NO834668L - Fremvisningsanordning av flytende krystall - Google Patents

Description

Flytende krystall (LC) materialer ble først brukt til pro-duksjon av skjermfremvisere av flytende krystall i de tidlige 60-åra. Flytende krystall skjermfremvisere er høyst på-litelige, krever lav spenning og liten energi. De første kommersielle fremvisere anvendte dynamisk spredning, hvorved glass ble behandlet slik at materialene innrettet seg på en ordnet måte og en ladet partikkel ble sendt gjennom materialet når det var ønskelig å endre ordenen eller endre fra klar' (ikke-spredning) til melkefarget (spredning).

Det høye produksjonsvolumet av flytende krystallfremvisere for kalkulatorer og klokker startet i midten av 1970-årene

og man anvendte teknikken med vridde tråder eller felt-effekt-metoden. Front- og bakplanene til en glassomhyl-

ling ble behandlet med forskjellige velkjente materialer og prosesser, slik at det flytende krystallmaterialet ville forårsake en 90° dreining av planet til lineært, polarisert lys som passerer gjennom cellen i den ikke-energiserte tilstanden. Når et felt blir påtrykt materialet over fronten og bakplanet, endrer materialet seg til en ordnet tilstand som ikke medfører noen optisk rotasjon. Ved anvendelsen av en kombinasjon av polarisator og analysator, er det mulig å få disse endringer i ordningen av materialet til å opp-

tre som endringer mellom absorberende eller gjennomslippende tilstander. Ulempen med disse materialer er at hvert område må adresseres individuelt, hvilket gjør det vanskelig å oppnå en høy tetthet av informasjonspunkter. Et ytterligere problem er at disse materialene befinner seg i en ikke-stabil tilstand og må oppfriskes elektronisk. Et videre problem er at polarisatorer og analysatorer og reflekterende materialer alle adderes til utsiden av pakken. Dette skaper fremstillingsvanskeligheter, minsker den optiske ytelsen til prosuktet og begrenser dets motstand overfor utsatte omgivelser.

I et forsøk på å overkomme noen av disse problemene, har ikke-trådformede materialer som besitter kolesteriske og smektiske væskekrystallegenskaper blitt undersøkt, men disse har ennå ikke nådd kommersialisering. Med de kosesteriske og smektiske flytende krystaller er det forbundet fenomen som omfatter hestereseminneeffekter og elektrisk styrbar vedholdenhet. Den tidligere teknikken anvender homeotropisk grensetilstand og det flytende krystallmateriale er anordnet inne i et hulrom i den flytende krystallfremviseren.

I et forsøk på å eliminere polarisatorene, er det blitt anvendt fargemateriale på innsiden og sammen med-LC materialene. Uheldigvis er disse LC materialene, som vanligvis har en høy lineær molekylær fargeoppløsning i aromatiske løsningsvæsker (antraquinon og azo farge er representative), følsomme overfor ultrafiolett (UV) og må anvendes som blandinger for å få frem sort som er den mest ønskelige farge.

De har en tendens til å svinne bort og misfarges fordi noen av materialene blir ødelagt mer hurtig enn andre. Farge-degradering eller forringelse på grunn av ultrafiolett stråling er mye hurtigere enn celle-drevne relaterte feil modi. Således vil skjermfremviseren forringes med hovedsakelig

den samme hastighet som når den er utsatt for ultrafiolett stråling, enten den er i drift eller ei.

1. Alle farger har den iboende egenskap at de er ustabile, spesielt overfor ultrafiolett lys. Farger som har den mest forenlige strukturen for LC samvirke, er vanligvis mest utsatt for forringelse. 2. På en lik partikkelbasis, har ikke farger absorbsjonseffektiviteten til pigmentmaterialer. Siden de ikke kan tillates å bli lagt til LC materialet i en størrelsesorden mer enn omtrent 5% uten å interferere med LC materialets reaksjon på elektriske felter eller overskride oppløslig-hetsgrensene for væskekrystall-verten, er "absorbsjons"-tilstanden til LCD fremdeles ganske høyst gjennomslippende. 3. De kombinerte problemene med stabilitet (nr. 1 ovenfor), oppløselighet og renhet for reaksjon med LC material-kreftene, medfører valget av farger langt mindre enn ideelle lineære konfigurasjoner. De valgte fargene vil på grunn av struk-turelle differanser ikke koble så sterkt med LC materialet og utfører således ikke LC ordningen så tett som ønskelig. Effekten av dette er at "absorbsjons"tilstanden er litt mer gjennomslippende enn forutsagt i nr. 2 ovenfor og hva som er mer viktig, den "ikke-absorberende" eller adresserende tilstand oppviser fremdeles vesentlig rest-absorbsjon. Totalresultatet er at kontrastforholdet avledet fra det relativemisjonsforholdet mellom absorbsjon og ikke-absorb-sjo-nstilstanden blir redusert. 4. Gjest-vert LCD basert på konvensjonell LCD konstruksjon tilbyr bare lyse bilder (adresserte) mot en mørkere (ikke-adressert) bakgrunn. Dette er en synlig uønsket modus for passive fremvisere. 5. Det er ingen "svart" farge, som gir den mest synlige fremvisning (svart på hvit). I det beste, er mørke grå/lyse fremvisere produsert som under eldring (nr. 1 ovenfor), vil endre seg bort fra det grå mot farget til det mest stabile fargestoffet av de tre eller flere fargestoffene i blandingen som anvendes for å nærme seg nøytralt grått. 6. Syntesene av farger fører til en høy grad av ionisk og andre forurensningsstoffer i den resulterende fargen.

For normalt fargebruk, har ikke dette noen konsekvens. Rensing av farger for å redusere LC fremviserstrøm, (energi og levetidsbetraktninger) og forbedre kjemisk forenlighet med LC materialet er svært vanskelig.

Det er vel kjent at strukturer med høy absorbsjon av elektromagnetisk stråling kan lages ved å fabrikkere elektrisk ledende dipol "antenner" hvis hoveddimensjonering er relatert til den antatte bølgelengde som skal absorberes. Klassisk elektromagnetisk analyse av dipol antenner definerer dette forhold detaljert. De andre dimensjonene til dipolantennen bør være små sammenlignet med hoveddimensjonen. Corn-flakes, tannpirkere og nåler etc. av materiale med stor elektrisk motstand har langt høyere absorbsjonseffektivitet enn fargemolekyler. Nedsenking av slike materialer i både fast og flytende media er vel kjent: "kollodialt gull", farget glass, lysstyrekapper eller sjattering av fotografiske og brilleglasslinser er eksempler. Forsøk er blitt gjort for å anvende slike materialer for å lage vekslebare frem-visningsinnretninger ved å senke disse partikler ned i et ikke-samvirkende væskemedium.og veksle dem fra en tilfeldig orientering (absorberende) tilstand til en innrettet (ikke-absorberende) tilstand ved påtrykning av elektriske felt.

I det følgende er det angitt de tydelige kjente begrensninger for disse innretninger:

1. Bare svart bakgrunn/lys bilde fremvisere kan lages.

2. Nedsenkningsstabilitet er et problem (bunnfall, agglo-merering, sammenheng til substrater og kjemisk stabilitet har alle begrenset levetid). 3. På grunn av svakt samvirke mellom partiklene og de elektriske felt er det nødvendig med høyere arbeidsspenninger enn for typiske LCD.

Det er fordeler med disse fremvisere, og blant disse skal nevnes:

1. Virkelig svart såvel som farger kan produseres.

2. Absorbsjonseffektiviteten i tilfeldige orienteringer er høy og med et maksimalt geometrisk aspektforhold så er absorbsjonen i den innrettede tilstanden lav, hvilket skaper et høyt kontrastforhold. 3. Partikkelstørrelse og geometri er bestemt av både den kjemiske strukturen og innretningen som partikkelen ble fysisk fremstilt av. 4. Partiklene er høyst stabile uten noen vesentlig forringelse på grunn av ultrafiolett lys. 5. Partikler kan i motsetning til molekylære farger bli belagt, anodiert, innkapslet eller overflaten kan på annen måte modifiseres for å forbedre eller øke foreneligheten med det omgivende medium.

Mange andre typer flytende krystallfremvisere eksisterer

også i laboratorie eller i et begrenset produksjonsnivå,

og noen kan med rimelighet forventes å bli masseprodusert i fremtiden. Representative, men ikke begrensende eksempler er:

1. Gjest-vert (dikroisk farge i LC vert).

2. Smektisk eller kolesterisk LC blanding, som omfatter

både elektrisk og termisk adresserte typer.

3. Hvilke som helst av de tidligere nevnte LC celler med interne elektriske kretser (varistor filmer, tynnfilm-transis-torer etc.) i hvert fremviserpunkt og som tilsammen utgjør en oppstilling som hjelper til ved den optiske vekslingen av LC som reaksjon på elektrisk adressering.

