DE3513200A1

DE3513200A1 - Fluessigkristall-einrichtung

Info

Publication number: DE3513200A1
Application number: DE19853513200
Authority: DE
Inventors: Hisashi Tokio/TOkyo Aoki; Koh Fussa Tokio/Tokyo Fujimura
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1984-04-12
Filing date: 1985-04-12
Publication date: 1985-10-17
Also published as: GB2158632A; FR2563031B1; GB8509191D0; GB2158632B; HK63689A; DE3513200C2; FR2563031A1; US4647156A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Einrichtung, die bei hoher Geschwindigkeit arbeitet, und insbesondere eine Flüssigkristall-Einrichtung, die mit einer Zweifrequenz-Adressierung betrieben wird.

Flüssigkristall-Einrichtungen werden heutzutage als Bildanzeigeeinrichtungen für Fernsehempfänger, Computer-

sichtanzeigen und ähnliches verwendet. Sie werden auch bei sogenannten elektrofotografischen Druckern eingesetzt, wie es beispielsweise in der US-PS 4,386,836 angegeben ist. Flüssigkristall-Einrichtungen, welche zur Bildanzeige oder bei elektrofotografischen Druckern ver-_;

wendet werden, weisen im allgemeinen die folgende Ausbildung auf. Zwei Substrate sind einander gegenüberliegend angeordnet, und zwischen ihnen befindet sich ein Flüssigkristallmaterial. Eine Vielzahl von Signalelektroden ist auf der Innenseite eines der Substrate VOrgesehen, und eine Vielzahl von Abtastelektroden ist auf der Innenseite des anderen Substrats vorgesehen, wodurch eine Vielzahl von Lichtverschlüssen (Mikroverschlüssen) gebildet wird, die dazu dienen, Licht ein- oder auszuschalten. Diese Verschlüsse umfassen den Teil der Fläche.

wo die Signal- und Abtastelektroden einander gegenüberliegen, und den sich zwischen ihnen befindenden Flüssigkristall. Das Flüssigkristallmaterial ist durch ein Dichtungselement eingeschlossen, welches längs der Kontur

der paarigen Substrate gebildet ist. 35

In manchen Fällen ist es erforderlich, eine Flüssigkristall-Einrichtung mit der vorhergehend beschriebenen Ausbildung mit hoher Geschwindigkeit zu betreiben. Die Zweifrequenz-Adressierung wird in diesem Fall verwendet. Diese Zweifrequenz-Adressierung nützt die dielektrische Streueigenschaft von Flüssigkristall aus. Der Flüssigkristall wird mit zwei Frequenzen betrieben, wenn die Zweifrequenz-Adressierung verwendet wird. Dieser Zweifrequenz-Betrieb des Flüssigkristalls hat die Eigen-

2Q schaft, daß seine dielektrische Anisotropie positiv und negativ in Abhängigkeit von der Frequenz des angelegten elektrischen Wechselfeldes geändert wird. Wie in Fig.1 gezeigt, wird angenommen, daß die Frequenz eines elektrischen Wechselfeldes, bei der die dielektrische

, c Anisotropie &£ des Flüssigkristalls zu Null wird, fc beträgt. Wenn ein elektrisches Wechselfeld mit einer Frequenz fL, die kleiner als die Frequenz fc ist, angelegt wird, zeigt das Flüssigkristallmaterial eine positive dielektrische Anisotropie AiL und die Molekülachsen

_nn des Flüssigkristalls werden parallel zu dem elektrischen Feld. Wenn ein elektrisches Wechselfeld mit einer Frequenz fH, die größer als die Frequenz fc ist, angelegt wird, zeigt das Flüssigkristallmaterial eine negative Anisotropie Δ&Η und die Molekülachsen des Flüssigkristall·

_oc materials verlaufen senkrecht zu dem elektrischen Feld.

Wie vorhergehend beschrieben, sollen mit dem Zweifrequenz-Adressierungsschema Moleküle des Flüssigkristallmaterials wahlweise beeinflußt werden, indem elektrische Wechselfelder niederer und hoher Frequenz an das Flüssigkristall-

_ material angelegt werden. Als Ergebnis hiervon kann die U

durch die Verschlüsse hindurchgehende Lichtmenge gesteuert werden.

Ein Fall, bei dem das Zweifrequenz-Adressierungsschema

bei einer Flüssigkristall-Einrichtung vom positiven, 35

verdrillten nematischen Anzeigetyp angewandt wird, wird nun beschrieben.

BAD QRSGSNAL

Die Flüssigkristall-Einrichtung vom positiven, verdrillten nematischen Anzeigetyp umfaßt den verdrillten nematischen Zustand, wobei die Polarisationsachsen von Polarisatoren senkrecht zueinander angeordnet sind. Wenn eine Spannung mit einer niederen Frequenz fL über die Signal- und Abtastelektroden gelegt wird, werden die Molekülachsen des Flüssigkristalls senkrecht zu den Elektrodenflächen. Die Verschlüsse unterbrechen somit Licht und sind ausgeschaltet. Wenn eine Spannung mit XO der hohen Frequenz fH über die Signal- und Abtastelektroden angelegt wird, werden die Molekülachsen des Flüssigkristalls verdrillt und verlaufen parallel zu den Elektrodenflächen. Die Verschlüsse ermöglichen somit, daß Licht hindurchgehen kann und sind geöffnet.

Ein anderer Fall, bei dem das Zweifrequenz-Adressierungsschema an eine Flüssigkristall-Einrichtung vom G-H-Modus (oder Gest-Host-Effekt) angelegt wird, wird nun beschrieben. Wenn die Spannung niederer Frequenz fL zwischen die Elektroden angelegt wird, verlaufen die Molekülachsen des Flüssigkristalls senkrecht zu den Elektroden und die Achsen eines dichroitischen Farbstoffes, der sich zusammen mit den Flüssigkristallmolekülen bewegt, verlaufen ebenfalls senkrecht zu den Elektroden. Deshalb absorbiert der dichroitische Farbstoff kein Licht und die Verschlüsse sind offen, so daß Licht durch sie hindurchgehen kann. Wenn die Spannung hoher Frequenz fH an die Elektroden angelegt wird, verlaufen die Molekülachsen des Flüssigkristallmaterials

3Q parallel zu den Elektrodenflächen und jene des dichroitischen Farbstoffes werden somit parallel zu den Elektrodenflächen, wodurch Licht in einem für den Farbstoff spezifischen Wellenlängenbereich absorbiert wird. Deshalb sind die Verschlüsse geschlossen und unterbrechen

qc das Licht in diesem spezifischen Wellenlängenbereich.

