektroden zu +V gemacht werden. Auch wenn die Potentiale aller Elektroden in Fig. 10 um den gleichen Wert erhöht oder erniedrigt werden, bleibt das Ergebnis dasselbe. Das gilt auch für eine Vertauschung der Vorzeichen von

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V und -V. Hieraus ergibt sich, daß die Anordnung ebensogut mit Wechselstrom betrieben werden kann. Dadurch kann die Zerstörung des flüssigen Kristalls durch Elektrolyse verhindert und so die Lebensdauer der Anordnung verlängert werden.

Anstelle des Gleichspannungspotentials V kann z.B. die Wechselspannung a in Fig. 12 verwendet werden, während das Gleichspannungspotential -V durch die um 180° phasenverschobene Spannung b in Fig. 12 ersetzt werden kann.

Wenn das Potential der abgetasteten Zeilenelektrode in Fig.10 den Wert -V + V₁ annimmt, wobei V-. < V, nimmt die Spannung an der ausgewählten Kreuzungsstelle die Größe V.. an, so daß auch in diesem Falle der optisch trübe Zustand erreicht werden kann.

Wenn nur das Vorzeichen der an die Zeilenelektroden angelegten Signalspannung umgekehrt wird, vertauschen der optisch trübe und der optisch transparente Zustand ihre Verteilung.

Wenn das Potential V in Fig. 10 so gewählt ist, daß es kleiner als die Schwellenspannung V„ aber größer als 1/2V ist und

π Η

diejenige Kreuzungsstelle als ausgewählt gilt, an der die Spannung 2V auftritt, kann auch das bekannte Anzeigetableau verwendet werden, bei dem der ausgewählte Kreuzungspunkt optisch

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durchlässig ist.

Ein anderes Arbeitsverfahren beruht darauf, daß die an eine oder'mehrere der abgetasteten Elektrode nachfolgende Zeilenelektroden angelegte Spannung niedriger als die Schwellenspannung V_H gemacht wird. Dieses Verfahren sei anhand von Fig. 13A und 13B erläutert. Die an die Zeilenelektrode Y , welche der gewählten Zeilenelektrode Y- nachfolgt, angelegte Spannung ist kleiner als die Schwellenspannung V^. V ist eine Gleichspannung und ν eine hochfrequente Spannung mit dem Verlauf a oder b in Fig. 12.

Wie aus Fig. 13B ersichtlich, ist die Spannung an den gewünschten Kreuzungspunkten (Y,,X,)undlY,,Υ_ς) längs der Zeilenelektrode Y- gleich Null und die Spannung der nicht gewählten Kreuzungspunkte längs dieser Elektrode 2V. Ferner ist die an den Kreuzungspunkten der Zeilenelektrode Y. liegende Spannung gleich V und die an den Kreuzungspunkten der anderen Zeilenelektroden liegende Spannung = /V + V

2 2 -

Wenn die Größe /V + ν auf einen Wert nahe der Schwellenspannung Vj, eingestellt wird, gelangt an die Kreuzungsstellen längs der Zeilenelektrode Y^ die Spannung V unterhalb der Schwellenspannung V„, so daß ein Phasenübergang aus der nematischen in die cholesterische Phase eintreten kann. Falls die

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Zeilenelektrode Y. anschließend abgetastet und die Spannung der ausgewählten Kreuzungsstelle gleich Null gemacht wird, tritt die Phasenänderung durch einen weit kürzeren Impuls mit der Grenzlänge t an der gewählten Kreuzungsstelle auf. Da andererseits eine Effektivspannung 2V > / V + v_ ~ V„ an den nicht ausgewählten Kreuzungsstellen der betreffenden Zeile liegt, tritt keine Phasenänderung ein und der optisch transparente Zustand bleibt erhalten. Dadurch kann die Abtastgeschwindigkeit erhöht werden.