En felles egenskap for alle slike LCD'er er behovet for

å opprettholde høyst lik hulromstykkhet mellom LCD substratene. Dette hulrom inneholder LC materialet som skaper de selektive adresserbare bildeelementer.

Fremstillingsøkonomien tilsier anvendelsen av to glassplater som primærmaterialer for å danne hulrommet som holder på

LC materialene, men plast, metalliske og kjeramiske materialer har også blitt anvendt i en mindre grad. Kravene til produk-tet krever generelt et hulrom med likt tverrsnitt i området 0. 3 til 0,7 1000-deler av en tomme med en toleranse på +10%. Den eneste spesifikasjonen for kommersielt glass er +0,004 tommer og det er ingen spesifikasjoner for bøyning eller krumning. Dette skaper ikke noe stort problem når det gjelder små fremvisere med en størrelse på opp til 2 tommer i hovedretningen, hvor avstanden vanligvis blir dannet av et materiale inneholdt i forsegnings-området. Når det imidlertid gjelder større fremvisere, er opprettholdelsen av likt hulrom et hovedproblem. Hulromstykkelsen er også viktig siden denne påvirker felttettheten og ønsket endring i materialet samt endringshastigheten for materialet.

Forsøk på å overkomme problemet med likt hulromstverrsnitt omfatter anvendelsen av stive partikler av kvarts glasstråder spredt over området til en overflate før den andre platen blir festet og forseglet. Problemet med disse løsningene er den tilfeldige naturen med plasseringen av trådene og tilfeller med overlapping av fibre, hvilket resulterer i ulikt hulromstverrsnitt. Kostnater såvel som tekniske begrensninger krever at LCD anvender glass-substrater med "kommersiell" flathet. Denne typen glass har ikke hittil vært passende for fremvisere med stort areal. Plate til plate substrat-adskillelsen i LCD for å oppnå lik elektro-optisk ytelse er blitt oppnådd ved enten: 1. Selektiv etsing av avdekket areal (nedtrykket) i substratet); 2. Plassering av avstandsmaterialer mellom substratene i synsområdet (tråder eller fibre); eller 3. Anordning av avstandsmateriale i de perifere forseg-lingsmaterialene.

Den første måten er hverken økonomisk eller skikkelig styrbar ved masseproduksjon av LCD med stort areal. I den andre måten er avstandselement i synsområde-teksnikken vanskelig å optimalisere for å produsere lik avstandstetthet over store områder. I den tredje er avstandsmaterialer i forseglingen bare effektive for fremvisere med lite areal, siden denne måten ikke kan styre glassbøyning, unntatt nær forseg-lingskantene.

Et ekstremt vanskelig område innen LCD teknikken er utførel-sen av elektrisk forbindelse med skjermen. Til å beygnne med ble pinner festet til glasset. De transparente elektrisk ledende sjiktene og LCD glass-substratene er hverken loddbare eller limbare, og dette gjør kontaktdannelse med LCD ved konvensjonelle innretninger vanskelig. Overflate-affiniteten til disse ledende materialer overfor oljede forurensningselementer og den lave slipemotstanden til disse filmer begrenser anvendelsen av glidende fjærkontakter. Tilstrekkelig viskertrykk for å fjerne forurensningspartik-ler hurtig, skjærer også gjennom det ledende sjiktet. Opp-rinnelig ble metallpinner krympet til glasset og forsterket ved hjelp av kapslingslag av epoksy eller lignende materiale. Denne metoden har både kontaktpålitelighetsproblemer og

er begrenset til lavtetthetspinne-utganger på grunn av de fysiske størrelseskravene for adekvat mekanisk styrke i pinnen. Limbare eller loddbare puter kan avsettes over tynnfilmoksydet, men dette er uøkonomisk og løsningen med-fører ofte addesjonsproblemer.

I den senere tid er for det meste stabler av vekslende ledende og dielektriske ark av silikongummi blitt skåret til striper som sørger for høy tetthetsforbindelses-linjer når de er sammentrykket mellom LCD og et trykt kretskort. Hverken karbon eller metallisk baserte ledende sjikt gir tilfredsstillende lav kontakt eller tilkoblingsmotstand ved mange fremviseranvendelser. Anvendelsen av elastomere lede-striper minsket innretningsproblemet, men krever omhyggelig pakkeutforming for å sikre trykk-kontakt. Et ytterligere problem med den ledende elastomerstripen er en endring i materialsammensetning ved kontaktgrensesnittet som opptrer ved gjentagende elektrisk pulsing av stripen. Dette resulterer i en endring i kontaktmotstanden over tid.

Blant de andre metodene som uten suksess ble anvendt i den tidligere teknikken for å utføre høytetthets-forbindelse mellom fremviserglass-substratet og den medfølgende elektronikken er de følgende: 1. Lodding eller flytlodding til ribbekabel som krever kostbar loddbare metallisering av glasset og kan forårsake termisk ødeleggelse. Denne måten er kostbar, gir et dårlig resultat og kan ikke tilpasses til stort volum og lavekost-nadsproduksj on.

2. Elastomere striper (ledende silikongummi-stabler).

Disse striper er for tiden ikke tilgjengelige i;lange lengder, har høy kontakt og koblingsmotstand, hvilket begrenser deres strømhåndteringskapasitet og er relativt kostbare. Det nødvendige mekaniske utstyret til fremviseren, trykte kretskort og forbindelsesplugger kompliserer sammensetningen. Videre har behovet for en lik sammentrykning av forbindel-sespluggen i store fremvisere medført et vanskelig utform-ingsproblem. 3. Fleksible kretser og flytlodding. Disse krever kostbar loddbar metallisering av glasset og kan forårsake termisk ødeleggelse av det flytende krystallmaterialet under lodding. 4. Anvendelse av fleksible kretser med kompresjonskontakt (f.eks. holdt i riktig orientering ved hjelp av et komprimert gummistykke). Denne metoden lider av dårlig kontaktpålitelig-het og er vanskelig å utføre.

Det er et formål med oppfinnelsen å overkomme begrensningene til de tidligere LC fremvisere og å produsere en LC fremviser med høy tetthet av adresserbare punkter. Det er videre et formål med oppfinnelsen å produsere et LCD med stort areal. Det er nok et formål med den foreliggende oppfinnelsen å produsere en LCD uten en pinne til et punkt adressering og anvendelse av en pinne til mange punkter med en hvilken som helst kombinasjon av to pinner bare adressert til et og bare et punkt.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen

å frembringe en LCD med lik hulromstykkhet.

Det er nok et videre formål med oppfinnelsen å frembringe elektriske forbindelser for en LCD hvorved kontaktmotstanden er lav, hovedsakelig konstant over hele levetiden til produk-tet, og hvor innretningstrykket mellom fremviseren og pakken ikke er kritisk. Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å produsere en LCD som arbeider uten eksterne polarisatorer og interne farger.

Det er nok et formål ved den foreliggende oppfinnelsen å produsere en LCD som anvender glass med "kommersiell" flathet hvor et internt hulrom er dannet ved hjelp av avstandsmaterialer i synsarealet, hvilket materiale er plassert på en av flere måter, idet hvilken som helst av disse måtene overkommer de tidligere nevnte problemene med avstandslikhet, sammenklumping og overlapping (stabling).

Det er et videre formål med den foreliggende oppfinnelsen

å produsere en LCD med homogene grensetilstander i hulrom-mene til den flytende krystallfremviseren under anvendelse av kolesteriske og smektiske materialer.

Det er nok et videre formål med den foreliggende oppfinnelsen å frembringe en LCD hvor det som en gang er skrevet på fremviseren for blir slik at ingen intelligent elektrisk oppfriskning er nødvendig.

I henhold til oppfinnelsen er det frembragt en LCD fremviser i hvilken et flytende krystallmateriale er inneholdt i et definert hulrom. Elektriske eksitasjonssignaler blir påtrykt væskekrystall-materialet for å påvirke ved på forhånd valgte steder av fremviseren, endringer i de optiske egenskapene til fremviseren som forblir i nevnte på forhånd valgte steder etter fjerning av de elektriske eksitasjonssignalene uten nødvendighet for periodisk oppfrisking av de optiske_egenskapene til fremviseren.

Mere spesielt er det flytende krystallmaterialet som er inneholde i det definerte hulrommet i enten den kolesteriske eller smektiske fasen og har en planar struktur i fraværet av de forutbestemte elektriske eksitasjonssignalene.

De elektriske eksitasjonssignalene omfatter første elektriske eksitasjonssignaler som blir påtrykt i sekvens på deler av fremviseren slik at ved slutten av sekvensen har alle partiene av fremviseren mottatt det første elektriske eksitasjonssignalet og andre elektriske eksitasjonssignalet som ble påtrykt valgte områder på hver av disse partiene av fremviseren ettersom partiet mottar det første elektriske eksitasjonssignalet slik at dette forårsaker en endring i de optiske egenskapene til de valgte områdene. For å fjerne endringene i de optiske egenskapene til fremviseren som er forårsaket av de første og andre elektriske eksitasjonssignalene, blir tredje eller utstryknings-elektriske signaler påtrykt fremviseren for å endre de optiske egenskapene til fremviseren for selektiv fjerning av informasjon fra fremviseren.

