DE1908118B2 - Chromatische anzeige oder speichervorrichtung - Google Patents
Chromatische anzeige oder speichervorrichtungInfo
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Description
1 ■ ' "■" ' '■■ 2 : ■"■■ . ■
Die Erfindung betrifft eine chromatische Anzeige- Wird ein elektrisches Feld an die in einer Matrix
oder Speichervorrichtung unter Verwendung eines ; eingelagerten oder eingekapselten Tröpfchen eines
elektrischen Feldes zur Erzielung einer leicht erkenn- cholesterischen flüssigen kristallinen Stoffes angelegt,
baren, beständigen und-.: wahlweise entweder verhält- dann wechseln die flüssigen Kristalle praktisch augennismäßig
dauerhaften oder durch Wärme leicht lös- 5 blicklich (innerhalb von 20 bis 80 msec) ihre Farbe
baren chromatischen Darstellung eines entsprechen- (oder ihr Reflexionsvermögen) und begeben sich aus
den Umrisses dieses elektrischen Feldes. Diese chro- einem ersten chromatischen Zustand (dem vor dem
matische Darstellung läßt sich durch digitale Aus- Anlegen eines elektrischen Feldes vorhandenen »norgangssignale,
z. B. eines elektronischen Rechners, malen« Farbzustand) in einen zweiten chromatischen
oder analoge Signale, z. B. Radarabtastsignale, her- io Zustand, d. h. den chromatischen Zustand, der sich
stellen. Es können auch Anzeigetafeln geschaffen infolge des Vorhandenseins des elektrischen Feldes
werden, die die 'eirün^Neingespeicherte Information ergibt. Der zweite chromatische Zustand zeigt eine
für einen längeren Zeitraum sichtbar mächen, z. B. Farbe oder ein Reflexionsvermögen, die bzw. das
für eine Flugplananzeigevorrichtung, ohne daß das sich von derjenigen bzw. demjenigen des ersten chromazur
Einspeicherung oder Aufzeichnung verwendete 15 tischen Zustandes unterscheidet, wobei dieser Unterelektrische
Feld weiter aufrechterhalten werden schied vorzugsweise ohne weiteres mit dem bloßen
muß. ,. .., . Auge erkennbar ist. Nimmt man das elektrische Feld
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt als weg, dann wechselt die Farbe vom zweiten chromawesentliche
Bestandteilenzwei voneinander beabstan- tischen Zustand in einen dritten solchen Zustand, bei
dete Elektroden, zwischen denen eine aus in einer 20 dem die Farbe oder das Reflexionsvermögen des
Matrix eingelagerten oder eingekapselten Tröpfchen flüssigen kristallinen Stoffes sich von derjenigen bzw.
cholesterischen flüssigen kristallinen Stoffes bestehende demjenigen im zweiten bzw. ersten chromatischen
Schicht so angeordnet ist, daß an die Elektroden an- Zustand unterscheidet. : ,
gelegter Gleich- oder Wechselstrom die genannte Ein sehr überraschendes und vorteilhaftes Merkmal
Schicht mit einem elektrischen Potential beaufschlagt. 25 der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
Der Begriff »flüssig kristallin«, wie er hier verwendet daß der dritte chromatische Zustand beständig und
wird, soll den häufig als »Mesophase« bezeichneten dauerhaft ist, d. h. nicht ohne weiteres in den ersten
Stoff zustand bezeichnen, bei dem der Stoff die dem chromatischen Zustand zurück »verblaßt«. Verglichen
flüssigen Zustand eigenen Flußeigenschaften aufweist, mit ungeschützten cholesterischen flüssigen Kristallen
jedoch die geordnete Molekularstruktur eines Kristalls 3° vermögen die in einer Matrix eingelagerten oder eingebesitzt.