Bei den vorhergehend beschriebenen Flüssigkristall-Einrichtungen sind die Flächen der Bereiche, welche die Vielzahl Mikroverschlüsse bilden, bei den Elektroden äußerst klein. Die Größe eines jeden Verschlusses beträgt beispielsweise 0,1 mm χ 0,1 mm. Jedoch ist die Fläche des anderen Bereiches mit Ausnahme desjenigen, der die Vielzahl Mikroverschlüsse bildet, bei den Elektroden groß. Die Fläche der Anschlußbereiche beispielsweise, die dazu dienen, den Verschlüssen elektrisehe Energie zuzuführen, ist groß, da, um den Widerstandswert der Elektroden klein zu halten, die Breite der Elektroden nicht schmal gemacht werden kann. Ferner befindet sich das Flüssigkristallmaterial, welches eine große Dielektrizitätskonstante aufweist, zwischen den Signal- und Abtastelektroden. Die elektrostatische Kapazität, welche zwischen beiden Elektroden vorhanden ist, ist somit sehr groß. Wenn eine Spannung mit einer hohen Frequenz zwischen diese beiden Elektroden angelegt wird, kann deshalb ein großer Strom durch den Kondensator hindurchfließen, welcher von diesen beiden Elektroden gebildet wird. Andererseits kann die Form der Elektroden im Hinblick auf den Platz und ohne die Kapazität zwischen den beiden Elektroden zu erhöhen, nicht so groß ausgebildet werden, und es ist deshalb schwierig, den Widerstandswert der Elektroden ausreichend klein zu machen. Demgemäß wiesen herkömmliche Flüssigkristall-Einrichtungen, bei denen das Zweifrequenz-Adressierungsschema verwendet wird, einen Nachteil dahingehend auf, daß sich ihre Anschlußbereiche erwärmten. Wenn die Anzahl der Signalelektroden groß ist, ist die durch die Abtastelektroden fließende Strommenge groß, selbst wenn die durch die Signalelektroden fließende Strommenge klein ist. Deshalb war der Wärmewert auf der Versorgungsseite der Abtastelektroden äußerst groß.

BAD

^ Ferner wurde das Flüssigkristallmaterial durch die in herkömmlichen Flüssigkristall-Einrichtungen erzeugte Wärme zerstört. Zusätzlich wurden die Betriebseigenschaften des Flüssigkristallmaterials durch die erzeugte

κ Wärme verändert. Insbesondere dann, wenn die Flüssrgkristall-Einrichtungen mit dem Zweifrequenz-Adressierungsschema betrieben wurden, hat sich die Umkehrfrequenz fc in hohem Maße geändert, wenn die Temperatur des Flüssigkristallmaterials anstieg. Die dielektrischen ,Q Anisotropien AtL und A£H wurden somit in Beziehung auf die niedere und hohe Frequenz fL und fH stark verändert, so daß die Flüssigkristall-Einrichtungen nicht stabil betrieben werden konnten. Zusätzlich wurden ihre Ansprechgeschwindigkeit und der Kontrast verringert. Manch-

, r. mal konnte das Öffnen und Schließen der Verschlüsse nicht ίο

gesteuert werden.

Der Erfindung liegt die Zielsetzung zugrunde, eine Flüssigkristall-Einrichtung zu schaffen, bei der die Kapa_on zitäten zwischen den Signal- und Abtastelektroden klein

ZU , -

ist.

Diese Zielsetzung wird im Rahmen der Erfindung durch eine Flüssigkristall-Einrichtung erreicht, welche umfaßt _os- ein Paar von einander gegenüberliegenden Flüssigkristall-Substraten, wenigstens eine erste auf der Innenfläche von einem der paarigen Flüssigkristallsubstrate geformte Elektrode, wenigstens eine zweite, auf der Innenfläche des anderen der paarigen Flüssigkristallsubstrate geform-

te Elektrode, ein Flüssigkristallmaterial, welches zwi-30

sehen den paarigen Substraten angeordnet ist und wenigstens einen Lichtverschluß in Zusammenwirken mit einem Teil des Bereiches bildet, wo sich die erste und zweite Elektrode einander überlappen, wodurch die hindurchgehende Lichtmenge steuerbar ist, ein Dichtungselement, 35

welches wenigstens den Bereich, wo das Flüssigkristall-

material zwischen den paarigen Substraten eingebracht ist, einschließt, und eine Einrichtung, die in einem Teil zwischen diesen Bereichen, die von jenen unterschiedlich sind, wo die erste und zweite Elektrode den Lichtverschluß bilden, angeordnet ist und wenigstens ein Material umfaßt, welches eine dielektrische Konstante aufweist, die kleiner als diejenige des Flüssigkristallmaterials ist, um dadurch die elektrostatische Kapazität zwischen der ersten und zweiten Elektrode zu verringern.

Mit einer solchen vorhergehend beschriebenen Anordnung weist die Flüssigkristall-Einrichtung nach der Erfindung folgende Wirkungen auf. Die Kapazität zwischen der ersten und zweiten Elektrodeneinrichtung kann verglichen mit her-

.c kömmlichen Einrichtungen verringert werden. Deshalb kann, wenn die hochfrequente Spannung zwischen die erste und zweite Elektrodeneinrichtung gelegt wird, der Wert des Stromes, der durch die durch die Elektrodeneinrichtungen gebildete. Kapazität hindurchfließt, im Vergleich zu her-

-_ kömmlichen Fällen kleiner gemacht werden. Entsprechend wird der durch die Elektrodeneinrichtungen hindurchfließende Strom kleiner und die durch die Elektrodeneinrichtungen erzeugte Wärmemenge kann somit kleiner als bei herkömmlichen Einrichtungen gemacht werden. Deshalb werden die Betriebseigenschaften der Flüssigkristall-Ein-

richtung aufgrund der erzeugten Wärme nicht verändert und auch das Flüssigkristallmaterial wird nicht zerstört. Zusätzlich kann die Betriebsgeschwindigkeit dieser Flüssigkristall-Einrichtung erhöht werden, da die Kapazität kleiner gemacht wird.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine grafische Darstellung der Beziehung

zwischen den Frequenzen eines an das Flüssigkristallmaterial angelegten, elektrischen Wechselfeldes und den dielektrischen Anisotropien des Flüssigkristallmaterials,

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die erste Ausführungsform einer Flüssigkristall-Einrichtung nach der Erfindung, 10

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig.2,

Fig. 4 eine Anordnung des mit Licht schreibenden Druckers,

Fig. 5 die Ausbildung des Lichtschreiberabschnittes der Fig.4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Ausbildung der in

Fig.4 gezeigten Flüssigkristall-Einrichtung,

Fig. 7A die Wellenformen von Spannungen, die zwi^un sehen die Signal- und Abtastelektroden der in Fig.6 dargestellten Flüssigkristall-Ein

richtung gelegt werden,

Fig. 8 eine Schnittansicht der Ausbildung einer

zweiten Ausführungsform nach der Erfindung, 30

Fig. 9 eine Schnittansicht längs der Linie IX-IX in Fig.8, und

Fig. 10 eine Schnittansicht, die eine dritte Ausführungsform einer Flüssigkristall-Einrichtung

nach der Erfindung zeigt.