Som et ytterligere aspekt med oppfinnelsen er fleksible elektriske kretselementer limt til et glass-substrat for å forbinde med mønsteret av ledende materialer formet på glass-substratet for en LC framviser ved: (1) trykking av ledende form-materiale på fleksible kretsledninger i samvirke med mønstret av ledende materiale; (2) tørking av den led ende massen; (3) innretning av mønstret med ledere som skal sammenknyttes med de fleksible kretsledningene; og (4) smelting av de fleksible kretsledningene til glass-substratet ved smelting og komprimering av materialet for derved å forbinde til mønsterne av ledende materiale.

Et ytterligere aspekt ved oppfinnelsen er en fleksibel elektrisk krets som blir skapt ved å skjære et mønster i en flat palte eller rull, fylle nevnte mønster med en ledende masse og påføre nevnte plate eller rull på et fleksibelt substrat slik at det nevnte ledende materialet blir overført til nevnte substrat idet det dannes et ledende mønster derpå.

Oppfinnelsen er nærmere definert slik det er angitt i de medfølgende patentkrav.

De ovenfor nevnte og andre egenskaper ved oppfinnelsen vil forstås av fagfolk, særlig når de ses sammen med den følgende beskrivelse og tegningene, hvor: Fig. 1 er et front-oppriss av en kommunikasjonsterminal som omfatter et flatt panel flytende krystallskjerm-fremviser utformet i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 2 er et sideoppriss av kommunikasjonsterminalen og omfatter et flatt panel flytende krystallfremviser utformet i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 3 viser skjematisk et flatt panel flytende krystallfremviser med det formål å illustrere oppbygningen av denne; Fig. 4 er et blokkskjema over elektronikken som er nødvendig for å drive kommunikasjonsterminalen vist på fig. 1 og 2; Fig. 5A er et signalskjema som viser de elektroske signalene påtrykt under et bestemt tidsintervall til elektriske ledere for å illustrere hvordan elementene til det flate panelet flytende krystallfremviser blir aktivert; Fig. 5B illustrerer en 5 x 5 matrise mønster som, når den ses sammen med fig. 5A, illustrerer hvordan elementene til den flytende krystallfremviseren blir aktivert; og Fig. 6 og 7 viser henholdsvis reaksjonstiden til en fremviser konstruert i samsvar med tidligere kjent flytende krystall-fremviserteknikker og den flytende krystallfremviseren utformet i henhold til oppfinnelsen, hvilket illustrerer den tydelig minskede reaksjonstiden til den flytende krystallfremviseren i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 og 2 illustrerer en kommunikasjonsterminal som er en viktig anvendelse av den flytende krystallfremviseren i henhold til denne oppfinnelse. Anvendelsen av flytende krystallfremvisere i kommunikasjonsterminaler vil kreve en stor, falt skjermfremviser som har et relativt stort, fremvisningsområde og utmerkede kontrast- og synsegenskaper. Selvfølgelig, hvilket vil forstås av fagfolk, er der også mange andre anvendelser av den flytende krystallfremviseren beskrevet i denne fremstillingen.

Med referanse til fig. 1 og 2, omfatter kommunikasjonsterminalen 10 et deksel 12 montert på en basis 14 via en justerbar hengsel 16, slik at dekslet 12 kan dreies rundt hengslet 16 for å lukke kommunikasjonsterminalen til en flat pakke eller til å åpne kommunikasjonsterminalen og posisjonere dekselet 16 til enhver ønsket vinkel for å se på skjermen. En støtte 18 er montert bak i bunnen av basisen 14, slik

at denne kan roteres ut av bunnen til basisen 14 for å støtte kommunikasjonstermianle på en arbeidsflate, som vist på

fig. 2, eller denne støtten er festet i profilen til bunnen av basisen 14 når kommunikasjonsterminalen blir lagret eller transportert.

En flatpanel flytende krystallskjerm-fremviser 20 som er konstruert i samsvar med oppfinnelsen, er montert i dekslet 12. En typisk flytende krystallfremviser for en kommunikasjonsterminal har en ikke-differensiert matrise på 560 spal-ter x 250 rader (140 000 bildeelementer) og et fremvisnings-areal på 9,18 tommer x 5,4 0 tommer (omtrent en 11-tommers skjerm). Den er refleksfri, kan leses i omgivende eller hjelpe-lys, og den er funnet lesbar i fullt sollys.

I basisen 14 er det montert et tastatur 22 som har en flerhet datainnmatningstaster som kan være av en hvilken som helst standard eller konvensjonell utforming. I basisen 14 er det også montert (ikke vist) de elektroniske komponentene (beskrevet nedenfor) som forårsaker at informasjon fremvises på den flytende krystallfremviseren 20. Total-dimensjonene til den typiske kommunikasjonsterminalen illustrert på fig. 1 og 2, er 10 tommer x 13 tommer x 3 tommer, hvilket utgjør omtrent størrelsen på en 3-ring ringperm. Totalvekten er mindre enn 5 pund.

En typisk blanding av flytende krystallmaterialer anvendt

i den flytende krystallskjermen 20 blir frembragt ved å addere 10 vekt-% kolesterol ikke-anoat til BDH E-7 LC blanding (bifenyler). Oppløsningen blir frembragt ved å varme opp E-7 til isotrop-punktet (omtrent 60°C) og riste denne for å få til oppløsning av kolesterol ikke-anoat faststoff. Andre passende flytende krystallmaterialer omfatter blandinger av positive dielektriske anisotrope nematiske blandinger med kolesteriske, smektiske og chiral nematiske additiver.

Fremviseren i samsvar med oppfinnelsen tillater adressering av like høyordens matriser. Denne teknologien eliminerer problemet med delaktivering av ikke-valgt bilde-elementer, hvilket har gjort dette formatet ubrukbart med konvensjonelle TNFE fremvisere. En hel rad eller søyle med bilde-elementer blir "valgt" for skriving. Denne linje blir så "skrevet"

i parallell (alle punkter på linjen samtidig) snarere enn den sekvensielle avsøkningen av konvensjonelle fremvisere.

Derfor blir matriseadresering utført for en 8-søylers x

25 raders fremviser med omtrent 1/250.-del av antallet kontakter som ville være nødvendig med direkte punkt for punkt adressering. En videre utvikling er inneslutningen av en ikke-farge gjest materiale i fremviseren, hvilket tillater drift uten polarisatorer, uten levetids/pålitelig-hets-problemene som er forbundet med molekylære farger.

Den flate fremviseren med det store arealet utgjør en passe med et overflateareal større enn 40 tommer 3 og en intern celletykkhet på<J>5/IOOO av en tomme ( + 10%) og inneholder flere mg flytende krystallmateriale. Den totale glasspakken er 0,12 5 tommer tykk.

Dipolare partikler kan innbefattes i et LC metium og anvendes i LCD'er for å overkomme begrensninger i de foreliggende fremvisere. Disse partikler kan, ettersom det er nødvendig, overflatemodifiseres for å øke sin samvirkning med LC-materialet, forbedre kjemisk renhet, modifisere absorbsjons-egenskaper og styre dispersjonsstabiliteten.

Dipolare fremvisere utført i samsvar med oppfinnelsen skiller seg fra de tidligere dipolare partikkelfremvisere i det minste i de følgende henseender: 1. Driften av fremviseren er uavhengig av ethvert samvirke mellom de dipolare partiklene og adresseringsfeltet. Alle feltsamvirker skjer av LC mediet. 2. Det er et fravær av sammenklumpning eller sedimentering av dipolare partikler. 3. Et mørkt bilde (svart) på hvit (klar) bakgrunn kan frembringes . 4. LCD nivå energi/spenning er lavere på grunn av den høye følsomheten til de flytende krystallmaterialene overfor

elektriske felter og dere høye resistivitet.

Slike fremvisere skiller seg fra konvensjonelle LCD fremvisere på i det minste de følgende punkter:

1. Ingen forringelse på grunn av ultrafiolett stråling.

2. Virkelig "svart" med enkeltprøver av en partikkel.

3. Høyt kontrastforhold.

4. Høy absorbsjonseffektivitet - "svart" ikke "grått".

5. Kjemisk renhet overfor LC materialet er oppnåelig for å sørge for lang levetid.

6. Mørk bilde på lyst felt er mulig.

7. Partikler kan frembringes med høy renhet mer enkelt enn ved farger.

Dipolare partikler, med unntak av herpatitt og jodquinin-sulfat (på grunn av intrengning eller kjemisk reaktivitet av jod) kan anvendes. Stang-lignende eller nål-lignende partikler er mer ønskelige enn flak-former. I tillegg er fremstillingsteknikker for massive, ledende nåler (f.eks. sublimering og krystallisering) anvendbare, og der er også påføring av ikke-ledende materialer ved, f.eks. plettering, kjemisk oppløsningsavsetning, reduksjon eller vakuum-metallisering. Vel kjent antenneteori-erkjennelser kan anvendes for å beregne de nødvendige dimensjonene.