Auch eine Bildspeicherung ist möglich. Wenn in der Anordnung nach Fig. 2, insbesondere im Falle eines cholesterischen flüssigen Kristalls mit den optisch-elektrischen Eigenschaften gemäß Fig. ic verwendet wird, tritt nach beendeter Eingabe des Signals, wenn alle angelegten Spannungen gleichzeitig abgeschaltet werden, eine Speicherung des optisch durchlässigen Zustandes längs des Pfeiles 8 in Fig. 1C ein, ein optisch trüber Zustand wird längs des Pfeiles 6 gespeichert und somit kann das aufgezeichnete Bild gespeichert werden. Die Speicherzeit hängt in diesem Falle von der Schichtdicke des verwendeten cholesterischen flüssig-kristallinen Kristalls und der Schraubensteigung im Kristall befindlicher Moleküle ab; es ist jedenfalls möglich, die Information mehr als einige Minuten zu speichern.

Z.B. hat ein flüssiges Kristallgemisch aus

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60 Gew.-* p-Methoxybenzyliden-p'-n-butylanilin, 25 Gewr-t p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyanoanilin und 15 Gew.-t Cholesterylchlorid

eine cholesterische Schraubensteigung von 1,0 um. Bei einer Schichtdicke von 12 μηι läßt sich in der oben angegebenen Weise der Speicherzustand für mehr als eine Woche konservieren. Wenn ferner die Schichtdicke größer gemacht wird, wird die Speicherzeit länger.

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele beschrieben.

Beispiel 7

Ein flüssiger Mischkristall aus 60 Gew.-I p-Methoxybenzylidenp'-n-butylanilin, 25 Gew.-% p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyanoanilin und 15 Gew.-I Cholesterylchlorid wurde zwischen Glasplatten mit je 100 Streifenelektroden aus Zinnoxid eingebracht, die Dicke des flüssigen Kristalls der cholesterischen Phase betrug 12 pm und die Zeilen- und Spaltenschalter 26 und 27 waren gemäß Fig. 9B bzw. 9E ausgebildet. Wenn bei der in Fig. 10 erläuterten Betriebsart die Spannung V gleich 27 Volt war, wurde ein Intervall t = 8 msec bei Zimmertemperatur gemessen und das ganze Tableau konnte in 800 msec abgetastet werden. Wenn in diesem Beispiel das anhand der Fig. 13 erläuterte Abtastverfahren angewandt wurde, ergab sich ein Grenzintervall t = 3 msec bei Zimmertemperatur, so daß das ganze Tableau in 300 msec

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abgetastet werden konnte. Wenn alle angelegten Spannungen plötzlich abgeschaltet wurden, blieben die zuletzt eingenommenen trüben und durchlässigen optischen Zustände erhalten und wurden für mehr als eine Woche gespeichert.

Beispiel 8

Ein flüssiger Mischkristall aus 80 Gew.-S p-n-Butoxybenzylidenp'-cyanoanilin und 20 Gew.-% Cholesterylmyristat wurde in der cholesterischen Phase zwischen Glasplatten eingebracht, die je 100 Zeiien-und Spaltenelektroden aus Zinnoxid trugen. Die Dicke des flüssigen Kristalls betrug 12 μπι. Das Anzeigetableau wurde mittels einer Heizvorrichtung auf 70⁰C gehalten unu es wurden die Zeilen- und Spalterschalter 26 und 27 gemäß Fig. 9C und 9F verwendet. An die Spaltenelektroden mit einer gewählten Kreuzungsstelle wurde eine Wechselspannung von 32 Volt mit der Frequenz 1 kHz angelegt, während an die anderen Spaltenelektroden eine hiergegen um 180° oder· π phasenverschobene Spannung angelegt wurde. Die gleiche Wechselspannung wie der ausgewählten Spaltenelektrode wurde auch der ausgewählten Zeilenelektrode zugeführt, während an die anderen Zeilenelektroden das Potential Null voll angelegt wurde. Es wurde ein Wert t - 3 msec gemessen und das ganze Tableau konnte in 300 msec abgetastet werden.