Der cholestefisehe flüssige Kristall bezieht kapselten Tröpfchen des cholesterischen flüssigen
sich auf eine bestimmte Art von Mesophase, die am kristallinen Stoffes den dritten chromatischen Zustand
häufigsten durch Cholesterinester verkörpert wird. in den meisten Fällen mindestens mehrere Zeitgrößen-Viele
der cholesterischen flüssigen Kristalle besitzen Ordnungen länger als der nichteingekapselte Stoff beiein
Reflexionsvermögen, das ihnen ein irisierendes 35 zubehalten. Diese Eigenschaft kann bei der Speiche-Aussehen
verleiht. Die Elektroden sind so dicht rung von Informationen für eine spätere Verwendung
nebeneinander angeordnet, daß ein elektrisches Feld ausgenutzt werden.
erzeugt wird, brauchen sich jedoch nicht entlang ihres Außer dem genannten bedeutenden Vorteil weist
ganzen Ausmaßes nebeneinander zu erstrecken. So- der in einer Matrix eingelagerte oder eingekapselte
lange die aus in einer Matrix eingelagerten oder einge- 40 flüssige kristalline Stoff eine Anzahl weiterer Vorteile
kapselten Tröpfchen cholesterischen flüssigen kristal- gegenüber dem ungeschützten flüssigen kristallinen
linen Stoffes bestehende Schicht, im folgenden meist Stoff auf. Bis vor kurzem war die Nutzbarkeit choleste-
»flüssige Kristallschicht« genannt, zwischen den sie rischer flüssiger Kristalle aus den folgenden Gründen
mit einem elektrischen Feld beaufschlagenden Elek- begrenzt:
troden liegt, ist die Richtung, in der das Feld angelegt 45 1. Einige eine Mischung aus mehreren cholesteriwird,
d. h. senkrecht oder praktisch parallel zur Blick- sehen flüssigen kristallinen Verbindungen enthaltende
richtung, unwesentlich. Systeme erfahren bei den gewünschten Arbeitstempe-
Für die meisten Zwecke enthält die flüssige Kristall- raturen eine unerwünschte Kristallisation, die beschicht
einen cholesterischen flüssigen kristallinen strebt ist, einen der aktiven Stoffe an der jeweiligen
Stoff, der Chromatisch auf ein elektrisches Feld von 5° Kristallisationsstelle zu konzentrieren und ihn dadurch
etwa 10 000 bis etwa 1 000 000 V/cm der Schichtdicke von den anderen Komponenten einer solchen Mianspricht.
Unter »chromatischem Ansprechen« ist zu schung zu trennen, was wiederum zu einem Verlust
verstehen, daß der cholesterische flüssige kristalline an Präzision und Wirksamkeit der Farbänderung führt;
Stoff entweder eine deutliche Farbänderung und/oder 2. die meisten chromatisch auf ein elektrisches
eine Änderung seines ;Reflexipnsvermögens (sichtbar 55 Feld ansprechenden cholesterischen flüssigen kristalbei
auffallendem weißen Licht) erfahren muß, wenn linen Stoffe sind Cholesterinderivate, die bei und oberman
ein elektrisches Feld der vorgenannten Stärke halb ihrer Schmelztemperatur ölige Flüssigkeiten sind,
anlegt. Unter den Begriff »chromatisches Ansprechen« Befinden sich diese in Form eines Filmes auf einer
fallen demnach sowohl Farbänderungen (Verschie- beliebigen Oberfläche, dann erfolgt z. B. durch Altebungen
der Wellenlänge) als auch Änderungen des 60 rung und Kontakt mit der Umgebung leicht eine Be-Reflexionsvermögens
der gleichen Farbe, so daß die Schädigung oder Verunreinigung des nassen Filmes,
flüssige Kristallschicht in einer anderen Farbe oder Dabei können leicht Staubteilchen von der flüssigen
einem anderen Farbton als vorher erscheint. In der Oberfläche umschlossen werden, die dann gegebenenvorliegenden
Beschreibung ist somit eine Farbänderung falls als unerwünschte Kristallisationszentren dienen,
gleichzusetzen mit einer Änderung des Reflexionsver- 65 Ferner sind solche Filme dem Kontakt mit beliebigen
mögens und umgekehrt. Normalerweise hat das ange- Stoffen in der Nachbarschaft ausgesetzt, woraus sich
legte elektrische Feld eine Stärke von etwa 20 000 bis eine Desorganisation und gegebenenfalls eine Verände-200
000 V/cm der Dicke der flüssigen Kristallschicht. rung der Dicke in bestimmten Bereichen und damit
3. ' 4
eine änderung des chromatischen Ansprechens er- cholesterischen flüssigen kristallinen Stoff, einer einzi-
gibt; gen Mischung oder mehreren verschiedenfarbigen
.3. das Fließen solcher flüssiger Kristallfilme z'wi- Mischungen.