Eine erste Ausführungsform nach der Erfindung, bei der ein Flüssigkristall von der Gest-Host-Art verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf die Fig.2 und 3 beschrieben. Fig.2 ist eine Draufsicht auf die Lagebeziehung der Teile, die das erste Beispiel der Flüssigkristall-Einrichtung bilden. Zur Erläuterung dieser Teile wurden Schraffierungen und Punktierungen verwendet. Ferner wurden diejenigen Teile fortgelassen, welche zur Erläuterung der Ausführungsform als nicht erforderlich betrachtet werden.

Für die erste Ausführungsform wird zur klareren Beschreibung angenommen, daß die Lichtverschlüsse (oder Flüssigkristallverschlüsse oder Mikroverschlüsse) DP1 - DPn (n ist eine positive, ganze Zahl, z.B. 1300) in zwei Reihen angeordnet sind. Ferner wird angenommen, daß das Flüssigkristallmaterial 1 von der Gest-Host-Art ist, in dem ein dichroitischer Farbstoff gelöst ist und welches ein Flüssigkristallmaterial für den Zweifrequenz-Betrieb ist.

Ein Paar transparenter Substrate (z.B. Glas) 3 und 5 ist so angeordnet, daß sich das Flüssigkristallmaterial 1 zwischen ihnen befindet (Fig.3)· Eine Vielzahl Signalelektroden 7 ist auf der Innenfläche einer 3 der paarigen Glassubstrate vorgesehen, die zu dem anderen Glassubstrat 5 weist. Die Signalelektroden 7 erstrecken sich in senkrechter Richtung in Fig.2. Die vordersten Endabschnitte dieser Signalelektroden 7 sind über zwei Abtastelektroden 9 angeordnet. Die Vielzahl der Abtastelektroden 9 ist auf der Innenseite des anderen Substrats 5 (welche zu derjenigen des Substrats 3 weist) vorgesehen. Die Abtastelektroden 9 erstrecken sich in horizontaler Richtung in Fig.2. Zwei Abtastelektroden 9 sind in beispielhafter Weise bei dieser Ausführungsform angeordnet.

Die Signalelektroden 7 weisen eine transparente, leitende Schicht 7a auf, mit der die Innenseite des Substrats 3 beschichtet ist. Eine leitende Metallschicht 7b ist an die leitende Schicht 7a angeformt. Ähnlich weisen die Abtastelektroden eine transparente, leitende Schicht 9a auf, mit der die Innenseite des anderen Substrats 5 beschichtet ist. Eine leitende Metallschicht 9b ist an die leitende Schicht 9a angeformt. Diese leitenden Metallschichten 7b und 9b sollen die Widerstandswerte der Elektroden 7 und 9 klein halten. Die leitenden Metallschichten 7b und 9b dienen auch dazu, optisch den Bereich abzudecken, in dem sich die Verschlüsse DP1 bis DPn nicht befinden. Die leitende Metallschicht 7b entspricht den in Fig.2 schraffierten Bereichen. Die Metallschicht 7b ist jeweils unter Ausschluß der vordersten Endbereiche der Signalelektroden 7 gebildet, die dem mit W in Fig.3 bezeichneten Abschnitt entsprechen. Deshalb werden die vordersten Endabschnitte der Signalelektroden 7 nur durch die transparenten Elektroden 7a gebildet, durch die Licht hindurchtreten kann. Die leitende Metallschicht 9b ist in dem punktierten Bereich in Fig.2 ausgebildet. Die leitende Metallschicht 9b überlappt die Signalelektroden 7 und ist unter Ausschluß jener Bereiche ausgebildet, wo die Mikrover-Schlüsse DPT - DPn gebildet sind. Die leitende Metallschicht 9b ist unter Ausschluß jener Bereiche ausgebildet, die mit den Buchstaben X in Fig. 3 bezeichnet sind. Der Bereich X beträgt 100 um.

Die Verschlüsse DP1 - DPn sind von Flüssigkristallmaterial 1 und den transparenten Bereichen der Signal- und Abtastelektroden 7,9 gebildet, wo sich diese überlappen. Der Bereich, der die Verschlüsse DP1 - DPn enthält und der den Verschlüssen benachbart ist, ist als Verschlußbereich definiert.

Eine Isolierschicht 11 ist vorgesehen und überdeckt die Signalelektroden 7. Eine andere Isolierschicht 13 ist ebenfalls ausgebildet und überdeckt die Abtastelektroden 9.Vorzugsweise bestehen diese Isolierschichten 11 und aus einem Material, wie Polyimidharz, welches eine kleine spezifische Dielektrizitätskonstante aufweist. Eine Ausrichtbehandlung wird an den Oberflächen der Isolierschichten 11 und 13 vorgenommen, um die Flüssigkristallmolekülanordnung homogen zu machen. Ein inneres Dich-

tungselemtent 15, welches das Flüssigkristallmaterial 1 einschließt, ist auf den Abtastelektroden 9 zwischen den Glassubstraten 3 und 5 vorgesehen. Das innere Dichtungselement 15 schließt den Verschlußbereich ein. Ein äußeres Dichtungselement 17 ist im Umfangsrandbe-

reich zwischen den paarigen Glassubstraten 3 und 5 vorgesehen und schließt das innere Dichtungselement 15 ein. Das innere und das äußere Dichtungselement 15 bzw. 17 besteht aus einem Material, wie z.B. einem Epoxyharz, das eine kleine, spezifische Dielektrizitätskonstante

aufweist.Das Flüssigkristallmaterial 1 füllt einen Raum, welcher von dem inneren Dichtungselement 15 und den Substraten 3 und 5 gebildet ist. Luft ist in einem anderen Raum dicht eingeschlossen, welcher von dem inneren und dem äußeren Dichtungselement 15 bzw. 17 und den

Substraten 3 und 5 gebildet ist.

Wenn ein. Signal niederer Frequenz zwischen den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 angelegt wird, sind die ■ Achsen der Flüssigkristallmoleküle in Richt.ung des

elektrischen Feldes angeordnet. Die Achsen der dichroitischen Farbstoffmoleküle sind ebenfalls in Richtung des elektrischen Feldes angeordnet,in dem sie der Bewegung der Flüssigkristallmoleküle folgen. Deshalb absorbiert der dichroitische Farbstoff kein Licht. Die Verschlüsse DP1 - DPn werden eingeschaltet, so daß

Licht durch sie hindurch gehen kann. Wenn ein Signal hoher Frequenz zwischen den Elektroden 7 und 9 angelegt wird, ordnen sich die Achsen der Flüssigkristallmoleküle in einer zu dem elektrischen Feld senkrechten Richtung. Der Bewegung der Flüssigkristallmoleküle folgend ordnen sich die Molekülachsen der dichroitischen Farbstoffmoleküle in der zu dem elektrischen Feld senkrechten Richtung. Der dichroitische Farbstoff absorbiert somit Licht, welches eine spezifische Wellenlänge aufweist. Da die Wellenlänge des einfallenden Lichtes auf den Wellenlängenbereich des Lichtes abgestimmt ist, welches von dem dichroitischen Farbstoff absorbiert wird, sind die Verschlüsse DP1 - DPn ausgeschaltet bzw. geschlossen, und das einfallende Licht wird gesperrt. In der Nähe der Verschlüsse DP1 bis DPn (Verschlußbereich) befindet sich die gleiche Menge an Flüssigkristallmaterial 1 wie bei herkömmliehen Einrichtungen. Demgemäß können die Verschlüsse DP1 - DPn den Lichtdurchtritt in der gleichen Weise wie herkömmliche Mikroverschlüsse steuern.

