182495. lajstromszámú szabadalom • Kettős színhatású folyadékkristályos kijelző
3 182495 4 A találmány tárgya kettős színhatású folyadékkristályos kijelző, amelynél a kontraszt hat ás a fekete szín és a kijelzőben levő folyadékkristály és színezék együttes színe közötti különbségben jelentkezik, mivel vagy a megjeleníteni kívánt ábra vagy a háttér fekete színű. A találmány szerinti kettős színhatású folyadékkristályos kijelzőnek folyadékkristályos cellája van, ahol a cellának két átlátszó hordozólemeze egymáshoz kapilláris rést közrefogóan és a kapilláris rést lezáró távtartó útján van egymáshoz rögzítve. A távtartó és az átlátszó hordozólemezek által bezárt kapilláris tér folyadékkristállyal van kitöltve. A hordozólemezek a kapilláris tér felé eső felületükön átlátszó elektródákkal vannak ellátva. Az átlátszó elektródák felületén valamint az elektródák melletti hordozólemez felületen a folyadékkristálynak csavart nematikus orientációt adó — orientáló réteg van. Az elektródák kivezetésekkel vannak galvanikusan összekötve. A hordozólemezek külső felületéhez neutrál polarizátorok vannak rögzítve, ahol a polarizátorok egymással párhuzamos vagy egymásra merőleges állásúak. A kijelzőnek adott esetben a nézési irányból vett hátsó polarizátora mögött elhelyezett reflektáló felülete van. Az ismert megoldásoknál a kapilláris teret kitöltő folyadékkristály a kijelző működési hőmérséklettartományában nematikus fázissal rendelkezik, amelyre jellemző, hogy a molekulák hossztengelye, ami a nematikus avagy optikai tengely, egy irányba állóan rendezett. Az orientációt adó rétegek kialakítása falhatást hoz létre, amely a nematikus szerkezetet 90°-os elfordulási szögű csavart nematikus szerkezetté torzítja. Az elfordulási irányt saját elfordulási iránnyal rendelkező anyaggal, főként ugyanazon hőmérséklettartományban koleszterikus fázissal rendelkező folyadékkristálynak vagy optikailag aktív anyagoknak a nematikus fázissal rendelkező folyadékkristályhoz hozzáadásával segítik elő, ami a kapilláris térben egyféle csavarodási irányt eredményez. Az alkalmazott folyadékkristályok színtelen átlátszó folyékony halmazállapotú vegyületek, vagy több vegyület elegye, ilyen például az E. Merck (NSZK) cég által forgalmazott NP 1132, NP 1285, NP 1221, vagy az E. Hoffmann—La-Roche (Svájc) cég által forgalmazott ROTN—430, ROTN—570, ROTN—401, ROTN—403 továbbá British Drug House (Anglia) cég által forgalmazott E7, E8, E41, stb. terméknevű folyadékkristályok. Az ismertetett kijelzőknél a kijelzőre ráeső természetes fény az elülső polarizátoron áthaladva egy, a polarizátor helyzete által meghatározott irányú lineárisan poláros fénnyé alakul. A lineárisan poláros fény polározási iránya a csavart nematikus szerkezetű folyadékkristályon való áthaladás során 90°-kai elfordul. Ha a hátsó polarizátor polározási iránya az elülső polarizátor polározási irányával egyező, akkor a folyadékkristályból kilépő fényt a hátsó polarizátor kioltja, ami a kijelző vonatkozásában sötét háttérként nyilvánul meg, ha a hátsó polarizátor polározási iránya merőleges az elülső polarizátor polározási irányára, a ráeső fényt átereszti, ami adott esetben az ott lévő reflektáló felületről visszaverődik, és ez a kijelző vonatkozásában átlátszóságban ill. fehér háttérben nyilvánul meg. A kijelző altiválásakor az elektródákra kapcsolt váltakozó feszültség által keltett villamos térrel az aktivált elektródák közötti kapilláris térrészben a folyadékkristály csavart nematikus rendezettségét megszüntetik, amely ezzel elveszti a ráeső poláros fényt 90°-kal elforgató tulajdonságát, s ennek következtében egymással párhuzamos polarizátorok esetén a ki jelzett ábra sötét háttérben átlátszó ill. a reflektáló felületet mutató képként, egymásra merőleges polarizátorállás esetén a kijelzett ábra átlátszó ill. a reflektáló felületet mutató háttérben sötét képként jelenik meg, A kontraszthatást az aktivált és az aktiválatlan kijelző felületeken áthaladó ill. az azokról visszavert fény intenzitásának különbsége adja, ezért a csavart nematikus folyadékkristályoknál rendszerint alkalmazott reflektáló felület alkalmazásából adódóan az ilyen kijelzőket általában fekete—fehér kijelzőknek nevezhetjük. Igény merült fel, főként kiugró fontosságú információ megjelenítéséhez olyan kijelzők kialakítására, ahol a megjelentetni kívánt információ fontossága a kijelző színének figyelemfölkeltő hatásával emelhető ki. Ugyanígy igény volt arra is, hogy több kijelzendő információ esetén az információk közötti fontossági sorrend a kijelzők több színben való kialakításával és a színek valamilyen meggondolás alapján történő sorrendbe állításával legyen párhuzamba vonható. Mindez szükségessé tett olyan kijelző kialakítását, amelynél a háttér színe és a kijelzett ábra színe közötti kontraszthatás megnövelt. Ismertek a hagyományos színes kijelzők, felépítésüket tekintve a fekete—fehér kijelzőktől abban térnek el, hogy csak elülső polarizátoruk van, és amelyeknél a folyadékkristállyal számottevő dikroikus aránnyal rendelkező színezéket elegyítenek. A színezék a folyadékkristályban a folyadékkristály molekulák által rendezetten, poláros fényre nézve vagy a maximális értékű abszorpciót (Amax) vagy a minimális értékű abszorpciót (Amin) mutató helyzetben van. A kijelző működtetésekor a folyadékkristály a színezéket két, az abszorpció mértékét tekintve szélső értéket mutató helyzet között forgatja el. Alapállapotban, attól függően, hogy a színezékmolekulák a maximális vagy a minimális értékű abszorpciót mutató helyzetben vannak, a háttér fehér illetve egy adott szín, aktivált állapotban fordítva. Ahhoz, hogy egy színes kijelző jó kontraszthatással rendelkezzen és a színes jellege érzékelhető legyen, szükséges, hogy a színezék dikroizmusa, amely a Amax—Amin képlet alapján számolható nagy legyen, vagy használatosabb kifejezéssel a színezék dikroikus aránya (Ap_), amely az . Amax A„ = ----;— Amin képlet alapján számítható, ahol Amax és Amin jelentése az előbbiekben definiált, legalább 3—4 értékű legyen. Minél kisebb a színezék dikroikus aránya annál kevésbé érvényesül a fehér szín, illetve az aktivált — aktiválatlan kijelzőfelületek egymástól csak egy szín két árnyalatában térnek el. Az ilyen megoldások további hátrányossága, hogy ugyanazon folyadékkristályhoz többféle kü5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