..sehen Elektroden; Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vor-
4. das Bilden von Blasen infolge des elektrischen ,5 richtung ist ihre Verarbeitungsflexibilität anzusehen,
Zerfalls des cholesterischen flüssigen kristallinen zufolge der ein größerer Bereich von Vorrichtungs-
Stöffes; arten für eine größere Anzahl von Verwendungszwek-
5. es zeigten sich uneinheitliche optische und elek- ken hergestellt werden kann. Sp kann beispielsweise
trische Oberflächeneffekte an den Elektroden, z. B. gegenüber elektrischen Feldern empfindlichen Anzeigeeine
uneinheitliche Orientierung an der Oberfläche des io vorrichtungen, die in einer Polymermatrix eingelagerte
cholesterischen flüssigen Kristallfilms. Die Erfindung ' oder eingekapselte Tröpfchen von cholesterischem
beseitigt oder verringert die meisten, wenn nicht sogar flüssigen kristallinem Stoff verwenden, entweder eine
alle dieser Probleme. ebene oder gekrümmte Form gegeben werden. Ferner
" Einer der Hauptvorteile der in einer Matrix einge- können sie entweder starr oder flexibel sein. Im
lagerten, oder eingekapselten Stoffe ist darin zu sehen, 15 Falle »reiner« (ungeschützter) cholesterischer flüssiger
daß die Kristallisation der flüssigen Kristalle und kristalliner Filme benötigen diese für sämtliche prak-Mischungen
hiervon offensichtlich verhindert oder zu- tischen Zweck zwei flache, starre, im gleichen Abstand
mindest die Neigung hierzu verringert wird. Demzu- voneinander angeordnete Elektroden. Es versteht
folge sind zahlreiche cholesterische flüssige kristalline sich, daß diese strengen Erfordernisse für die in einer
Stoffe und Mischungen normalerweise bei Raumtempe- 20 Matrix eingelagerten oder eingekapselten cholesteriratur
fest. Diese Mischungen erfahren oft eine be- sehen flüssigen kristallinen Stoffe nicht obligatorisch
trächtliche Unterkühlung, so daß bei Umgebungs- sind, da die praktisch zusammenhängende Polymertemperatur
nicht sofort eine Kristallisation erfolgt. matrix oder die einzelnen kleinen Kapselwände den
Innerhalb eines Tages oder einer längeren Zeitspanne einheitlichen Träger in dem erforderlichen Ausmaß
kristallisieren sie aber doch und müssen auf den 25 liefern, dabei jedoch noch flexibel genug sind, um
Temperaturbereich für einen Übergang in. den flüssi- komplexe Formen unterzubringen. Ein weiterer "Vorgen kristallinen Zustand erneut erwärmt werden, teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu
damit sie für eine Anzeige, z. B. für die chromatische sehen, daß die Polymermatrix oder die Kapselwände
Bilderkennung, geeignet sind. Die Dispersion dieser nicht nur den cholesterischen flüssigen kristallinen
Mischungen in der Polymermatrix oder deren Einkap- 30 Stoff z.B. vor ungünstiger Lagerung und anderen
seiung scheint die Kristallisation zu verhindern, und negativen Oberflächeneffekten schützen, sondern ines
läßt sich beobachten, daß die cholesterischen flüssi- folge der extrem kleinen Tröpfchengröße, die in einer
gen kristallinen Stoffe langer im flüssigen kristallinen Emulsion aufrechterhalten werden kannj der aus
Zustand bleiben, als wenn sie ungeschützt sind. ihnen bestehenden Schicht praktisch auch. eine ein-
Ein weiterer und gleichermaßen"bedeutender prak- 35 heitliche Dicke verleiht, da die Tröpfchen in der
tischer Vorteil für die Anwendung der in einer Matrix Matrix oder die eingekapselten Tröpfchen jeweils
eingelagerten oder eingekapselten Tröpfchen choleste- praktisch den:gleichen Durchmesser haben. Hierdurch
rischer kristalliner Stoffe liegt in ihrer Verwendungs- erhält, man glatte Beschichtungen mit guter optischer
fähigkeit in aus mehreren Komponenten bestehenden Auflösung.