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Beispiel 9

Ein flüssiger Mischkristall aus 90 Gew.-I p-Hexylbenzyliden-p¹-cyanoanilin und 10 Gew.-I Cholesterylchlorid wurde zwischen Glasplatten mit je 100 Streifenelektroden und Zinnoxid eingebracht, nachdem diese mit einem Oberflächenüberzug aus Siliciummonoxid versehen und dann mit einer Lösung von Dimethyldichlorsilan in Toluol.behandelt worden war, um eine zur Wandfläche senkrechte Molekülorientierung zu erzielen. Die Dicke des flüssigen Kristalls der cholesterischen Phase betrug 11 ym und es wurden die Zeilen- und Spalterschalter 26 und 27 nach Fig. 9C und 9F verwendet. Die an die einzelnen Elektroden angelegten Wechselspannungen waren dieselben wie in Beispiel 8, jedoch betrug die Amplitude hier 10 Volt. Es wurde ein Wert t =15 msec bei Zimmertemperatur gemessen und das ganze Tableau konnte in 1,5 Sekunden abgetastet werden. Wenn alle angelegten Spannungen plötzlich abgeschaltet wurden, blieben die optischen Zustände der einzelnen Kreuzungsstellen über mehr als eine Woche erhalten.

Beispiel 1o;

Ein flüssiger Mischkristall aus 60 Gew.-I p-Methoxybenzylidenp'-n-butylanilin, 25 Gew.-% p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyanoanilin und 15 Gew.-% Cholesterylchlorid wurde zwischen Glasplatten eingebracht, die mit je 100 streifenförmigen Elektroden aus

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Zinnoxid versehen und mit Dimethyldichlorsilan oberflächenbehandelt waren, um eine senkrechte Molekülorientierung
zu erzielen. Die Dicke des flüssigen Kristalls der cholesterischen Phase betrug 1 2 ym und es wurden die Zeilen- und
Spaltenschalter 26 und 27 nach Fig. 9D und 9G verwendet. An eine Spaltenelektrode mit einer ausgewählten Kreuzungsstelle wurden -10V angelegt, an die andere Spaltenelektrode +10V,
an die abtastende Zeilenelektrode wurden -10V und an die
neun folgenden Zeilenelektroden OV angelegt. An den anderen Zeilenelektroden lag eine Wechselspannung von 15V und IkHz. Es wurde der Wert t =3 msec bei Zimmertemperatur gemessen und das ganze Tableau konnte in 300 msec abgetastet werden. Wenn alle angelegten Spannungen plötzlich abgeschaltet wurden, blieben die optischen Zustände der verschiedenen Kreuzungsstellen über mehr als 1 Woche erhalten.

Durch die beschriebene Ausnutzung des raschen Übergangs aus einer nematischen in eine cholesterische Phase läßt sich
also eine hohe Abtastgeschwindigkeit erreichen. Dadurch
kann auch ein Anzeigetableau, das aus einer Matrix großen
Umfangs besteht, in kurzer Zeit abgetastet werden. Die
angelegten Spannungen sind niedrig, die Schaltsignale haben eine einfache Schwingungsform und die Anzeigevorrichtung
kann unmittelbar von einer integrierten Schaltung beaufschlagt werden. Ferner ist es möglich, ein gespeichertes Muster

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partiell zu korrigieren.

Das beschriebene Matrix-förmig ansteuerbare Licht-Anzeigetableau kann in bekannter Weise beispielsweise als Lichtverschluß und Lichtmodulator verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