Bei dieser Ausführungsform befindet sich das Flüssigkristallmaterial 1 lediglich im Verschlußbereich. Es ist nämlich nur in einem Bereich vorhanden, welcher von dem inneren Dichtungselement 15 begrenzt wird. Deshalb zeigt die Kapazität, welche zwischen den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 vorliegt, keine Änderung im Verschlußbereich wie bei herkömmlichen Einrichtungen. Jedoch befindet sich Luft 19, deren spezifische Dielektrizitätskonstante 1 ist, mit Ausnahme des Verschlußbereiches zwischen dem inneren und dem äußeren Dichtungselement 15 bzw. 17. Die Kapazität, welche zwischen den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 vorhanden ist, ist zwischen dem inneren und dem äußeren Dichtungselement 15 und 17 klein. Deshalb wird die Gesamtkapazität, welche

zwischen den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 vorhanden ist, wesentlich kleiner im Vergleich mit herkömmlichen Einrichtungen. Demgemäß ist die Strommenge, welche durch die Kapazität zwischen den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 fließt, klein, selbst wenn die Spannung hoher Frequenz zwischen die Elektroden 7 und 9 angelegt . wird. Die Strommenge, welche durch die Elektroden 7 und 9 fließt, ist dementsprechend verringert. Durch die Elektroden 7 und 9 erzeugte Joule'sehe Wärme nimmt stark ab (die Wärmemenge ist dem Quadrat des Stromes proportional), wodurch die Wärmeerzeugung unterdrückt wird.

Unter Verwendung der Flüssigkristall-Einrichtung, die die vorhergehend beschriebenen, doppelten Dichtungselemente 15 und 17 aufwies, wurde eine Untersuchung durchgeführt, um die durch die Flüssigkristall-Einrichtung erzielte Wirkung zu bestätigen. Die Untersuchung wurde durchgeführt, indem dieses Beispiel einer Flüssigkristall-Einrichtung mit einer herkömmlichen verglichen wurde, die nur ein einziges Dichtungselement aufwies.

Die Bedingungen, bei denen die Untersuchung durchgeführt wurde, waren die folgenden. Ein Zweifrequenz-Betrieb-Flüssigkristall wurde als Flüssigkristallmaterial verwendet. Die Temperatur wurde an jenen Endbereichen der Abtastelektroden gemessen, welche auf der Energieversorgungsseite angeordnet waren, da der gesamte Strom, der durch die Elektroden 7 fließt, an diesen Endbereichen der Abtastelektroden 9 zusammenfließt und die Wärmemenge deshalb am größten ist. Die gesamte Länge der Flüssigkristall-Einrichtung betrug 15 cm, die Größe eines jeden Verschlusses 100 \xm χ 100 μΐη (in einer versetzten Anordnung), die Anzahl der Elektroden 650, die Breite der Signalelektrode 180 um, die Anzahl der Abtastelektroden zwei, die Breite der Abtastelektroden 3 mm, die Anzahl der Verschlüsse 1300, die spezifische Dielektrizitätskonstante des Flüssigkristallmaterials 8,

-U-η.

die Höhe des inneren Dichtungselementes 15 (oder die Breite des eingebrachten Flüssigkristallmaterials) 1 mm, und die Höhe des äußeren Dichtungselementes 8,4 mm. Eine Rechteckwelle von 300 Hz mit 25 V wurde als das Signal verwendet, welches zwischen die Elektroden 7 und 9 gelegt wurde. Alle Verschlüsse wurden gleichzeitig betrieben. Die Flüssigkristall-Einrichtung war in einem isothermischen Gefäß bei 40⁰C festgelegt.

Die Temperatur wurde wiederholt bei den vorhergehenden Bedingungen gemessen. Das folgende Ergebnis wurde in dem Zustand erhalten, bei dem ein Ausgleich zwischen erzeugter und freigesetzter Wärme vorlag.

Der Temperaturanstieg bei diesem Beispiel einer Flüssigkristall-Einrichtung mit doppelten Dichtungselementen betrug 15⁰C.

Der Temperaturanstieg bei der herkömmlichen Einrichtung mit einem einzigen Dichtungselement betrug 66⁰C.

Der Temperaturanstieg im Falle dieses Beispiels ist kleiner als 174 der herkömmlichen Vergleichseinrichtung. Aus dieser Untersuchung ist offensichtlich, daß bestätigt wurde, daß dieses Beispiel einer Flüssigkristall-Ein-

richtung hervorragende Eigenschaften verglichen mit der herkömmlichen Einrichtung aufweist.

Wenn eine Spannung hoher Frequenz zwischen den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 angelegt wird, ist die von

den Elektroden 7 und 9 erzeugte Wärme bei diesem Beispiel einer Flüssigkristall-Einrichtung klein. Demgemäß kann eine Änderung der Betriebseigenschaften und eine Zerstörung des Flüssigkristallmaterials 1 aufgrund der erzeugten Wärme verhindert werden. Es ist nicht er-

forderlich, kostspielige Werkstoffe wie z.B. Gold zu

verwenden, um die Widerstandswerte der Abtast- und Signalelektroden 9 und 7 klein zu machen. Es können Elektroden 9 und 7 verwendet werden, die eine solche relativ einfache Ausgestaltung aufweisen, bei der übliche leitende Metallkörper 7b und 9b anschließend an die transparenten Elektrodenschichten 7a und 9a ausgebildet sind. Die Menge an verwendetem Flüssigkristallmaterial ist kleiner und somit wirtschaftlicher, verglichen mit einer Flüssigkristall-Einrichtung, die nur mit einem einzigen Dichtungselement ausgebildet ist.

Zusätzlich ist das äußere Dichtungselement 17 so ausgebildet, daß es das innere Dichtungselement 15 einschließt, wodurch verhindert wird, daß Staub, Schmutz und ähnliches in die Luftschicht 19 eindringen können.

Ein Kurzschluß an den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 kann somit verhindert werden. Ferner wird die bauliche Festigkeit erhöht, so daß eine längere Lebensdauer erzielt wird. Da die Kapazität zwischen den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 kleiner gemacht ist, wird der Anstieg des Spannungssignals, das über die beiden Elektroden angelegt wird, schneller, wodurch die Ansprechgeschwindigkeit des Flüssigkristalls größer wird.

Obgleich Luft 19 bei diesem Beispiel zwischen das innere und das äußere Dichtungselement 15 und 17 eingebracht ist, ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Andere Materialien mit einer Dielektrizitätskonstanten, die kleiner als diejenige des Flüssigkristallmaterials 1 ist, können statt Luft 19 verwendet werden. Obgleich die leitenden Metallschichten 7b und 9b verwendet wurden, um Licht in den Bereichen abzuschirmen, die die Verschlüsse nicht umfassen, können stattdessen die Substrate 3 und 5 maskiert bzw. mit Lichtabschirmungen versehen sein.