Systemen (Mehrfarbensystemen), d.h. als Beschich- 40 Ein weiteres Merkmal von in einer Matrix eingetungen
oder innerhalb einer Matrix, die mehrere ver- lagerten oder eingekapselten cholesterischen flüssigen
schiedene cholesterische flüssige Mischungen enthält, kristallinen Stoff en für ein System zur Herstellung einer
von denen jede eine charakteristische Farbe während durch ein/elektrisches Feld wirksam gemachten
der ganzen drei vorgenannten chromatischen Stufen Speicher- oder Anzeigevorrichtung besteht in der Verergibt,
wobei die verschiedenen Mischungen so nahe 45 Wendung verschiedener Mischungen von flüssigen
nebeneinander zur Verwendung kommen, daß eine Kristallen in bezug auf Tröpfchengröße und chromatimehrfarbige
Anzeige in einem, zwei odef'säm'tlichen sches Ansprechen zum Anzeigen und/oder Darstellen
drei chromatischen Zuständen erzielt wird. Außer- eines weiten Bereichs spezifischer Stärken des elektridem
lassen sich polychromatische Anzeigen durch sehen Feldes.
Verwendung mehrerer einschaltbarer Leitungen oder 50 Ein solches System kann in einem Falle aus mehreren
Kontakte erzielen. In dem einen Fall können einige Schichten bestehen, von-denen jede eine, zwei oder
Schalter eingeschaltet werden, während die anderen mehr Arten von Tröpfchen oder Kapseln mit Ver-Schalter
abgeschaltet bleiben, wodurch eine Mehr- schiedenen Mischungen von chromatisch ansprechenfarbenwirkung
unter Verwendung unterschiedlich den cholesterischen flüssigen kristallinen Stoffen entgefärbter
Mischungen oder einer Mischung entsteht. 55 hält. Diese Vorrichtungen können an die jeweilige
Eine andere Möglichkeit zur Erzielung eines solchen Aufgabe genau angepaßt werden, indem man die ihnen
Effekts besteht in der Verwendung mehrerer Mi- durch beliebige der nachfolgend genannten Einstelschungen,
von denen jede bei einer bestimmten Stärke lungen erteilten Eigenschaften ändert:
des elektrischen Feldes anspricht und dabei eine andere ." /'" ,, . , »,,,., „ ,,
unterschiedliche Farbe oder Farbschattierung zeigt. 60 *) Ansprechbereich auf das elektrische Feld ■·_ Noch eine weitere Möglichkeit zum Erzielen photo- b) Tropfchengroße des flussigen kristallinen Stoffes, ,chromatischer Anzeigen besteht darin, daß man einige «r "j1^1^6 deS matoxblld^den Polymers,
Schalter einschaltet und dann einen Teil von ihnen d) spezifische Zusammensetzung des (der) cholesteabschaltet, so daß einige Schalter eingeschaltet sind, rischen Essigen kristallinen Stoffe(s) u. dgl. während einige Schalter abgeschaltet sind (die nie G5 Gegenstand der Erfindung ist somit; eine, chromatijeingeschaltet waren) und einige solche, die vorher ein-' sehe Anzeige- oder Speichervorrichiuhg,' gekenn-.ggscha.Jtet.waren, V . ,zeichnet durch zwei voneinander' beanstandeteElek- ^"js erweist sich'als zweckmäßig bei einem einzigen troden^zwischen denen sich eine cholesterische flüssige
des elektrischen Feldes anspricht und dabei eine andere ." /'" ,, . , »,,,., „ ,,
unterschiedliche Farbe oder Farbschattierung zeigt. 60 *) Ansprechbereich auf das elektrische Feld ■·_ Noch eine weitere Möglichkeit zum Erzielen photo- b) Tropfchengroße des flussigen kristallinen Stoffes, ,chromatischer Anzeigen besteht darin, daß man einige «r "j1^1^6 deS matoxblld^den Polymers,
Schalter einschaltet und dann einen Teil von ihnen d) spezifische Zusammensetzung des (der) cholesteabschaltet, so daß einige Schalter eingeschaltet sind, rischen Essigen kristallinen Stoffe(s) u. dgl. während einige Schalter abgeschaltet sind (die nie G5 Gegenstand der Erfindung ist somit; eine, chromatijeingeschaltet waren) und einige solche, die vorher ein-' sehe Anzeige- oder Speichervorrichiuhg,' gekenn-.ggscha.Jtet.waren, V . ,zeichnet durch zwei voneinander' beanstandeteElek- ^"js erweist sich'als zweckmäßig bei einem einzigen troden^zwischen denen sich eine cholesterische flüssige
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kristalline Schicht befindet, die auf ein elektrisches ger Kristalle ohne Polymermatrix, Träger, Bindemittel
Feld chromatisch anspricht und aus in polymeren! od. dgl.
