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DE2635891A1 - Fluessigkristallzelle - Google Patents

Fluessigkristallzelle

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Publication number
DE2635891A1
DE2635891A1 DE19762635891 DE2635891A DE2635891A1 DE 2635891 A1 DE2635891 A1 DE 2635891A1 DE 19762635891 DE19762635891 DE 19762635891 DE 2635891 A DE2635891 A DE 2635891A DE 2635891 A1 DE2635891 A1 DE 2635891A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid crystal
crystal cell
frequency
electrodes
induction coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19762635891
Other languages
English (en)
Inventor
William R Byles
Michael N Ernstoff
John E Jensen
Michael J Little
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hughes Aircraft Co filed Critical Hughes Aircraft Co
Publication of DE2635891A1 publication Critical patent/DE2635891A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 14-. Juli 1976
Hughes Aircraft Company P 3219 S/kg Centinela Avenue and Teale Street
Culver City, Calif», V.StJU
Vertreter:
Kohler - Schwindling - Späth Patentanwälte
Hohentwielstraße 4-1 7000 Stuttgart 1
Flüssigkristallzelle
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallzelle mit zwei Elektroden und einem dazwischen angeordneten Flüssigkristallmaterial und einer an die Elektroden angeschlossenen Wechselstromquelle vorbestimmter Frequenz zum Anlegen einer Wechselvorspannung an das Flüs sigkristallmaterial β
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Bei normalen Frequenzen der angelegten Wechselvorspannung hat die jeweilige Abklingzeit optischer Impulssignale, welche das Flüssigkristallmaterial durchlaufen, die Tendenz, die Bilddarstellung von Anzeigeeinrichtungen mit Flüssigkristallen zu verschmieren.
Es besteht auch die Auffassung, daß die optimale Frequenz für eine Wechselvorspannung für Flüssigkristallzellen in der Größenordnung von 10 kHa liegen soll, wenn die Flüssigkristallzelle im Reflexionsbetrieb arbeitet.
Weiterhin war bisher die Frequenz der Wechselvorspannung auf einen Wert begrenzt, der unterhalb der Dispersionsfrequenz des Flüssigkristallmaterials liegt. Es wurde angenommen, daß die Verwendung von Frequenzen für die Wechselvorspannung, die über der Dispersionsfrequenz des Flüssigkristalls liegen, eine Betriebsunfähigkeit der Flüssigkristallzelle zur Folge hätte·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristallzelle der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der eine Wechselvorspannung angewendet wird, die eine Verminderung der Abklingzeit von Lichtimpulsen, im Flüssigkristallmaterial unterstützt und dadurch das Verschmieren dargestellter Bilder verhindert oder wenigstens reduziert«
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß mit wenigstens einer der Elektroden und der Wechselstromquelle eine
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Induktionsspule gekoppelt ist, deren Selbstinduktivität mit der Kapazität der Flüssigkristallzelle zwischen den Elektroden hei der Frequenz der Wechselstromquelle einen Resonanzzustand ergibt» Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Frequenz der Wechselstromquelle größer als die Dispersionsfrequenz des Flüssigkristallmaterials«,
Bisher wurde kein Versuch gemacht, die Kapazität zwischen den Elektroden der Flüssigkristallzelle, zwischen denen sich das Flüssigkristallmaterial befindet, auf Resonanz abzustimmen, so daß höhere Vorspannungsströme erzielt werden und die Impedanz des Vorspannungskreises mit den kapazitiven Elementen der Flüssigkristallzelle so geändert wird, daß die gesamte Anordnung rein ohmisch erscheint, wodurch die Impedanz des vorgespannten Kreises bei der Frequenz der Wechselvorspannung vermindert wird,,
Ebenso widerspricht es den bisherigen Auffassungen, wenn eine Frequenz der Wechselvorspannung benutzt wird, die über der Dispersionsfrequenz des Flüssigkristallmaterials liegt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformeη der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen
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1 die schematische Darstellung einer Flüssigkristall zelle nach der Erfindung mit einer in Serie geschalteten Induktionsspule und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Flüssigkristallzelle nach der Erfindung mit einer parallel geschalteten Induktionsspule„
Die in Fig. 1 dargestellte Flüssigkristallzelle 10 weist zwei Elektroden 11 und 12 auf, zwischen denen sich Flüsw sigkristallmaterial 13 befindet» Eine solche Flüssigkristallzelle besitzt zwischen den Leitungen 14 und 15» die an die Elektroden 11 und 12 angeschlossen sind, eine Kapazität C. Die Elektroden 11 und 12 können sich beispielsweise auf einem Substrat und einer Gegenplatte befinden. Wie bekannt, sind beide Elektroden so angeordnet, daß sie allen Flüssigkristallzellen gleicher Konstruktion eine Wechselvorspannung zuführen« Ein typischer Viert der Kapazität 0 ist etwa 10.000 pF„