1.JMatrixfirmig ansteuerbares Licht-Anzeigetableau, bestehend aus zwei durchsichtigen planparallelen Platten mit in Zeilen und Spalten angeordneten streifenförmigen Elektroden an der Innenfläche, einer den Zwischenraum derselben ausfüllenden Substanz, die flüssige Kristalle der cholesterischen Phase bildet, und ejiner Steuerschaltung, die in Abhängigkeit von einem Informationssignal bestimmte Spannungen an ausgewählte Zeilen- und Spaltenelektroden anlegt, um an den gewünschten Kreuzungspunkten ein elektrisches Feld vorbestimmter Stärke zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Molekülachsen des verwendeten flüssigen Mischkristalls (14,17) die Eigenschaft haben, bei Überschreitung eines bestimmten Schwellenwertes (V„)

der angelegten Spannung sich in Feldrichtung zu orientieren, und daß die Steuerschaltung (26 bis 31) so ausgebildet ist, daß anfangs eine Spannung oberhalb des Schwellenwertes (V„) und nachfolgend eine Spannung bei oder nahe dem Schwellenwert an die betreffenden Elektroden derart angelegt wird, daß an den ausgewählten Kreuzungsstellen zunächst eine Spannung

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unterhalb des Schwellenwertes und nach einem kurzen Zeitintervall (t) eine Spannung bei oder nahe dem Schwellenwert auftritt. (Fig. 5).

2. Anzeigetableau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchsichtigen Platten (12,13) an ihren einander zugekehrten, mit den parallelen Elektroden versehenen Oberflächen derart vorbehandelt sind, daß sich eine zu den Oberflächen senkrechte Molekülorientierung einstellt (Fig. 4B).

3. Anzeigetableau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung in einer Hydrophobierung besteht.

4. Anzeigetableau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung in einer Hydrophilierung besteht.

5. Anzeigetableau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrophobierung mit Dimethyldichlorsilan, Diäthoxydimethylsilan oder Dimethoxydimethylsilan bewirkt wurde.

6. Anzeigetableau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrophobierung so durchgeführt wurde, daß SiO im Vakuum auf die betreffenden Flächen aufgedampft und diese dann in eine Lösung von 1 bis 101 Dimethyldichlorsilan in Toluol mehr als 5 Minuten eingetaucht wurden, woraufhin die Flächen unter fließendem Wasser abgewaschen und mit einem Ultraschallreiniger in Äthanol weiter gereinigt wurden.

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7. Anzeigetableau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrophobierung durch Aufbringen von Lecithin, Siliconlack oder Natriumoleat auf die betreffenden Flächen bewirkt wurde.

8. Anzeigetableau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrophobierung durch Zusatz von Natriumoleat in einem Anteil von weniger als 1 % zu dem flüssigen Kristall bewirkt wird.

9. Anzeigetableau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrophilierung durch Reinigung der betreffenden Flächen mit einer wäßrigen Lösung von NaOH oder einem Chromsäuregemisch gewirkt wuYde.

10. Anzeigetableau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kristall aus 3 Komponenten, nämlich einem nematischen Material vom p-Typ, einem nematischen Material vom η-Typ und einem cholesterischen Material, besteht.

11. Anzeigetableau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das nematische Material vom p-Typ aus mindestens einem der folgenden Stoffe besteht:

p-Alkoxybenzyliden-p'-cyanoanilin p-Cyanobenzyliden-p'-alkoxyanilin, p-Alkylbenzyliden-p¹ -cyanoanilin,

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-M-

-Jl.

p-Cyanobenzyliden-p'-alkylanilin,
p-Alkylcarboxybenzyliden-p'-cyanoanilin,, p-Alkyl-p'-alkylazoxybenzol,
p-Alkyl-p'-cyanodiphenyl und
p-Alkoxy-p'-cyanodiphenyl.

12. Anzeigetableau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das nematische Material vom η-Typ aus mindestens einem der folgenden Stoffe besteht
p-Alkoxybenzyliden-p'-alkylanilin und p-Alkylcarboxybenzyliden-p'-alkylanilin.

13. Anzeigetableau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das cholesterische Material aus mindestens einem der "folgenden Stoffe besteht:
Cholesterinderivate,
CholesternoIderivate
Coprostanolderivate und
Epicholesternolderivate.