Die Flüssigkristall-Einrichtung nach der Erfindung kann bei sogenannten elektrofotografischen Druckern eingesetzt werden. Der hier genannte, elektrofotografische

— «-_/ —

Drucker ist von einer solchen Bauart, daß Buchstaben und ähnliches gemäß dem folgenden Verfahren gedruckt werden. Die Verschlüsse der Flüssigkristall-Einrichtung werden geöffnet und geschlossen, um das Licht zu steuern, welches von einer Lichtquelle eintritt und ein latentes Punktbild auf einem empfindlichen Körper bildet. Das latente Bild wird dann zu einem sichtbaren Bild entwikkelt, welches auf ein Bildempfangspapierblatt übertragen wird.

Ein praktischer Fall, bei dem die erste Ausführungsform einer Flüssigkristall-Einrichtung bei einem elektrofotografischen Drucker eingesetzt ist, wird nun beschrieben. Zunächst wird unter Bezugnahme auf die Fig.4 die Aus-

15- gestaltung des elektrofotografischen Druckers erläutert. Eine Aufladeeinrichtung 23 ist einer fotoleitfähigen Trommel 21 benachbart angeordnet. Die Aufladeeinrichtung 23 lädt die Oberfläche der fotoleitfähigen Trommel 21 gleichförmig auf. Ein Lichtschreiberäbschnitt 25 sendet Licht aus, welches auf die Oberfläche der fotoleitfähigen Trommel 21 schreibt, die aufgeladen worden ist. Ein Steuerabschnitt 27 steuert den Betrieb des Lichtschreibeabschnittes 25 in Abhängigkeit von von außen zugeführter Schreibinformation, wie z.B. von BiI-dem. Der Lichtschreibeabschnitt 25 bestrahlt die Oberfläche der fotoleitfähigen Trommel 21 mit Lichtpunkten. Ladung auf dem mit Licht bestrahlten Oberflächenbereich der fotoleitfähigen Trommel 21 wird gelöscht. Ein latentes Ladungsbild aus Punkten wird somit auf der Oberfläche der fotoleitfähigen Trommel 2~1 gebildet. Das latente Ladungsbild wird durch eine Entwicklungseinrichtung 29 entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen.

Papierblätter 31 werden mittels einer Walze 33 zugeführt. Das zugeführte Papier 31 wird vorübergehend durch eine Zurückhaltewalze 35 angehalten. Das Papier 31 wird einem

ubertragungsabschnitt 37 synchron mit dem Tonerbild auf der Oberfläche der fotoleitfähigen Trommel 21 zugeführt. Das Tonerbild wird auf das Papier 31 an dem Übertragungsabschnitt 37 übertragen. Das Papier 31 wird von der fotoleitfähigen Trommel 21 an einem Abtrennabschnitt 39 abgelöst. Das sich auf dem Papierblatt 31 befindende Tonerbild wird mittels einer Fixiereinrichtung 31 fixiert und das Papierblatt wird über Walzen 43 nach außen abgegeben. Nachdem das Tonerbild auf das Papierblatt 31 übertragen worden ist, wird sich auf der fotoleitfähigen Trommel 21 befindender Toner elektrisch durch eine Löscheinrichtung 45 neutralisiert. Noch verbleibender Toner wird dann mittels einer Reinigungseinrichtung 47 entfernt. Die Oberfläehe der fotoleitfähigen Trommel 21 wird noch durch eine Löscheinrichtung 49 elektrisch neutralisiert.

Wie es Fig. 5 zeigt, umfaßt der Lichtschreibeabschnitt 25 eine Lichtquelle 51, eine Lichtschreibe-Flüssigkristalleinrichtung 55 und ein Abbildungsobjektiv 35. Wenn die Verschlüsse der Flüssigkristall-Einrichtung 55 angeschaltet bzw. geöffnet werden, wird die Oberfläche der fotoleitfähigen Trommel 21 durch das Abbildungsobjektiv 53 mit Licht von der Lichtquelle 51 bestrahlt. Wenn die Flüssigkristallverschlüsse der Flüssigkristall-Einrichtung 55 abgeschaltet bzw. geschlossen sind, wird das Licht von der Lichtquelle 51 durch die Verschlüsse unterbrochen und gelangt nicht auf die fotoleitfähige Trommel 21.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist die Flüssigkristall-Einrichtung 55 in Achsrichtung der fotoleitfähigen Trommel 21 länger ausgebildet. Eine Vielzahl von Mikroverschlüssen, die den Lichtdurchtritt steuern, ist dicht in der Flüssigkristall-Einrichtung 55 in ihrer Längsrichtung angeordnet.

Diese Verschlüsse sind beispielsweise in zwei Reihen angeordnet. Die Verschlüsse DPi einer Reihe sind um einen halben Schritt relativ zu den Verschlüssen DPj der anderen Reihe verschoben. Der Grund dafür, daß die Verschlüsse DPi und DPj um einen halben Schritt gegeneinander versetzt und in zwei Reihen angeordnet sind, besteht darin, daß jeder Zwischenraum zwischen Punkten, der mit dem durch die Verschlüsse DPi hindurchgegangenen Licht in einer Reihe bestrahlt worden ist, von dem Licht bestrahlt wird, welches durch die Verschlüsse DPj in der anderen Reihe hindurchgeht. Wenn die Verschlüsse in einer Reihe um einen halben Schritt gegenüber denjenigen in der anderen Reihe verschoben sind, kann auf der Oberfläche der foto leitfähigen Trommel 21 ein latentes Ladungsbild mit einer hohen Punktdichte erzeugt werden.

Signalelektroden (Segmentelektroden) 63 und zwei Abtastelektroden (gemeinsame Elektroden) 65 sind in der Flüssigkristall-Einrichtung 55 angeordnet, wie es Fig. 6 zeigt. Die Signalelektroden 63 sind über Signalleitungen SL mit einem Treiberschaltkreis 61 verbunden. Die Abtastelektroden 65 sind mit dem Treiberschaltkreis 61 über Signalleitungen CL verbunden. Der Treiberschaltkreis 61 legt eine Wechselspannung zwischen die Signal- und Abtastelektroden 63 und 65, um die Verschlüsse DPi und DPj zu betätigen. Genauer gesagt werden Spannungen mit Wellenformen, wie sie in der Fig. 7 dargestellt sind, zwischen die Signal- und Abtastelektroden 63 und 65 gelegt. In dem Fall, wenn die Verschlüsse DPi und DPj eingeschaltet werden sollen (Licht soll hindurchtreten), wird eine Treiberspannung mit einer Wellenform, wie sie Fig. 7a zeigt, an die Elektroden 63 und 65 gelegt. Wenn die Verschlüsse abgeschaltet werden sollen (Licht soll nicht hindurchtreten), wird eine Treiberspannung mit einer Wellenform, wie sie in Fig. 7b gezeigt ist, zwischen die