For energi/spennings-betraktninger er det ønskelig å arbeide nedenfor området for celletykkheter for dipol (inne-LCD) fremvisere. Dipol/LCD celler er i størrelsesorden 6|i til 25|j i tykkelse, selv om der hvor en saktere reaksjonstid er nødvendig, kan cellene være bygd til grensen på 0,05 mm

(omtrent 0,02 tommer). Partiklene må være befridd for alle nedsenkningsoppløsninger ved forberedelse av LC blandingen. Dersom høy renhetsoppløsninger blir brukt, er spesielt materialer med lavt kokepunkt, så som nafte eller for-

trinnsvis freon, anvendbare, og nedsenkningen kan bli direkte blandet med LC materialene etterfulgt av oppløsningsfjerning ved fordampning. Hygroskopiske oppløsninger (alkohol, benzen) bør unngås. Partikler så som aluminium og gull kan direkte innebefattes i LC blandinger uten forenlighetsproblemer.

Sølv, krom og kobber bør unngås unntatt til overflate-belegg.

Overflatemodifikasjoner i samsvar med denne oppfinnelsen

gir vesentlige fordeler. Anodisert aluminium kan anvendes for å skape en flerhet av fargeeffekter selv uten anvendelse av fargestoff. Oksydtykkhet alene produserer "varme" toner av gult og brunt. Oksyd dannet ved eksponering av partikler overfor flytende oppløsning av NaOH er hensiktsmessig for å redusere avsluttet celle-konduktivitet. Andre sjikt som er kjent for å være forenlig med LC materialer omfatter: polyvinyl alkohol fra flytende oppløsning; Si02

fra SiH^dekomposisjon eller reaktiv fordampning av SiO;

SiO ved termisk fordampning av SiO; overflate-polymerisa-sjon av para-zylen (parylen-Union Carbide). Disse sjiktene eller beleggene sørger alle for elektrisk og kjemisk isola-sjon av dipolar partikkelen uten vesentlig endring av partik-kelgeometrien.

Overflatene kan behandles for å øke samvirke mellom partikkelen og LC mediet. Et typisk eksempel er behandling av en polar overflatepartikkel ved å eksponere denne for en oppløsning av N-metyl-p-aminopropyl trimetoksysilan. Denne silan former et mono-sjikt på overflaten, hvilket øker meget sterkt den parallelle innretning mellom en nål og omgivende LC-molekyler. Denne masse krever en polar overflate slik

som den som blir dannet på aluminium ved anodisering eller NaOH oppløsningsbehandling.

Silan-konsentrasjonen er ikke kritisk idet den polare overflaten vil trekke ut silan fra oppløsningen inntil den er fullstendig okkludert (0,25-0,5 er typisk). Det er fordelak-tig å behandle partiklene på forhånd uten at størrelsen bearbeides. Partikler kan så overflatebehandles ved de teknikkene som er nevnt ovenfor, og etterpå bearbeides for å få den ønskede størrelsen, og dette kan gjøres ved konvensjonelle teknikker. Vanligvis blir de resulterende partiklene innført ved at disse blandes direkte med LC materialet i mengden på 0,25-5 vekt-%. Den resulterende blandingen kan innbefattes i LCD ved en standard praksis. Dersom partiklene blir innbefattet i en homeotropisk overflate-

celle med en negativ dielektrisk anisotropi LC blanding, (enten nematisk eller smektisk), vil et absorberende bilde opptre når det adresseres av konvensjonelle innretninger. Dersom en positiv LC blanding blir brukt i en homogen overflate-celle (uten eller uten vridning), vil et ikke-absorberende areal bli dannet ved adressering.

I samsvar med oppfinnelsen er fleksible kretser limt til glass-substratet idet det er anvendt termisk aktiverbare (enten termoplastisk eller termosettende) organiske blandinger med innebygde ledende partikler. Blant fordelene med denne nye limemetoden er:

1. Metallisering av glasset er ikke nødvendig.

2. Høytemperatur-loddings operasjoner er ikke nødvendig.

3. Det er lav kontaktmotstand.

4. Edle metaller er ikke nødvendig.

5. Metoden er økonomisk siden det ledende materialet ble påført bare hvor det er behov for dette for å skape både forbindelsen og selve den fleksible kretsen. 6. Høy-kost eller teknisk sofistikert sammensetningsutstyr er ikke nødvendig. 7. Det er ingen bortsløsings- eller emisjonsstyre-problemer.

Med henvisning til fig. 3, vil prosedyren for liming av

de fleksible kretsene til glass-substratet for å danne den flytende krystallfremviseren bli beksrevet. Som vist, omfatter fremviseren 20 en bakplate 30, en frontplate 32 med et hulrom 34 dem imellom. En forsegling 36 er påført alle de fire kantene for å forsegle bakplaten 30 og frontplaten 32 med et hulrom 34 dem imellom. En matrise med avskjær-ende punkter er tildannet mellom de parallelle linjene i bakplate 30 og de loddrette parallelle linjene i frontplate 32 under anvendelse av konvensjonell teknikk, og matrisen avsluttes i forbindelsesputer 38, 40 og 42 langs de ytre kantene av bakplate 32. Forbindelse av den flytende krystallfremviseren til ytre kretser blir utført ved den følgende prosedyre. Først blir ledende materiale skjermtrykket på forbindelsesputene 38, 40 og 42, og/eller glass-substratet sammen med mønstrene som skal forbindes. Materialet blir så tørket til en hard tilstand hvor det kan bearbeides.

Det er å foretrekke at dielektrisk materiale kan trykkes rundt lederputene 38 og 40 for å gi tilleggsstyrke ved slutt-sammensetningen og for å sikre styring av flyten med ledende materialer under forseglingen. Dersom dette fordelaktige trinn blir utført, blir det dielektriske materialet herdet til en tilstand hvor det kan håndteres før innretning og sluttforsegling til LCD. Mønstrene som skal forbindes blir så innrettet. Under anvendelse av en varmestang 44, (plast-forsegler), blir den fleksible kretsen smeltet og glasset ved smelting og/eller tverrbinding av form-materialet. Sammensetningen blir så avkjølt og forbindelsene er blitt utført.

I det følgende er det angitt representative, men ikke restrik-tive sammensetninger av formmaterialet:

Dielektrisk materiale:

1. Polyvinylbutyl (termoplast); eller vekt av Miller Steven-son Adjicure B-002 (termosetting).

Bærelegeme:

Cykloheksanon og butylkarbitol for å frembringe et trykkbart stykke.

Flytkontroll:

Normalt 5% smeltet silisium for å redusere strengdannelse; eller

3. Englehart A-3840 (termosetting).

Ledende materiale:

Til et hvilket som helst av de dielektriske materialsammenset-ningene nevnt ovenfor adderes nikkelpulver så som Cobaloy C-3124 til ca. 75 vekt-% av sluttblandingen.

Sammensetninger slik som termosette-materialet angitt i

de forutgående eksempler i enten eller begge den dielektriske og ledende blanding, kan trykkes direkte på et passende substrat for å danne selve den fleksible kretsen. Typiske substrat-materialer omfatter polyester og polymid-filmer med varierende tykkelser. Denne metoden for å danne den fleksible kretsen gir et økonomisk og pålitelig alternativ i forhold til konvensjonelle fleksible kretser. For ytterligere økonomisering kan karbon erstatte de metalliske ledende partiklene i denne utførelsen.

Skjermtrykking av kretser på fleksible filmer er blitt bredt praktisert ved slike signalnivå-anvendelser som tastaturer og brytere. Ved noen fremviseranvendelser er den begrensede ledeevnen og høye kontaktmotstanden til denne kjente teknikk akseptabel. Mange anvendelser, både ved fremviserforbindelser og kretskort til kretskort-forbindelser, kan disse begrensninger ikke aksepteres. Skjermtrykking kan ikke avsette den nøvendige tykkelsen av ledende materialer, som er nødven-dig for å frembringe kretser med høy konduktivitet. Siden konduktivitet eller ledeevnen for en gitt ledende blanding er bestemt av tverrsnittsarealet til den trykte kretsen, medfører høy konduktivitet store arealer som krever enten tykk trykking eller bred trykking, eller begge deler. Dimen-sjonsgrensene for fremviser-sammenknytninger og den kjente teknikks PCB forbyr bred trykking. Skjermtrykke-teknologi kan ikke kompensere for dette med forholdsvis tykkere avsetninger ..

Slike tykke avsetninger, omtrent av størrelsesorden støre enn det som oppnås med skjermtrykking, kan oppnås i denne oppfinnelsen ved å anvende en valgt, avdekket flat plate eller sirkulær rull. Det ledende mønsteret som skal trykkes blir skåret til den nødvendige dybden under overflaten av platen eller rullen. Dette innrissede mønster blir så fylt med den ledende blandingen ved hjelp av et viskerblad eller en lignende måte. Overflaten til platen eller rullen blir visket ren for ledende blanding ved hjelp av et hensiktsmessig pusseblad eller på en lignende måte. Den fylte rullen eller platen blir presset mot substratet som skal trykkes, og tatt bort igjen. Adhesjon mellom den ledende blandingen og substratet fjerner hovedsakelig hele den ledende blandingen fra de utskårede områdene på rullen eller platen og overfører blandingen til substratet.