Stoff eingeschlossenem cholesterischem flüssigen kri- Schichten, in denen die »unumhüllten« Tröpfchen
stallinen Stoff besteht. des cholesterischen flüssigen kristallinen Stoffes in einer
Die cholesterische flüssige kristalline Schicht, die 5 Polymermatrix festgehalten werden, lassen sich ohne
sich in unmittelbarem Kontakt mit einer oder beiden weiteres durch Emulgieren kleiner Tröpfchen flüssigen
Elektroden befinden kann oder nicht oder sich ent- kristallinen Stoffes in einer trocknungsfähigen flüssigen
lang einer oder beiden Elektroden erstreckt, kann sich Lösung des für die Bildung der Polymermatrix vorgeaus
einem einzigen, praktisch zusammenhängenden, sehenen, filmbildenden polymeren Stoffes herstellen,
in einer Polymermatrix eingelagerten, unumhüllten io Diese Lösung kann auf eine gewünschte Fläche als
Tröpfchen aus cholesterischem flüssigen kristallinen Beschichtung aufgetragen, aufgegossen oder auf andere
Stoff oder einer einen einzigen cholesterischen flüssigen Weise abgelagert werden, wobei die Dicke das nassen
kristallinen Stoff enthaltenden Polymerkapsel· zu- Films etwa 0,25 mm beträgt. Die Trocknung erfolgt
sammensetzen, besteht jedoch normalerweise aus an der Luft bei einer Temperatur von etwa 250C.
mehreren oder einer Vielzahl einzelner kleiner unum- 15 Durch wiederholtes Beschichten und Trocknen kann
hüllter Tröpfchen oder Kapseln des genannten Stoffes. die Filmdicke erhöht werden. Der getrocknete Emul-Der
Begriff »unumhüllt«, wie er hier gebraucht wird, sionsfilm kann von seinem Träger abgenommen werbezieht
sich auf die Tatsache, daß die Tröpfchen des den und als vorgeformter Film Verwendung finden,
flüssigen kristallinen Stoffes außer der Matrix aus poly- der zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vormerem
Stoff, in der sie eingelagert sind, keine Um- 20 richtung wahlweise getrübt oder geschwärzt werden
hüllung besitzen. In bezug auf die große Mehrzahl der kann. Verschiedene Mischungen cholesterischer flüssi-Tröpfchen
ist die Polymermatrix zusammenhängend, ger Kristalle können zusammen mit verschiedenen
d. h., die in ihr befindlichen Tröpfchen sind voll- filmbildenden polymeren Stoffen für die Matrix verständig
von einem bestimmten Teil der Matrix um- wendet werden. Es lassen sich Filme herstellen,
hüllt. Viele der sich in der Nähe der Außenfläche(n) 25 die zwischen etwa 30 bis etwa 95 Gewichtsprozent
der Matrix befindenden Tröpfchen liegen ebenfalls cholesterischen flüssigen kristallinen Stoff in Tröpfin
einer zusammenhängenden Matrix aus polymerem chenform enthalten, während der Rest aus dem die
Stoff. Einige der Tröpfchen befinden sich an der Matrix bildenden polymeren Stoff besteht. Normaler-Oberfläche,
oder ein Teil von ihnen steht in direktem weise machen die Tröpfchen aus flüssigem kristallinen
Kontakt mit der freien Luft durch eine oder mehrere 30 Stoff jedoch etwa 50 bis etwa 90 Gewichtsprozent
Öffnungen in der Polymermatrix. Der Begriff »prak- des Gesamtgewichts des Filmes aus. Im allgemeinen
tisch zusammenhängend« definiert die den allergrößten liegt die Größe der einzelnen Tröpfchen zwischen
Teil der Tröpfchen des cholesterischen flüssigen kri- etwa 0,5 und etwa 50 μπι, gewöhnlich zwischen etwa
stallinen Stoffes enthaltende Polymermatrix. 1 bis etwa 30 μπι. Die Durchschnittströpfchengröße
Die praktisch zusammenhängende Polymermatrix 35 kann zwischen etwa 1 bis 30 μπι betragen, liegt jedoch
dient nicht nur zum Schutz der Tröpfchen des choleste- zwischen etwa 5 bis 20 μπι.