Elektroden 63 und 65 gelegt, die einander entsprechen. Die in den Fig. 7a und 7b dargestellten Spannungswellenformen bilden einen Zyklus, um die Verschlüsse DPi und DPj zu steuern. Die Verschlüsse DPi und DPj werden durch eine Wechselspannung fL mit niederer Frequenz geöffnet, während sie durch eine Wechselspannung fH hoher Frequenz geschlossen werden. Ferner werden sie durch eine Spannung geöffnet oder geschlossen gehalten, welche der niederen und höheren Frequenz fL bzw. fH überlagert ist. Sie werden so gemäß einer Zeitteilungsart auf der Basis von Daten gesteuert, wie z.B. von Briefen, die dem Treiberschaltkreis 61 zugeführt werden. Beispielsweise werden die Verschlüsse DPi in der ersten Reihe gesteuert, während jene DPj in der zweiten Reihe während einer Zeitdauer T2 gehalten werden, wie es Fig. 7 zeigt. Die Verschlüsse DPj in der zweiten Reihe werden dann angesteuert, während jene DPi in der ersten Reihe während der Zeitdauer T3 gehalten werden. Das Licht von der Lichtquelle 51 bestrahlt somit die fotoleitfähige Trommel 21 mit Lichtpunkten, welche Schriftzeichen und ähnliches darstellen, um dadurch das latente Ladungsbild auf der fotoleitfähigen Trommel 21 zu erzeugen. Dieses latente Ladungsbild wird dann als sichtbares Bild auf dem Papier entsprechend dem elektrofotografischen Verfahren fixiert, wie es Fig. 4 zeigt.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 beschrieben. Die gleichen Teile wie jene in den Fig. 2 und 3 werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine nähere Beschreibung dieser Teile unterbleibt.

Eine Vielzahl von Lichtverschlüssen Sn ist vorgesehen, wie es Fig. 9 zeigt. Die Verschlüsse Sn sind ähnlich denjenigen bei der ersten Ausführungsform quadratische Punkte, die versetzt angeordnet sind. Das Flüssigkri-

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stallmaterial ist vom Gest-Host-Typ. Ein Paar Glassubstrate 3 und 5 sind einander gegenüberliegend angeordnet, und zwischen ihnen befindet sich Flüssigkristallmaterial 1. Eine Vielzahl von Signalelektroden 7, die sich in senkrechter Richtung in Fig. 9 erstrecken, ist auf der Innenseite einer 3 der Glassubstrate ausgebil-.det. Eine Vielzahl von Abtastelektroden 9, die sich in horizontaler Richtung in Fig. 9 erstrecken, ist auf der Innenseite des anderen Glassubstrats 5 ausgebildet.

Die Lichtverschlüsse Sn sind von dem Teil der Bereiche der Signal- und Abtastelektroden 7 bzw. 9 gebildet, die einander überlappen, und von dem dazwischenliegenden Flüssigkristallmaterial 1. Die Signalelektrode 7 umfaßt die transparente Elektrode 7a und die Metallschicht 7b. Ähnlich weist die Abtastelektrode 9 die transparente Elektrode 9a und die Metallschicht 9b auf. Die leitenden Metallschichten 7b und 9b sind an den transparenten Elektroden 7a bzw. 9a mit Ausnahme derjenigen Bereiche der transparenten Elektroden 7a und 9a ausgebildet, in denen die Verschlüsse Sn gebildet worden sind. Eine Isolierschicht 71 ist über der gesamten Innenseite des Glassubstrats 3 ausgebildet. Eine andere Isolierschicht 73 ist auf der Innenseite des Glassubstrats 5 ausgebildet. Eine Ausrichtbehandlung, wie z.B. Reiben, wird auf die Oberflächen der Isolierschichten 71 und 73 angewandt. Das Dichtungselement 15, welches den Flüssigkristall 1 abdichtet, ist an dem Umfangsrandbereich der Glassubstrate 3 und 5 vorgesehen.

Die Isolierschichten 71 und 73 bestehen aus einem Material, dessen Dielektrizitätskonstante wesentlich kleiner als diejenige des Flüssigkristallmaterials 1 ist. Die Isolierschichten 71 und 73 sind aus einer organischen Verbindung wie z.B. Polyimid oder einer anorganischen Verbindung wie z.B. Silizium Dioxid

(SiO₂) oder Titandioxid (TiO₂) hergestellt. Die Isolierschicht 71 ist auf dem oberen Glassubstrat 3 dünn

und gleichförmig ausgebildet. Andererseits weist die Islierschicht 73 in dem Bereich, welcher einem Verschlußbereich 75 entspricht, gegenüber den übrigen Bereichen eine unterschiedliche Dicke auf. Der Ver-Schlußbereich 75, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, stellt einen Bereich dar, in dem die Verschlüsse Sn eingeschlossen sind und der den Verschlüssen Sn benachbart ist. Die Isolierschicht 73 ist in dem Verschlußbereich 75 dünn ausgebildet, während sie im übrigen Bereich mit Ausnahme des Verschlußbereiches dick ausgebildet ist. Der Spalt zwischen den Substraten 3 und 5 beträgt 5μΐη, die Dicke y der Isolierschicht 73 beim Verschlußbereich 75 0,2pm und die Dicke ζ der Isolierschicht 23 in dem übrigen Bereich mit Ausnahme des Verschlußbereiches 75 2μπι . Deshalb weist das Flüssigkristallmaterial 1 teilweise eine unterschiedliche Dicke auf.

Die Art, wie die Isolierschicht 73 ausgebildet wird, wird nun beschrieben. Die Isolierschicht 73, welche die Dicke y aufweist, ist auf der Innenseite des Glassubstrats 5 ausgebildet. Die Ausrichtbehandlung wird auf der Oberfläche dieser Isolierschicht 73 durchgeführt Eine andere Isolierschicht wird auf der Fläche ausgebildet; die den Verschlußbereich 75 nicht einschließt, damit die derart ausgebildeten Isolierschichten die Dicke ζ aufweisen. Der dünne und der dicke Bereich der Isolierschicht können gleichzeitig ausgebildet werden. Wie vorhergehend beschrieben, weist die Isolierschicht 73 eine unterschiedliche Dicke in dem Verschlußbereich als in dem übrigen Bereich auf. Deshalb liegt das Flüssigkristallmaterial 1 mit ausreichender Dicke in dem Verschlußbereich 75 vor, wodurch die Verschlüsse Sn ein- und ausgeschaltet werden können. Andererseits ist das Flüssigkristallmaterial 1 in dem übrigen Bereich mit Ausnahme des Verschlußbereiches 75 dünn. Die elektrostatische Kapazität zwischen den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 ist somit in dem übrigen Bereich mit

Ausnahme des Verschlußbereiches 75 verringert. Wenn ein Signal hoher Frequenz zwischen die Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 angelegt wird, ist der durch die Elektroden 7 und 9 fließende Strom verringert, so daß die erzeugte Wärme begrenzt werden kann. Ferner weisen die Elektroden 7 und 9 jeweils eine relativ einfache Ausbildung auf, so daß die Metallschichten 7b und 9b auf den transparenten Elektroden 7a und 9a ausgebildet werden können. Ferner kann eine geringere Menge an Flüssigkristalltnaterial 1 verwendet werden, so daß geringere Kosten entstehen. Ferner kann die Kapazität zwischen den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 kleiner und damit der Anstieg des Spannungsimpulses, der an die Elektroden 7 und 8 angelegt wird, kürzer gemacht werden, so daß die Ansprechzeit des Flüssigkristalls kleiner wird.