Etterpå kan rullen eller platen bli matet igjen, visket

og nyttet til å tykke igjen. Trykt substrat blir gitt en hensiktsmessig oppløsningsfjerning/herdingssyklus og kan så anvendes for tilkobling som de nevnte "fleksible kretser".

Fremviseren i samsvar med oppfinnelsen har de følgende fordeler :

1. Kommersielt tilgjengelig glass er tilfredsstillende,

og således tillates bruk av tilgjengelige indium/tinnoksyd-ledende sjikt snaarere enn at det kreves et vanlig sjikt eller belegg.

2. Ordinært 0,060 tommer tykt glass kan anvendes og dette eliminerer behovet for mer kostbart glass, enten tykkere eller de laminerte variantene. 3. Innretning av front- og bakglass til + 0,002 tommer sikrer finheten og nøyaktigheten til bilde-elementene. 4. 0,006 tomme bredde på bilde-elementet med 0,001 tomme bredde på avstanden blir lett oppnådd under produksjonen.0,002 tomme bredde eksterne kontaktpunkter og forbindelser er blitt produsert. 5. Glasslagene kan forsegles ved å anvende et termoplastisk materiale, og således elimineres behovet for en fullstendig tverrbindbar forsegling. 6. Et ensartet hulrom med en tykkelse på 0,005 tommer +10% kan oppnås.

Et nøkkelelement med fremviseren er anvendelsen av "kommersielt" flatt glass snarere enn kostbare "fotomasker", laminerte eller på annen måte spesielt bearbeidet materiale. Fremviseren i henhold til oppfinnelsen anvender ordinært kalk-natrium-karbonat glass for å oppnå det ønskede ens-artede hulrom. Resultatet er at en lettvektsfremviser med omtrentlig tykkelse på 0,125 tommer blir oppnådd.

Det er tre forskjellige prosedyrer for å introdusere avstandsmaterialet likt inn i LCD cellen ved denne oppfinnelsen.

En første prosedyre er å senke avstandselementer i et væske-medium valgt for renhet med hensyn til avstandsmaterialet,

og LC substratene og med molekylær innretningssjikt hvis slike er tilstede. Nedsenkningen blir så sprutet over hele arealet til LC substratet, og fortrinnsvis blir begge substratene og oppløsningsmidlet tillatt å tørke. LCD platene som er belagt på denne måten blir forseglet ved hjelp av konvensjonelle metoder. Denne prosessen gir umiddelbart lik fordeling av avstandselementene og eliminerer klumpdan-nelse. En typisk blanding har omtrent 5 vekt-% avstandsmateriale i freon eller trikloretylen. Denne prosedyre kan anvendes for alle størrelser LCD.

En andre prosedyre som er best for fremvisere mindre enn

4 tommer, er å innrette LCD platene med mønstere i hensiktsmessig anordning for forsegling. I ikke-synligs hjørner av platene, blir platene festet ved hjelp av et anerobisk klebemiddel så som f.eks. Loc-Tite. I den ikke-forseglede tilstanden blir platene plassert i et vakuum-kammer, kammeret blir evakuert og platene senket til kontakt med en beholder med LC materialet i hvilket omtrent 0,1 til 1% avstandselemen ter er blitt innblandet. Kapillar-virkning sammen med venti-lering av kammeret forårsaker at LCD-materialet og avstandselementene beveger seg inn i og fyller gapet mellom platene. Dette gap er omtrent 2 ganger bredden av avstanden mellom platene til sluttfremviseren. De fylte, ikke-forseglede panelene blir fjernet fra kammeret og sendt gjennom en konvensjonell trykk- og temperatur-syklus for å fullføre forseglingen. Under denne syklusen forårsaker klemmetrykk utklemming av overskytende LCD materiale og reduserer celle-tykkeheten (adskillelsen) til den som blir bestemt av avstandselementene. Denne prosedyre har en fordel i forhold til de tidligere prosedyrene ved at det ikke er noe spørsmål vedrørende forurensning av cellen med et ekstra løsningsmid-del anvendt for å bære avstandselementene.

LC materialet selv er kraftig overflateaktivt og eliminerer

i det alt vesentlige tendensen med at avstandselementene skal "henge sammen" eller klumpe seg. Siden materialet også er høyst smørende, vil enhver stabling eller klumping av avstandselementene som er igjen i cellen bli umiddelbart presset ut i sluttforseglingsoperasjonen. De LC dekkede partiklene eller fiberne glir umiddelbart over hverandre inntil man får en lik enkel partikkeltykkhet av avstands-elementsj ikt.

I en tredje prosedyre kan avstandselementer bli innebefattet i en mengde på omtrent 5 vekt-% i innretningspolymerfilmen, f.eks. polyvinylalkohol oppløst i vann. I den normale beleg-ningsprosessen vil disse avstandselementene bli innleiret i og festet til det innrettede films jiiktet.

Både polymid- og polyvinylalkohol baserte innretnings-filmer har vist seg å være effektive nedsenkningsmidler for avstandsmaterialer, og med adekvat overflateaktaivt og smørende egenskaper, slik at sammenklumping eller stab-lingsproblemer blir eliminert.

En ytterligere egenskap ved denne oppfinnelsen er at de filmdannende materialene er dielektriske og har en tendens til å danne isolerende sjikt over avstandspartiklene. Mens de normalt anvendte avstandsmaterialene er dielektriske,

vil kommersielle kilder kunne gi restprosentenheter med partikler med hø.yere ledningsevne som er vanskelig å fjerne. Denne oppfinnelse minimaliserer virkningen av slike forurens-ninger. Celler blir så sammensatt på en konvensjonell måte. Denne tredje metoden er anvendbar for LC fremvisere som

er større enn de som kan fremstilles ved den andre metoden,

og eliminerer også forurensning forårsaket av væsken avstandselementene er nedsenket i. Den fjerde metode som gir høyst ensartet avstandselementfordeling over store arealer, er vibrasjonssikting av avstandspartiklene gjennom flere finmaskede skjermer. Et ikke-begrensende eksempel på dette er en stabel av 2 eller 3 store finmaskede skjermer som på vanlig måte er forberedt for skjermtrykking, men uten emulsjon eller bilde. Disse skjermer bør i det minste' være omtrent 20% større i areal enn LC substratet som skal dekkes. Skjermene blir holdt i et tett trekkfritt kammer anordnet over LC substratet og blir ristet mekanisk ved hjelp av en hensiktsmessig vibreringsmekanisme. Avstandspartiklene blir til å begynne med plassert på toppskjermen og blir progressivt siktet nedover i en økende ensartet fordeling på grunn av vibrasjonen, og gis noen få sekunder til å avsette seg på substratet.

Denne oppfinnelse kan umiddelbart tilpasses stor skala automa-tisert fremstilling siden den er høyst reproduserbar ved å styre aktiveringstiden til vibratoren.

Terminalelektronikken består av et konvensjonelt mikroproses-sorsystem med tastaturinnganger, et kommunikasjonsledd og dets grensesnitt og en ikke-konvensjonell LCD mikroprosessor styreinnretning og drivledd.

LCD mikroprosessoren styrer og bøfrer inngangsinformasjon,

og så lagres inngangsinformasjonen i et midlertidig minne. Mikroprosessoren bestemmer den riktige adressen og siffer-egenskapene basert på rom-lagret informasjon. Informasjon blir så tatt fra det midlertidige minnet og innmatet til X og Y skiftregistere og overført ved hjelp av drivledd

til fremviserens bilde-elementer. Bilde-elementene blir individuelt adressert ved å velge en rad og søyle idet raden skrives i parallell.

I en utførelse av oppfinnelsen vil bilde-elementene når

de er aktivert, være fast innstilt og det er ikke nødvendig med noen ytterligere oppfrisking. Utstrykning av et bilde-element blir utført ved å anvende et spesielt utstrykings-signal (ikke en utelatelse av et oppfriskingssignal).

I en annen utførelse av oppfinnelsen, blir en ikke-bestemt forspenning påtrykt hele fremviseren. Etter skriving vender hele bilde-elementet til den ikke-bestemte forspenning. Denne utførelse har vist seg å frembringe høyere skrive-

og utstrykningshastigheter.

Utstrykning blir utført ved å anvende et utstrykningssignal

i en utførelse lik nivået til skrivesignalet, men som blir holdt for en lengre periode. I en annen utførelse, er nivået til utstrykningssignalet større enn skrivesignalet, men med en sammenlignbar varighet. I alle utførelser blir utstrykningspulsen fulgt av en tilbakevending til referanse-spenning for summeringsperioden.