Die Elektrode 11 ist über die Leitung 14- mit einer Induktionsspule L verbunden, die aufgrund ihres eigenen Leitungswiderstandes zugleich einen Serienwiderstand R bildet· Die Induktionsspule ist mit einer Wechselstromquelle verbunden, die bei dem dargestellten Beispiel eine Frequenz von 100 kHz aufweist. Diese Frequenz liegt über der Dispersionsfrequenz eines typischen Flüssigkristallmaterials 13. Der zweite Pol der Wechselstromquelle 20 ist mittels der Leitung 15 mit der Elektrode 12 verbunden, so daß die Wechselstromquelle 20 und die Induktionsspule L mit dem von den Elektroden 10 und 12 und dem Flüssigkristall« material 13 gebildeten Kondensator in Serie geschaltet
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sind. Um mit der Kapazität C "bei 100 kHz Resonanz zu erzielen, muß die Induktionsspule L eine Selbstinduktion von etwa 0,3 mH aufweisen·
Eine solche Schaltungsanordnung, "bei der L und 0 eine Serienresonanz ergeben, wird benutzt, wenn die Impedanz der Wechselstromquelle 20 niedrig ist· Bei Resonanz wird der durch die Kapazität C bedingte Blindwiderstand durch den Blindwiderstand der Induktionsspule L kompensiert, so daß der Widerstand der Flüssigkristallzelle rein reell erscheint· Bei rein reellem Widerstand wird der der Flüssigkristallzelle 10 zugeführte Strom erhöht und gleichzeitig die Abklingzeit· von optischen Impulsen oder Lichtimpulsen, die der Anordnung zugeführt werden, vermindert, so daß ein Verschmieren des Bildes vermindert wird·
Auch bei der in Fig· 2 dargestellten Anordnung sind die Leitungen 14 und 15 mit den Elektroden 11 und 12 der Flüssigkristallzelle 10 verbunden, so daß die Induktionsspule L mit dem ihr eigenen Widerstand R parallel zur Kapazität der Flüssigkristallzelle 10 geschaltet ist» Die Wechselstromquelle 20 ist ebenfalls zu den Leitungen 14 und 15 parallel geschaltet. Da für die Kapazität, die Selbstinduktivität und die Frequenz der Wechselstromquelle 20 die gleichen Werte gewählt wurden wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, sind L und 0 bei der Frequenz der Wechselstromquelle 20 in Resonanz. Es ist jedoch die Impedanz zwischen den Leitungen 14 und 15 im Vergleich zur Impedanz zwischen den Leitungen 14 und 15
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der Anordnung nach 3?ig. 1 hoch. Dies liegt daran, daß bei der Anordnung nach J1Xg. 2 L und G einen Parallel-Resonanzkreis bilden, der benötigt wird, wenn der Innenwiderstand der Wechselstromquelle 20 hoch ist, um eine maximale Energieübertragung von der Wechselstromquelle auf den von L und C gebildeten Zweig zu erzielene Innerhalb des von L und 0 gebildeten Parallelkreises ist die Impedanz klein, da die durch die Selbstinduktivität bedingte Reaktanz von der durch die Kapazität G bedingte Reaktanz kombiniert wird, so daß ein sehr hoher, G und damit auch die Iflüssigkristallzelle 10 durchfließender Vorspannungsstrom erzielt wird, der den gleichen günstigen Effekt hat wie bei der Anordnung nach Fig. 1e
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Flüssigkristallzelle mit zwei Elektroden und einem dazwischen angeordneten Flüssigkristallmaterial und einer an die Elektroden angeschlossenen Wechselstromquelle vorbestimmter Frequenz zum Anlegen einer Wechselvorspannung an das Flüssigkristallmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß mit wenigstens einer der Elektroden (11, 12) und der Wechselstromquelle (20) eine Induktionsspule (L) gekoppelt ist, deren Selbstinduktivität mit der Kapazität (C) der Flüssigkristallzelle zwischen den Elektroden (11, 12) bei der Frequenz der Wechselstromquelle (20) einen Resonanzzustand ergibt.
    Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Wechselstromquelle (20) großer ist als die Dispersionsfrequenz des Flüssigkristallmaterials (13)·
    Flüssigkristallzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (L) zwischen die Elektroden (11, 12) und die Wechselstromquelle (20) in Serie geschaltet ist,
    Flüsßigkristallzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (L) zu den Elektroden (11, 12) und der Wechselßtromquelle (20) parallel geschaltet ist.
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    5. Verfahren zur Verbesserung der Betriebseigenschaften einer Flüssigkristallzelle, an die eine Wechselvorspannung bestimmter Frequenz angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenz der Wechselvorspannung gewählt wird, die größer ist als die Dispersionsfrequenz des in der Flüssigkristallzelle enthaltenen Flussigkristallmaterials im Betriebszustand' der Zelle, und daß die der Flüssigkristallzelle eigene Kapazität mittels einer mit der Flüssigkristallzelle und der Quelle der Wechselvorspannung verbundenen Induktionsspule bei der Frequenz der Wechselvorspannung auf Resonanz abgestimmt wird·
    6e Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule mit der der Flüssigkristallzelle eigenen Kapazität einen Serienresonanzkreis bildet.
    7« Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule mit der der Flüssigkristallzelle eigenen Kapazität einen Parallel-Resonanzkreis bildete
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DE19762635891 1975-09-18 1976-08-10 Fluessigkristallzelle Pending DE2635891A1 (de)

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