[发明专利]液晶彩色显示器及方法

说明书

可参考申请人的1984年3月6日出版的美国专利4,435,047号，及共同待批、一起转让的美国专利申请号477，、242，1983年3月21日申请的“包封的液晶及方法”，申请号477,138，、1983年3月21日申请的“在电压敏感包封的液晶中的增强散射”，申请号480,461、1983年3月30日申请的“使用吸入彩色势料及扫描多色显示器的彩色包封液晶装置”，申请号480,466、1983年3月30日申请的“使用增强散射的彩色包封的液晶装置”，申请号585,883、1984年3月2日申请的“包封的液晶材料、装置及方法”及申请号608,135、1984年5月8日申请的“液晶投影器及方法”。以上专利及申请的全部揭示内容在此列为参考。

本发明如指出的那样一般涉及液晶彩色显示器及方法，而具体涉及在多层和/或多色液品显示器中利用减色原理获得选择的彩色输出，该输出可用来提供例如与彩色电视所产生的相类似的恒定或静态输出图象及/或动态或活动的图象。本发明还涉及扫描，例如在有选择地寻址液晶彩色显示装置的各多色部位的意义上使光输出带多种颜色例如像彩色电视显象管那样。

现在液晶材料在广大品种的装置中使用，其中包括诸如可视显示器之类的光学装置。使液晶之所以能用于可视显示器是因为当液晶随机取向时能散射及/或吸收光而当液晶作有序定向时能透射光的性质。

在电气上响应的液晶材料及其应用的例子可在上述专利及申请中及在美国专利3,322,485号中找到。某种类型的液晶材料能响应规定的输入如温度或电输入(电场、电压、频率)而改变光特性，如响应液晶材料的温度或加到液晶材料上的电场电压及/或频率使液晶材料作随机的或有序的定向。

现有三类液晶材料即胆甾醇型、向列型及层列型。本发明最好使用向列型液晶材料或向列型及一些胆甾醇型的组合。更具体地说，液晶材料最好是工作上的向列型即起向列型材料的作用而不起其他类型材料的作用。工作上的向列型意味着在没有外电场时，支配着液晶的结构畸变的是液晶在其边界上的取向而不是像在胆甾醇型材料中的体效应例如很强的扭曲或像在层列型材料中的分层作用(Layering)。因而例如带手性成份的工作上的液晶材料能到起扭曲倾向但不能克服边界定向的效应的仍属于工作上的向列型。这类材料应有正介电各向异性；如下面所述，液晶材料可既有正介电各向异性又有负介电各向异性例如为频率的函数。工作上的向列型材料可以包括向列型及胆甾醇型液晶材料。虽然在已有技术中已描述过各种液晶材料的不同特性，但一种著名的特性是当加上或去掉规定的输入时例如物理上、结构上、光学上及/或电性质上的可逆性特性。特别是，向列型液晶材料以可逆而著称，但胆甾醇型材料通常是不可逆的。

以下本发明的液晶将可以互换地或等同地称为向列型或称为工作上的向列型。

通常液晶材料在光学上(双折射)及例如在向列型材料的情况下在电气上都是各向异性的。光学的各向异性由当液晶材料随机取向时光的吸收(特别当多色的染料是在有液晶材料的溶液中时)及当其有序取向时经液晶材料的光的透射(特别是在与液晶结构轴有关的特定方向上)来说明。电气各向异性可以是一种相列于液晶材料的取向的介电常数或介电系数之间的关系，且也可以是与频率有关的。

在过去，多色的染料也已用于与在保持或支持介质中多个容积内所含的工作上的向列型液晶相混合的混合物中。在几个申请人的上述专利及申请中已作为例子给出。

在过去用液晶材料的显示器由于各种原因在尺寸上都是比较小的。使用申请人的发明所提供的在支持或保持介质中的多容积的液晶材料可制成较大及较小的显示器，并能成功地工作。该容积可以是分立的，也可以是和一个或多个其他容积相联接的，或可以包括分立的及相互联接的容积两者。而且，使用工作上的向列型液晶材料使能作为电输入的函数在工作上响应且还使能例如响应加电场或去掉电场较为快速的及有效的工作。

在本发明中，包封的液晶材料、在支持或保持介质中的多容积液晶材料等意指在保持介质内所形成的或包含在保持介质内的在包囊、小室中的液晶材料。包囊或小室可以是分立的即与任何其他包囊在流体上是不相连的，或可以是与一个或多个包囊流体地相互联接的。(容积、包囊、小室等词在此可以互换地及等同地使用。)该液晶材料及保持介质可形成乳胶，最好是稳定的乳胶，该乳胶能硬化或固化为相对稳定的结构，其中在该结构内的多个包囊、小室或容积包含液晶材料并最好还有多色染料。制造和使用该包封的液晶材料及有关装置的各种方法在此及在申请人的上述专利及申请中揭示。