Eine Untersuchung wurde durchgeführt, um den durch die Flüssigkristall-Einrichtung, die in der vorhergehend beschriebenen Weise ausgebildet war, erzielte Wirkung zu bestätigen. Die Untersuchung wurde derart durchgeführt, daß ein Zweifrequenz-Betrieb-Flüssigkristallmaterial in einer Flüssigkristall-Einrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform und in einer herkömmlichen Einrichtung eingeschlossen wurden, wobei die herkömmliche Einrichtung die dünne und ebene Isolierschicht 73 aufwies. Das hochfrequente Signal wurde über die beiden Elektroden angelegte Die Temperatur wurde an den Endabschnitten der Abtastelektroden gemessen, welche sich auf der Energieversorgungsseite befanden. Die Untersuchungsbedingungen waren die folgenden: Die Länge des Verschlußbereiches 75 betrug 15 cm, die Größe jeden Verschlusses Sn 100μιη χ 100 um, die Anzahl der Signalelektroden 650, die Breite der Signalelektroden i80um, die Anzahl der Abtastelektroden 2, die Breite der Abtastelektroden 3mm, die Anzahl der Verschlüsse 1300 und die spezifische Dielektrizitätskonstante des Zweifrequenz-Betrieb-Flüssigkristallmaterials 8, und eine Rechteckwelle von 25V und

300 KHz wurde als Signal hoher Frequenz verwendet. Alle Verschlüsse Sn wurden gleichzeitig betrieben. Diese Flüssigkristalleinrichtung war in einem isothermischen Gefäß bei *J0 C festgelegt. Ferner betrug der Abstand zwisehen den Substraten 3 und 5 5\xa, die Dicke der Isolierschicht 73 0,2um im Verschlußbereich (y) und 2 um in dem übrigen Bereich (z). Die folgenden Untersuchungsergebnisse wurden bei diesen Bedingungen und der Bedingung erhalten, daß ein Ausgleich zwischen der erzeugten Wärme und der freigesetzten Wärme aufrechterhalten wurde.

Der Temperaturanstieg bei der zweiten Ausführungsform einer Flüssigkristall-Einrichtung betrug 3O⁰C.

Der Temperaturanstieg bei einer herkömmlichen Flüssigkristall-Einrichtung betrug 66°C.

Das Untersuchungsergebnis hat somit bestätigt, daß der Temperaturanstieg bei einer Flüssigkristall-Einrichtung nach der Erfindung kleiner als der halbe bei der herkömmlichen Einrichtung war und daß die Flüssigkristall-Einrichtung nach der Erfindung günstigere Eigenschaften aufweist.

Die Erfindung ist nicht auf diese zweite Ausführungsform beschränkt. Obgleich die dicke Isolierschicht 73 in der Längsrichtung und der Breitenrichtung der Flüssigkristall-Einrichtung ausgebildet worden ist, kann sie auch nur in der Längsrichtung ausgebildet sein. Ferner ist die Dicke der Isolierschicht 73 nicht auf diejenige bei der zweiten Ausführungsform beschränkt, sondern kann zur Optimierung gewählt werden. Obgleich die Isolierschicht 73 teilweise eine unterschiedliche Dicke aufweist, kann die Isolierschicht 71 auch teilweise eine unterschiedliehe Dicke aufweisen. Obgleich die Isolierschicht 73 in dem restlichen Bereich mit Ausnahme des Verschlußbereiches 75 dick ausgebildet worden ist, kann sie mit Aus-

nähme der Verschlüsse Sn in dem übrigen Bereich dick ausgebildet werden.

Eine dritte Ausführungsform nach der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben. Die gleichen Teile wie in den Fig. 8 und 9 werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung dieser Teile unterbleibt. Eine Schnittdarstellung längs der Linie XI-XI in Fig. 10 erfolgt nicht, da diese ähnlieh der Fig. 9 ist.

Die Besonderheit dieser dritten Ausführungsform besteht darin, daß der dicke Bereich (Z) der Isolierschicht 73 bei der zweiten Ausführungsform die andere Isolierschicht 71 erreicht. Deshalb befindet sich Flüssigkristallmaterial 1 nur in dem Verschlußbereich 75. Der restliche Bereich mit Ausnahme des Verschlußbereiches 75 ist mit einem Material gefüllt, welches eine kleine Dielektrizitätskonstante hat.

Die Dicke der Isolierschicht 73 beträgt ungefähr 0,2 um im Verschlußbereich 75, und das Flüssigkristallmaterial 1 weist eine ausreichende Dicke auf und befindet sich im Verschlußbereich 75, wodurch die Verschlüsse Sn den Lichtdurchtritt steuern können. Da die spezifische Dielektrizitätskonstante der Isolierschicht 73 wesentlich kleiner als diejenige des Flüssigkristallmaterials 1 ist, wird die zwischen den Signal- und Abtastelektroden 7 und 9 vorliegende Kapazität verglichen mit herkömmliehen Einrichtungen kleiner. Deshalb wird die von den Elektroden 7 und 9 erzeugte Wärmemenge ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform kleiner, wenn das Signal hoher Frequenz über die Elektroden 7 und 9 angelegt wird. Zusätzlich ist die Ausgestaltung dauerhafter. Die verwendete Menge an Flüssigkristallmaterial ist kleiner, so daß geringere Kosten entstehen. Ferner wird die Ansprechzeit dieses Flüssigkristallmaterials kürzer.

*» V B V

Eine Untersuchung wurde durchgeführt, um die mit einer Flüssigkristall-Einrichtung, die die vorhergehend beschriebene Ausgestaltung aufwies, erzielte Wirkung zu bestätigen. Die Untersuchung wurde derart durchgeführt, daß ein Zweifrequenz-Betrieb-Flüssigkristallmaterial bei der dritten Ausführungsform einer Flüssigkristall-Einrichtung und bei einer herkömmlichen Einrichtung eingeschlossen wurde, und daß das Signal hoher Frequenz über die Elektroden angelegt wurde. Die Untersuchungsbedingungen waren die folgenden: Die Länge des Verschlußbereicries betrug 15 cm, die Größe eines jeden Verschlusses 100 pm x 100 μπι (in versetzter Anordnung), die Anzahl der Signalelektroden' 650, die Breite der Signalelektroden T80 μΐπ, die Anzahl der Abtastelektroden 2, die Breite der Abtaste.lektroden 3 mm, die Anzahl der Verschlüsse 1300 und die dielektrische Konstante des Zweifrequenz-Betrieb-Flüssigkristalls 8. Eine Rechteckwelle von 300 KHz und 25 V wurde als Signal mit hoher Frequenz verwendet. Alle Verschlüsse Sn wurden gleichzeitig betrieben. Die dritte Ausführungsform einer Flüssigkristall-Einrichtung wurde in einem isothermischen Gefäß bei 4O⁰C festgelegt. Die Dicke der Isolierschicht 43 betrug 0,2 μπι im Verschlußbereich und 5 μπι in dem übrigen Bereich (dicker Bereich) mit Ausnahme des Ver-Schlußbereiches. Die folgenden Untersuchungsergebnisse wurden bei diesen Bedingungen und der Bedingung erhalten, daß ein Ausgleich zwischen der erzeugten Wärme und der freigesetzten Wärme aufrechterhalten wurde.