LCD drivkretsen har rader og søylesett på n-trinns toveis skiftregistere og individuelle bilde-element drivere slik at den omdanner serietegn mønsterdata fra styreinnretningen til parallelle data og frembringer datapulser til den flytende krystallfremviseren.

Det refereres nå til fig. 4, hvor det er vist et blokkskjema over elektronikken som er nødvendig for å frembringe en fremviser på tegnmodusterminalen. Et kommunikasjonsgrense- snitt 50 omdanner eksterne datasignaler til passende format for anvendelse i mikroprosessoren.Mikroprosessoren 52 styrer dataene som skal anordnet i minnet 54 når det gjelder lokalisering ved hjelp av adressemultiplekseren 56. Mikroprosessoren 52 er programmert ved hjelp av et bare-les minnne 58 og det midlertidige lager er frembragt ved hjelp av et tilfeldig adgangsminne 60. Adressedekoderen 62 bestemmer rekkefølgen av adresser til tilfeldige adgangsminnet 54

via adressemultiplekseren 56 og frembringer et inngangssignal til lese/skrive-opptatt-istandsettings-styreinnretningen 64 som gir et signal til mikroprosessoren for å styre informasjon, så som når lese/skrive og andre signaler skal frembringes. Prikkteller 66 opprettholder styring og synkroniserer den riktige mengde data parallelt til serieskiftregister 68 og radteller og styreinnretning 70 og rekkefølgen av fremviser prikk klokken og styreinnretningen 72 og fremviser prikk klokken og styreinnretningen 74. Fremviser prikk klokken og styreinnretningen 72 og fremviser prikk klokken og styreinnretningen 74 sørger for styring og rekkefølge av klokkesignaler til skiftregister 76, skiftregister 78, låseinnretning 80 og låseinnretningen 82 som låser data til søylefremviserdrivtrinnet 84 og radfremviserdrivtrinnet 86. Utgangsamplituden fra søylefremviserdrivtrinnet 84

og radfremviserdrivtrinnet 86 blir styrt av kraftforsynings-styreinnretningen 88. Varierende amplitudespenninger blir brukt for de forskjellige operasjonsmodi til frmeviseren, hvilket vil forstås av fagkyndige. En temperaturføler 90 varierer kraftforsynings-styreinnretningen 88 for å kompensere for temperaturvariasjoner i fremviseren. Kraftforsyning 92 sørger for energi til drivtrinnene og sørger også for styring av inngangsenergien. Søyleteller styreinnretning

94 og radteller styreinnretning 70 bestemmer den riktige sekvens av rad og søyleinformasjon via adressemultiplekseren. Søyleteller og styreinnretning 94 er synkron med radteller styreinnretning 70 under styring av adressemultiplekseren 56 og mikroprosessor 52. Tegngeneratorens bare-les minne (ROM) 96 er forhåndsprogrammert for å sende ut prikk sammen- stillinger som vil fremvise det eksterne inngangssignal. Tegn-generatorens bare-les minne 96 blir også styrt av søyle-teller og styreinnretning 94 og radteller og styreinnretning 70 for riktig prikkutgang. Parallelt med serie skift registeret 68 vendes et parallelt signal fra tegngeneratorens bare-les minne 96 og dette omdannes til et seriedatatog. Parallelt med serie skift register 68 som blir styrt av klokkegenerator 98 som er fremviserklokken som bestemmer og synkroniserer data overført til skiftregisteret 76 og 78 som er utgangs skift registeret og som også styrer alle drivkomponentene.

Måten som tegnene blir dannet på og fremvist på fremviseren er vist på fig. 5A og 5B. På fig. 5B er det vist et enkelt-tegns rom på fremviseren ved en 5 x 5 matrise rekke. Det må selvfølgelig forstås at fig. 5 blir brukt for å demonstrere og forklare, og må ikke på noen måte tas til inntekt for å begrense oppfinnelsen. På fig. 5B er 5 x 5 matrisen dannet av 5 vertikale søyler, referert til som V-l til V-5 respektivt, og 5 horisontale rader, H-l til H-5 respektivt. Fig.

5A viser signalene som blir påtrykt de fem vertikale søylene V-l til V-5, og de fem horisontale radene H-l til H-5 respektivt for å aktivere dataene i 5 x 5 matrise tegn rommet vist på fig. 5B. Som vist, vil ved tidspunktet t^et skrivesignal opptre på linjene H-l, H-5 og V-l og forårsake at prikker viser seg på stedene V-l, H-l og V-l, H-5 som indi-kert på fig. 5B. Ved tidspunktet opptrer et skrivesignal på linjene H-2, H-4 og V-2 og forårsaker at prikker opptrer i de riktige partiene på matrisen som vist på fig. 5B. I tidsrommet mellom t^og t2vil ikke-differensierte forspen-ningssignaler med en typisk størrelse på halvparten av spenningen til skrivesignalene, bli påtrykt alle linjene V-l til V-5 og H-l til H-5.

Det må selvfølgelig forstås at en virkelig fremviser vil

ha mange søyler, f.eks. av størrelsesorden 560, og mange rader, f.eks. av størrelsesorden 250. Fig. 5A og 5B viser

en fremviser ved hvilken radene blir skrevet i parallell,

dvs. at alle prikkene som f.eks. opptrer i søyle V-l vil for alle radene til fremviseren bli skrevet samtidig.hvoretter alle radene i den andre søylen V-2 vil bli skrevet.

Det vil umiddelbart innses at søylene kunne skrives i parallell, dvs. at alle prikkene som f.eks. opptrer i rad H-l ville for alle søylene til fremviseren kunne skrives samtidig hvoretter alle søylene i den andre raden ville bli skrevet.

På fig. 5A vil et skrivesignal opptre på linjene V-3 og

H-3 ved tiden t 3 og prikker opptre i sentret av matrisen

som vist på fig. 5B. På lignende måte vil ved tidspunktene t^og t,- det opptre skrivesignaler som frembringer de andre prikkene illustrert på fig. 5B. Som det kan ses, blir bok-staven X dannet i tegnerommet. I samsvar med oppfinnelsen er det ikke nødvendig med oppfriskingssignaler for å opprettholde fremvisningen av det ønskede tegnet, f.eks. tegnet X på fig. 5B, for en utstrakt tidsperiode. Når det er ønskelig å stryke ut informasjonen, blir et utstrykningssignal, som på fig. 5A blir frembragt ved .tidspunktet tg, anordnet på hver av radene og søylelinjene og fremviseren blir ut-strøket parallelt.

Som typiske verdier blir de følgende spenningene og tidspunktene anvendt:

Holdespenning - pinne 4 til 5,5 volt

Skrivspenning - pinne 11 til 28 volt

Utstrykningsspenning - pinne 11 til 35 volt

Klokkeperiode - pinne 1 til 15 millisek.

Fig. 6 og 7 viser skriv- og utstrykningstidene respektivt for tidligere kjente fremvisere og fremviseren i henhold til oppfinnelsen, og demonstrerer den økte skrive- og utstryk-ningshastigheten som oppnås når det anvendes fremviseren i henhold til oppfinnelsen. Fig. 6 og 7 viser den optiske tettheten til fremviseren som en funksjon av tiden og over-lagret på denne aktiveringspulssignalet. Hovedinndelingen T^nrr.Qrisskalaen T er 10 millisek. Med referanse til fig. 6 er den optiske tettheten ved tiden Tq lav, som indi-kert ved den store amplituden til den optiske tetthetsspen-ningen, og ingen informasjon blir fremvist på dette tidspunkt på skjermen. Ved tidspunktet T^, blir en skrivepuls påtrykt fremviseren. Som vist på fig. 6, vil den optiske tettheten til fremviseren ikke endre seg tilstrekkelig til å frembringe en endring i den optiske tettheten til fremviseren før tidspunktet T2som er omtrent 40 millisek. etter skrivepulsen.

På fig. 7 opptrer skrivepulsen ved tidspunktet T, og det

ses at den optiske tettheten til fremviseren endrer seg nesten umiddelbart og i løpet av omtrent 1 millisekund. Utstrykningspulsen påtrykt ved tidspunktet T_ forårsaker utstrykning av fremviseren også på omtrent 1 millisekund.

En type flytende krystallfremviser utført i samsvar mellom foreliggende oppfinnelse, arbeider mellom den uskrevne predominerende planare strukturen og den skrevne predominerende fokale, koniske strukturen til enten den kolesteriske eller smektiske fasen, og med en overgang predominerende innrettet nematiske tilstanden under skriving og utstryking. For å oppnå de nødvendige homogene grensetilstandene er det anordnet det flytende krystallmaterialet inne i hulrommet.

De motstående substratene på hvilke rad og søyleelektrodene danner mønster er belagt med en polyvinylalkohol oppløsning og så polert. Spesielt omfatter fremviseren 480 søyleelek-troder likt fordelt over en 4,5 tommes horisontal dimensjon og 192 radelektroder like adskilt over en 3,5 tommer vertikal dimensjon. En celle som er nominelt 10 mikrometer tykk blir sammensatt og fylt med en flytende krystallblanding så som E-7 med 14 vekt-% kolesteryl ikke-anonat.. Fremviseren blir forseglet og elektriske forbindelser blir gjort til drifkretsen som beskrevet ovenfor.