rischen flüssigen kristallinen Stoffes, sondern kann Für die Einkapselung cholesterischer flüssiger
auch eine bessere Haftung zwischen der flüssigen Kristalle steht eine Vielzahl bekannter Verfahren zur
Kristallschicht und der ersten und zweiten Elektrode Verfügung. Das bevorzugte Verfahren besteht in einer
oder vergleichbaren, mit ihr in Anlage befindlichen 40 Komplexkoäzervierung, die in einer wäßrigen Lösung
Flächen ermöglichen. Ferner dient das Vorhandensein eines hydrophilen filmbildenden Polymers herbeigeder
in bezug auf eine einheitliche und genau bemessene führt wird, in der Tröpfchen eines flüssigen kristallinen
Dicke kontrollierbaren Polymermatrix zur Erhöhung Stoffes dispergiert sind. Der Kapseldurchmesser kann
der optischen Homogenität des in der Anzeigevor- zwischen etwa 5 und etwa 100 μηι liegen, beträgt
richtung zu betrachtenden chromatischen Bildes. 45 jedoch vorzugsweise zwischen etwa 10 und etwa
Aus dem gleichen Grunde hat es sich als vorteilhaft 50 μηι. Kapseln in einer Größe von 20 bis 40 μπι
und praktisch erwiesen, auch die aus eingekapselten werden bevorzugt, da sie sich gleichmäßig als BeTröpfchen
von cholesterischen flüssigen kristallinen schichtung auftragen lassen, gleichmäßige Farbeigen-Stoff
bestehende Einheit in Form eines Polymerfilms, schäften und eine gleichmäßige Auflösung haben,
eines Polymerblattes, einer Polymerschicht oder -be- 5° Die Dicke der flüssigen Kristallschicht kann den vorschichtung
vorzusehen, die die eingekapselten choleste- genannten Kapseldurchmessern entsprechen, wo keine
rischen flüssigen Kristalle in und/oder auf einem Polymermatrix oder -träger verwendet wird, kann je-Polymermatrixfilm,
-blatt, -schicht oder -beschichtung doch auch den Gegebenheiten entsprechen, wo die
enthalten. Kapseln in eine Polymermatrix eingelagert, auf Der Verwendung einer Polymermatrix zur Auf- 55 einen Polymerfilm als Beschichtung aufgetragen sind
nähme der eingekapselten cholesterischen flüssigen od. dgl. In den letzteren Fällen kann die Durchschnitts-Kristalle
wird der Vorzug gegeben. Jedoch können die dicke der flüssigen Kristallschicht zwischen etwa 10
eingekapselten cholesterischen flüssigen Kristalle auch bis etwa 500 μπι liegen. Normalerweise beträgt die
direkt, d. h. ohne Matrix oder andere Komponenten Durchschnittsdicke jedoch zwischen etwa 30 bis
als flüssige Kristallschicht zwischen den Elektroden 60 etwa 100 μπι, wobei für die meisten Anzeigegeräte
verwendet werden. Dies läßt sich dadurch erreichen, eine Dicke von etwa 50 bis etwa 100 μΐη bevorzugt
daß man ein Abgrenzung um die eingekapselten wird. Es können Formen verwendet werden, bei denen
cholesterischen flüssigen Kristalle herum anbringt, ein Teil der eingekapselten cholesterischen flüssigen
beispielsweise mittels eines Bandes, um sie an uner- Kristalle vollständig in die Polymermatrix eingelagert
wünschter seitlicher Bewegung oder Austritt zwischen 65 ist, während ein weiterer Teil als Beschichtung auf die
der ersten und zweiten Elektrode zu hindern. Auf diese Polymermatrix aufgebracht und der übrige Teil
Weise erhält man eine Schicht bestehend aus einer teilweise in der Oberseite und/oder der Unterseite der
Vielzahl einzelner eingekapselter cholesterischer flüssi- Polymermatrix eingebettet ist. Die Kapselwände, die
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während des Trocknens auf dem Träger klebrig sind, erwünscht ist, das relativ breite Spektrum des in einihaften
aneinander und am Träger ohne die Ver- gen flüssigen kristallinen Stoffen im zweiten und drit-Wendung
eines zusätzlichen Bindemittels, beispiels- ten chromatischen Zustand vorhandenen irisierenden