Der Temperaturanstieg der Flüssigkristall-Einrichtung nach der Erfindung betrug 25°C.

Der Temperaturanstieg bei der herkömmliehen Flüssigkri-35

stall-Einrichtung betrug 66°C.

Die vorhergehenden Untersuchungsergebnisse haben bestätigt, daß der Temperaturanstieg bei der Flüssig-

kristall-Einrichtung nach der Erfindung kleiner als die Hälfte der herkömmlichen Einrichtung ist und daß die Flüssigkristall-Einrichtung nach der Erfindung eine ausgezeichnete Wirkung aufweist. 5 Es wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist, sondern vielfältig abgewandelt werden kann. Obgleich die erste bis dritte Ausführungsform nach der Erfindung für den Fall beschrieben worden sind, bei dem die Erfindung auf eine Flüssigkristall-Einrichtung vom Gest-Host-Typ angewandt wurde, kann sie ebenfalls auf Flüssigkristall-Einrichtungen vom verdrillten nematischen Typ angewandt werden.

- Leerseite

Claims

Patentansprüche

Flüssigkristall-Einrichtung mit einem Paar von Flüssigkristallsubstraten, die einander gegenüberliegen, wenigstens einer ersten, auf der Innenfläche einer der paarigen Flüssigkristallsubstrate ausgebildeten Elektrode, wenigstens einer zweiten, auf der Innenfläche der anderen der paarigen Flüssigkristallsubstrate ausgebildeten Elektrode, einem Flüssigkristallmaterial, welches zwischen den paarigen Substraten angeordnet und mit einem Teil jener Bereiche der ersten und zweiten Elektrode zusammenwirkt, die sich einander überlappen, um wenigstens einen Lichtverschluß zu bilden, und einem Dichtungselement, welches zum Einschluß von wenigstens einem Bereich zwi-

sehen den paarigen Substraten ausgebildet ist, der mit Flüssigkristallmaterial gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (15, 19; 73) zur Verringerung der elektrostatischen Kapazität vorgesehen ist, daß die Einrichtung (15, 19; 73)

zumindest in einem Teil des Bereiches zwischen den ersten und zweiten Elektroden (7, 9) vorgesehen ist, der von dem Bereich, in dem die Lichtverschlüsse gebildet sind, unterschiedlich ist, und daß die Einrichtung (15, 19; 73) wenigstens ein

Material umfaßt, welches eine Dielektrizitätskonstante aufweist, die kleiner als diejenige des Flüssigkristallmaterials (1) ist, wodurch die elektrostatische Kapazität zwischen den ersten und zweiten Elektroden (7, 9) verringerbar ist.
2. Flüssigkristall-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Elektroden (7, 9) einen Verschlußelektrodenab-

> 20 schnitt (7a, 9a), der den Lichtverschluß bildet, f und einen Anschlußelektrodenabschnitt (7b, 9b)

aufweist, über den wenigstens ein Steuersignal dem Verschlußelektrodenabschnitt (7a, 9a) zuführbar ist, und daß die Einrichtung (15, 19; 73) zur Verringerung der elektrostatischen Kapazität wenigstens zwischen den Bereichen der Anschlußelektrodenabschnitte (7b, 9b) der ersten und zweiten Elektroden (7, 9) vorgesehen ist, die einander gegenüberliegen.
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3. Flüssigkristall-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15, 19) zur Verringerung der elektrostatischen Kapazität ein Gas umfaßt.

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4. Flüssigkristall-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung

(15, 19) zur Verringerung der elektrostatischen Kapazität ein organisches Isoliermaterial (73) umfaßt.
5. Flüssigkristall-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15, 19) zur Verringerung der elektrostatischen Kapazität ein anorganisches Isoliermaterial (73) umfaßt.
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6. Flüssigkristall-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verringern der elektrostatischen Kapazität ein inneres Dichtungselement (15) aufweist, welches zwischen den paarigen Substraten (3, 5) innerhalb des Dichtungselementes (17) ausgebildet ist, um das Flüssigkristallmaterial (1) zwischen den ersten und zweiten Elektroden (7, 9) einzuschließen, so daß der Lichtverschluß ausbildbar ist, und daß das *

Isoliermaterial (19) in einen Bereich eingebracht ist, t welcher durch das Dichtungselement (17), das innere Dichtungselement (15) und die paarigen Substrate (3, 7) begrenzt ist, und eine Dielektrizitätskonstante aufweist, die kleiner als diejenige des Flüssigkristallmaterials (1) ist.
7. Flüssigkristall-Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial (19), welches eine kleinere Dielektrizitätskonstante als das Flüssigkristallmaterial (1) aufweist, Luft ist.
8. Flüssigkristall-Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Dichtungselement (15) und das Dichtungselement (17) aus einem Material hergestellt sind, welches eine kleinere Dielektrizitätskonstante als diejenige des Flüssigkristallmaterials (1) aufweist, und daß das

Isoliermaterial, dessen Dielektrizitätskonstante kleiner als diejenige des Flüssigkristallmaterials (1) ist, das gleiche ist, aus dem das innere Dichtungselement (15) hergestellt und einstückig mit dem inneren Dichtungselement (15) und dem Dichtungselement (17) geformt ist.
9. Flüssigkristall-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verringern der elektrostatischen Kapazität eine Isolierschicht (73) ist, die auf wenigstens einer der paarigen Substrate (3, 5) ausgebildet und aus einem Material hergestellt ist, dessen Dielektrizitätskonstante kleiner als diejenige des Flüssigkristallmaterials (1) ist, und daß die Isolierschicht (73) so ausgebildet ist, daß sie eine erste Dicke zwischen den Bereichen (7a, 9a) der er-'sten und zweiten Elektroden (7, 9), wo der Lichtverschluß ausgebildet ist, und eine zweite Dicke, die größer als die erste Dicke ist, wenigstens in einem Teil zwischen jenen Bereichen der ersten und zweiten Elektroden (7, 9) aufweist, die von den Bereichen, wo der Lichtverschluß ausgebildet ist, unterschiedlich sind.
10. Flüssigkristall-Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Isolierschicht (73), der die zweite Dicke aufweist, sich bis zu dem anderen Substrat erstreckt.
11. Flüssigkristall-Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (63) aus einem Kunststoffharz besteht, dessen Dielektrizitätskonstante kleiner als diejenige des Flüssigkristallmaterials (1) ist.