Informasjon kan skrives på fremviseren på den samme måten som vist ved spennings tidsdiagrammet på fig. 5A. Radene blir avsøkt etter tur fra første (H^) skrivepulser, som er den algebraiske summen av spenningen på søylene (V^til V^gg) til den avsøkte raden, tekstinformasjon forsynes til hver rad og blir påtrykt i omtrent 7 millisekunder.

Som vist på fig. 5A, blir før og etter skriving en ikke-bestemt forspenning, som også er summen av rad og søylespen-ningene, påtrykt hele fremviseren. En typisk skrivespenning er 26 vol og en typisk forspenning er 8 volt. Etter skriving av hele fremviseren kan den ikke-bestemte forspennings-spenning redduseres til 4,5 volt for å frembringe en lengre vedholdenhetstid enn det som oppnås med å redusere spenningen til 0.

Utstrykning av fremviseren blir utført ved å påtrykke en netto spenning på 24 volt samtidig over alle bilde-elementene i omtrent 20 millisekunder og så redusere spenningen til 0. Dersom utstrykningen er ufullstendig, er det sørget for flere utstrykningsspennings-pulser. Selvfølgelig kan ustrykning av individuelle bilde-elementer bli utført ved ganske enkelt å påtrykke en nettospenning på 24 volt over bare det individuelle bilde-elementet som skal utstrykes.

Denne fremviser sørger for bilder med høy kontrast under flere typer synsvilkår som omfatter transmittert lys og reflektert lys, med eller uten anvendelsen av polarisatorer. Når den brukes med parallelle polarisatorer og transmittert lys synsvilkår, er den ikke-skrevne bakgrunnsfargen en mørk blå på grunn av den optiske aktiviteten til den hovedsakelige planare tilstand. De skrevne bilde-elementene har en lysfarge på grunn av brytning og spredning i den predominerende, fokale koniske tilstand. Når denne fremviser blir brukt med krysspolarisatorer og synsvilkår med transmittert lys, er den ikke-skrevne bakgrunnsfargen pre-dominerende gulgrønn på grunn av den optiske aktiviteten til den hovedsakelige planare tilstanden. De skrevne bilde-elementene har en svart farge på grunn av spredning og brytning til den predominerende, fokale koniske tilstanden.

Disse bakgrunns- og bilde-farger kan justeres ved å variere vinkelen mellom polarisatorene mellom 0 og 90°C.

Når denne fremviser blir brukt med kryssede polarisatorer

og reflektert lys vilkår, blir bakgrunns- og bildefargene styrt ved å variere vinkelen mellom polarisatorene og ved å velge fargen til reflektorene. En reflektor som kan anvendes har en matt, hvit overflate som er anordnet utenfor den bakre overflaten av glass-substratet til fremviseren.

Et dielektrisk gullsjikt anordnet under indium tinnoksyd-elektroden på den indre overflaten til det bakre substratet kan også anvendes. Når denne fremviser blir brukt med reflekterende lysvilkår og ingen polarisatorer, er farg-

ene hovedsakelig bestemt av reflektoren, og kontrasten obser-veres på grunn av de ikke-spredende (av lys) egenskapene til den dominerende, planare tilstanden og de sterke lys-spredende egenskapene til den dominerende fokale, koniske tilstanden.

Når denne fremviser blir brukt sammen med lysabsorberende pleokroniske farger eller anisotropiske partikler, oppnås farger og intensitetskontraster som et resultat av forskjel-lene i orientering til de flytende krystallmolekylene i den dominerende planare og dominerende fokale koniske tilstand. Orienteringen av de flytende krystallmolekylene frembringer korresponderende orienteringer av fargene eller dipolare partikler og således oppnås forskjellig absorbsjon av lys i de dominerende planare bakgrunnsområdene og de dominerende fokale, koniske bildeområdene.

En annen type flytende krystallfremviser utført i samsvar

med foreliggende oppfinnelse arbeider mellom den uskrevne predominerende kolesteriske eller smektiske fasen og den skrevne predominerende innrettede nematiske fasen. Spesielt arbeider denne fremviser mellom en predominerende fokal, konisk struktur og den predominerende innrettede nematiske fase. Konstruksjon av denne fremviser er lik det som er beskrevet ovenfor, unntatt for at bare små glass-substanser blir brukt, vanligvis dannet med 32 radelektroner og 32 søyleelektroder, som hver er fordelt over et område på 1,5

tommer. Hver rad og søyle er individuelt forbundet med den tilhørende drivutgang fra den elektroniske kretsen.

Informasjon kan skrives på fremviseren på den samme måten som vist i spennings tidsdiagrammet på fig. 5A, med en netto skrivspenning på 34 volt og en netto ikke-bestemt forspenning på 11 volt. Når det avsøkes fra toppen eller første raden til bunnen eller siste raden, blir det brukt en radavsøk-ningstid på 5 millisekunder. Med denne avsøkningstid kan bildet vise en svak flimring på grunn av vedholdenhetstiden til den innrettede nematiske strukturen på omtrent flere hundre millisekunder. I denne avsøkningsprosedyren blir fremviseren kontinuerlig oppfrisket etter at informasjonen er skrevet på den siste raden. Flimring kan elimineres ved å minske radavsøkningstiden. En radavsøkningstid så kort som 60 mikrosekunder kan anvendes. Utstrykning oppnås på flere millisekunder ved å redusere alle spenningene til 0 . 1 denne fremviser vil bakbelysning med kryssede polarisatorer frembringe et sort bilde på grunn av lysabsorbsjon i polari-satoren og mangelen på spredning eller brytning i den predominerende innrettede nematiske strukturen. Bakgrunnsbilder er klare eller lyse som et resultat av spredningen og bryt-ningen til den predominerende, fokale, koniske strukturen. Når denne fremviser blir brukt med bakbelysning og ingen polarisatorer, vil det være nødvendig å se i en retning som avviker fra perpendikulær retningen for å oppnå god kontrast siden bildeområdene er klare på grunn av den predominerende innrettede nematiske strukturen mens bakgrunnsområdene sprer lys på grunn av spredningsegenskapene til den predominerende fokale, koniske strukturen.

Når denne fremviser blir brukt i forbindelse med kryssede polarisatorer, vil bildeområdene være mørke og bakgrunnsområdene være lyse. På lignende måte, når ingen polarisatorer blir brukt med reflektert lys og man ser fra en retning annen enn normalt på fremviseren, vil belysningsinnretting være nødvendig for å oppnå god kontrast, alt i samsvar med prinsippene beskrevet ovenfor.

Anvendelse av lysabsorberende pleokroiske farger eller anisotropiske partikler kan frembringe farge og intensitetskon-trast i denne fremviser i samsvar med prinsippene beskrevet ovenfor. Mens det som er blitt illustrert og beskrevet er for tiden foretrukne utførelser av oppfinnelsen, vil fagkyndige gjenkjenne at mange modifikasjoner og endringer kan utføres ved de beskrevne utførelsene i oppfinnelsen, uten at rammen for oppfinnelsen som er mer spesielt angitt i de følgende patentkrav forlates.

Claims (26)

1. Skjermfremviser karakterisert ved at den omfatter flytende krystallmateriale inneholdt i et definert hulrom og nevnte flytende krystallmateriale har en hovedsakelig planar struktur i fraværet av elektriske eksitasjonssignaler, og nevnte flytende krystallmateriale er anordnet på en homogen måte inne i nevnte definerte hulrom, og det er anordnet innretninger for å påtrykke forutbestemte elektriske eksitasjonssignaler på nevnte flytende krystallmateriale, og nevnte elektriske eksitasjonssignaler omfatter et første elektrisk eksitasjonssignal påtrykt i sekvens til partier av fremviseren, slik at ved slutten av nevnte sekvens har alle partiene til nevnte fremviser mottatt nevnte første elektriske eksitasjonssignal, og andre elektriske eksitasjonssignaler blir påtrykt valgte arealer av hver av nevnte partier av fremviseren ettersom nevnte parti mottar nevnte første elektriske eksitasjonssignal for å forårsake en endring i de optiske egenskapene til nevnte valgte arealer av nevnte partier til nevnte fremviser, slik at nevnte flytende krystallmateriale i nevnte valgte arealer har en hovedsakelig fokal konisk struktur, og derved frembringes en informasjonsfremvisning ved nevnte valgte arealer, hvilken informasjonsfremvisning forblir på de valgte arealene til nevnte fremviser etter fjerning av nevnte første og andre elektriske eksitasjonssignaler uten at det er behov for periodisk oppfrisking av de optiske egenskapene til fremviseren, og tredje elektriske eksitasjonssignaler påtrykkes nevnte fremviser for valgvis å fjerne informasjon fra fremviseren .