14. Anzeigetableau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kristall ein in den schraffierten Teil der Fig. 3 fallendes Gemisch aus 3 bis 50 Gew.-I cholesteri sche m Material, 10 bis 67 Gew.-I nematische» Material vom p-Typ und 30 bis 87 Gew.-I nematischem Material vom n-Typ ist.

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15. Anzeigetableau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kristall aus 60 Gew.-I p-Methoxybenzylidenp'-n-butylanilin,

25 Gew.-I p-n-Butoxybenzyliden-p'-cyanoanilin und 15 Gew.-I Cholesterylchlorid besteht.

16. Anzeigetableau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kristall ein 2-Komponentengemisch aus nematischem Material vom p-Typ und cholesterisch^ Material ist.

17. Anzeigetableau nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das nematische Material vom p-Typ aus mindestens einem der folgenden Stoffe besteht:
p-Alkoxybenzyliden-p'-cyanoanilin, p-Cyanobenzyliden-p'-alkoxyanilin,. p-Alkylbenzyliden-p'-cyänoanilin,
p-Cyanobenzyliden-p'-alkylanilin,
p-Alkylcarboxybenzyliden-p'-cyanoanilin, p-Alkyl-p'-alkylazoxybenzol,
p-Alkyl-p' -cyanodiphenyl und
p-Alkoxy-p'-cyanodiphenyl.

18. Anzeigetableau nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das cholesterische Material aus mindestens einem der folgenden Stoffe besteht:

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Cholesterinderivate,
Cholesternolderivate,
Coprostanolderivate und
Epicholesternolderivate.

19. Anzeigetableau nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kristall aus 50 bis 97 Gew.-% nematischem Material vom p-Typ und 3 bis 50 Gew.-I cholesterischem Material besteht.

20. Anzeigetableau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Spaltenelektroden (20) ein Signal zugeführt wird, das von der Informationsquelle (31) abhängt, und daß den Zeilenelektroden (21) ein diese Elektroden nacheinander abtastendes, mit dem Signal von der Informationsquelle synchronisiertes Signal derart zugeführt wird, daß die an den der Information entsprechend ausgewählten Kreuzungsstellen des flüssigen Kristalls angelegte Spannung während eines Zeitintervalls

(t) von weniger als 30 msec die Schwellenspannung (V„) unterschreitet.

21. Anzeigetableau nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spaltenelektroden eine der Schwellenspannung (Vu) nahekommende Spannung (V) liegt, deren Vorzeichen von dem Informationssignal abhängt, und daß die Spaltenelektroden mit einer Spannung abgetastet werden, welche die an den ausgewählten Stellen des flüssigen Kristalls an-

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liegende Spannung zu Null macht (Fig. 10).

22. Anzeigetableau nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spaltenelektroden eine Wechselspannung (V^* ^) liegt, deren Amplitude etwa der Schwellenspannung (V„) entspricht und deren Phase je nach dem Informationssignal einen bestimmten Wert oder einen davon um 180 abweichenden Wert aufweist, und daß die Zeilenelektroden nacheinander mit einer derartigen Wechselspannung abgetastet werden, daß die an den ausgewählten Stellen des flüssigen Kristalls liegende Spannung verschwindet (Fig. 12J.

23. Anzeigetableau nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spaltenelektroden eine der Schwellenspannung (Vo) ganz oder nahezu gleichkommende Gleichspannung (V) anliegt, deren Vorzeichen von dem Informationssignal abhängt, daß eine Zeilenelektrode mit einer derartigen Spannung (-V) abgetastet wird, daß die an den ausgewählten Stellen des flüssigen Kristalls auftretende Spannung verschwindet, und daß mindestens eine der dieser Zeilenelektrode nachfolgende Zeilenelektroden gleichzeitig mit einer Spannung (O) abgetastet wird, die so gewählt ist, daß an den betreffenden Stellen des flüssigen Kristalls eine Spannung von geringerem Absolutwert als die Schwellenspannung (V_H) liegt (Fig. 13).

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