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det omfatter en ubestemt forspenning påtrykt alle partiene av fremviseren før og etter nevnte første signal, og andre elektriske eksitasjonssignaler.

3. Anordning som angitt i krav 1, k a r a k - terisert ved at nevnte flytende krystallmateriale omfatter en blanding av kolesterisk pinne - ikke-anonalt og BDH E-7.

4. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte tredje elektriske eksi-tas j onssignaler omfatter fjerde elektriske eksitasjonssignaler påtrykt i sekvens på partier av fremviseren slik at ved slutten av nevnte sekvens har alle partiene av nevnte fremviser mottatt nevnte fjerde elektriske eksitasjonssignaler og femte elektriske eksitasjonssignaler påtrykt på valgte arealer av hver av nevnte partier til fremviseren, mens nevnte parti mottar nevnte fjerde elektriske eksitasjonssignal for å forårsake en endring i de optiske egenskapene til nevnte valgte areale av nevnte partier til nevnte fremviser, slik at nevnte flytende krystallmateriale i nevnte valgte arealer har en hovedsakelig planar struktur og derved utstrykes informasjon fra fremviseren i nevnte valgte arealer.

5. Skjermfremviser, karakterisert ved at den omfatter flytende krystallmateriale inneholdt i et definert hulrom, idet nevnte krystallmateriale er i en pre-dominerende kolesterisk fase i fraværet av elektriske eksitasjonssignaler, og nevnte flytende krystallmateriale er anordnet på en homogen måte inne i nevnte definerte hulrom, og det er anordnet innretninger for å påtrykke forutbestemte elektriske eksitasjonssignaler på nevnte flytende krystallmateriale og nevnte elektriske eksitasjonssignaler omfatter et første elektriske eksitasjonssignal påtrykt i sekvens på partier av fremviseren slik at ved slutten av nevnte sekvens, har alle partiene til nevnte fremviser mottatt nevnte første elektriske eksitasjonssignal, og andre elektriske eksitasjonssignaler blir påtrykt valgte arealer av hver av nevnte partier av fremviseren mens nevnte parti mottar nevnte første elektriske eksitasjonssignal for å forårsake en endring i de optiske egenskapene i nevnte valgte arealer til nevnte partier til nevnte fremviser, slik at nevnte flytende krystallmateriale ved nevnte valgte arealer er en hovedsakelig nematisk fase, og derved frembringes en informasjonsfremvisning i nevnte valgte arealer og tredje elektriske eksitasjonssignaler blir påtrykt nevnte fremviser for selektivt å fjerne informasjon fra fremviseren.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at den omfatter en ubestemt forspen- ningsspenning påtrykt alle partiene av fremviseren før og etter nevnte første og andre elektriske eksitasjonssignaler.

7. anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at nevnte flytende krystallmateriale er i en predominerende smektisk fase i fraværet av elektriske eksitasj onssignaler.

8. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at nevnte tredje elektriske eksitasjonssignaler som påtrykkes nevnte fremviser for selektivt å fjerne informasjon fra fremviseren omfatter en reduksjon av spenningen over hele fremviseren til 0.

9. Fremgangsmåte for å lime elektriske kretselementer som har kretsledninger som danner mønsteret av ledende materiale for å forbinde mønsterne av ledende materiale tilhørende nevnte elementer karakterisert ved at den omfatter trinnene med å: trykke ledende harpiksmateriale på mønsterne av ledende materiale til i det minste et av nevnte elementer: opptørking av nevnte ledende harpiks; innretting av mønsterne av ledende materiale i nevnte elementer ; sammensmelting av nevnte elementer ved å smelte og trykke sammen nevnte harpiks for derved å forbinde mønsterne av ledende materiale på nevnte kretselementer.

10. Fremgangsmåte for å lime elektriske kretselementer som har kretsledninger som danner mønstere av ledende materiale for å forbinde mønsterne av ledende materiale til nevnte elementer, karakterisert ved trinnene o a: trykke ledende harpiksmateriale på mønsterne av ledende materiale til i det minste et av nevnte elementer; trykke dielektrisk harpiksmateriale rundt mønsterne av ledende materiale til i det minste et av nevnte elementer; opptørking av nevnte ledende og dielektriske harpiksmateri-aler ; innretting av mønsterne av ledende materiale til nevnte elementer; sammensmelting av nevnte elementer ved å smelte og sammen-trykke nevnte harpiksmateriale for derved å forbinde møns-terne av ledende materiale på nevnte kretselementer.

11. Fremgangsmåte for å lime elektriske kretsmateri-aler som har kretsledninger som danner mønstere av ledende materiale for å forbinde mønsterne av ledende materiale til nevnte elementer, karakterisert ved trinnene å: trykke dielektrisk harpiksmateriale rundt mønsterne av ledende materiale på i det minste et av nevnte elementer; opptørking av nevnte dielektriske harpiksmateriale; innretting av mønsterne av ledende materiale til nevnte elementer; sammensmelting av nevnte elementer ved å smelte og sammen-trykke nevnte harpiksmateriale for derved å forbinde møns-terne av ledende materiale.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at i det minste et av nevnte elektriske kretselementer omfatter mønstere av ledende materialer danret på en av substratene av en flytende krystallfremviser.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at i det minste et av nevnte elektriske kretselementer omfatter mønstere av ledende materiale dannet på en av substratene av en flytende krystallfremviser.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert ved at i det minste et av nevnte elektriske kretselementer omfatter mønstere av ledende materiale dannet på en av substratene til en flytende krystallfremviser.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at i det minste et av nevnte elektriske kretselementer omfatter fleksible elektriske kretselementer som har fleksible kretsledninger som danner mønstere av ledende materiale.

16. Fremgangsmåte sem angitt i krav 10, karakterisert ved at i det minste et av nevnte elektriske kretselementer omfatter fleksible elektriske kretselementer som har fleksible kretsledninger som danner mønst-ere av ledende materiale.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert ved at i det minste et av nevnte elektriske kretselementer omfatter fleksible elektriske kretselementer som har fleksible kretsledninger som danner mønst-ere av ledende materiale.

18. Fremgangsmåte for å adskille substratene til en flytende krystallfremviser fra hverandre, karakterisert ved at den omfatter trinnene med å: nedsenke avstandspartikler j en bærer som er inert med hensyn til nevnte substrater; spruting av nevnte nedsenkningsmiddel på overflaten til i det minste et av nevnte substrater for å dekke, nevnte overflate med nevnte nedsenkningsvæske; forsegling av nevnte substrater til hverandre, slik at nevnte avstandspartikler ligger mellom nevnte substrater.

19. Fremgangsmåte for å adskille substratene til en flytende krystallfremviser fra hverandre, karakterisert ved at den omfatter trinnene med a: sikte avstandspartikler på i det minste en av nevnte substrater ; forsegling av nevnte substrater til hverandre, slik at nevnte avstandspartikler ligger mellom nevnte substrater.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 19, karakterisert ved at nevnte avstandspartikler blir siktet gjennom en flerhet av skjermer som er anordnet over i det minste en av nevnte substrater.

21. Fremgangsmåte som angitt i krav 20, karakterisert ved at nevnte skjermer blir holdt i et trekkfritt kammer og blir vibrert.

22. Fremgangsmåte for å danne en fleksibel elektrisk krets, karakterisert ved at den omfatter trinnene: oppskjæring av et mønster i en flat plate; oppfylling av nevnte mønster med en ledende harpiks; påføring av nevnte plate på et fleksibelt substrat slik at nevnte ledende materiale blir overført fra nevnte substrat for å danne et ledende mønster derpå.

23. Fremgangsmåte for å danne en fleksibel elektrisk krets omfattende trinnene: oppskjæring av et mønster i en rull; oppfylling av nevnte mønster med en ledende harpiks; påføring av nevnte rull på en fleksibel substrat, slik at nevnte ledende materiale blir overført til nevnte substrat for å danne et ledende mønster derpå.

24. En fremviser karakterisert ved at dem omfatter et materiale inneholdt inne i et definert, hulrom hvilket materiale reagerer på elektriske eksitasjonssignaler for å utføre endringer i de optiske egenskapene til fremviseren i valgte arealer av nevnte fremviser, og nevnte materiale omfatter et flytende krystallmedium og dipolare partikler innebefattet i denne, og for å samvirke med det flytende krystallmaterialet er nevnte dipolare partikler overflatebehandlet slik at drift av fremviseren blir uavhengig av et hvilket som helst samvirke: mellom nevnte elektriske eksitasjonssignaler og nevnte dipolare partikler, og samvirke mellom nevnte dipolare partikler og nevnte flytende krystallmedium, blir beriket.

25. Fremviser i henhold til krav 24, karakterisert ved at nevnte dipolare partikler er valgt fra gruppe som består av aluminium og gull.

26. Fremviser i henhold til krav 24, karakterisert ved at nevnte dipolare partikler blir valgt fra en gruppe sem består av overflatebelagt sølv, krom og kobber.