weise eines filmbildenden Polymers. Falls erwünscht, Effektes schmäler zu machen. Auch kann die Polymerkann
jedoch bei der Herstellung der flüssigen Kristall- 5 matrix oder der kapselwandbildende Stoff pigmentiert
schicht eine zusätzliche bindende Matrix aus polymerem werden, jedoch darf keinesfalls eine zu große Menge
Stoff verwendet werden, wobei den cholesterischen Pigment oder eines anderen nichtreflektierenden Stoffes
flüssigen kristallinen Stoff enthaltende Kapseln in verwendet werden, da hierdurch das Farbansprechen
einer flüssigen Lösung eines polymeren Bindemittels und die Helligkeit infolge Interferenz mit auffallendem
dispergiert werden, dessen Lösungsmittel den kapsel- io und reflektiertem Licht verringert werden könnte,
wandbildenden Stoff nicht löst. Die erhaltene Disper- Aus einer Emulsion »unumhüllter« oder eingekapselsion wird dann auf einen Träger gegossen und ge- ter Tröpfchen gegossene und getrocknete Schichten trocknet, wobei man eine Schicht von Kapseln fühlen sich trocken an, obwohl sie in der Hauptsache erhält, die in einen polymeren Bindemittelfilm einge- flüssigen Stoff enthalten. Bei Reibungskontakt mit bettet sind. Für die praktische Durchführung der 15 anderen Körpern werden sie verhältnismäßig wenig Erfindung geeignete Bindemittel sollten zumindest beeinflußt, und der geschützte flüssige kristalline Stoff durchscheinend und in der Regel praktisch durch- ist praktisch immun gegenüber einer Verunreinigung sichtig sein, damit auf die Anzeigeschichten auffallen- des gelösten Stoffes und ist nicht einer schnellen des Licht durch diese zu und von der flüssigen Kristall- Alterung infolge der Bildung von Kristallisationsschicht übertragen wird. 2° Zentren unterworfen.
wandbildenden Stoff nicht löst. Die erhaltene Disper- Aus einer Emulsion »unumhüllter« oder eingekapselsion wird dann auf einen Träger gegossen und ge- ter Tröpfchen gegossene und getrocknete Schichten trocknet, wobei man eine Schicht von Kapseln fühlen sich trocken an, obwohl sie in der Hauptsache erhält, die in einen polymeren Bindemittelfilm einge- flüssigen Stoff enthalten. Bei Reibungskontakt mit bettet sind. Für die praktische Durchführung der 15 anderen Körpern werden sie verhältnismäßig wenig Erfindung geeignete Bindemittel sollten zumindest beeinflußt, und der geschützte flüssige kristalline Stoff durchscheinend und in der Regel praktisch durch- ist praktisch immun gegenüber einer Verunreinigung sichtig sein, damit auf die Anzeigeschichten auffallen- des gelösten Stoffes und ist nicht einer schnellen des Licht durch diese zu und von der flüssigen Kristall- Alterung infolge der Bildung von Kristallisationsschicht übertragen wird. 2° Zentren unterworfen.
Eingekapselte cholesterische flüssige Kristalle kön- Für die Bildung der die einzelnen Tröpfchen oder
nen der Polymermatrix auf verschiedenste Weise Einlagerungen des cholesterischen flüssigen kristalli-
innig zugeordnet werden. So können beispielsweise nen Stoffes enthaltenden Polymermatrix, -film oder
die Kapseln auf dem Polymerfilm z. B. als Beschich- -kapselbeschichtung eignen sich zahlreiche natürliche
tung einfach dadurch abgelagert werden, daß man eine 25 und synthetische filmbildende Polymere. Es kann hier-
Dispersion oder eine Emulsion des eingekapselten für jeder beliebige durchsichtige oder praktisch durch-
cholesterischen kristallinen Stoffes in einem durch- sichtige filmbildende polymere Stoff verwendet wer-
sichtigen polymeren Bindemittel aufsprüht. Andere den, der ausreichend elektrisch isoliert und in einer
Verfahren können angewandt werden, wenn der einge- Flüssigkeit löslich ist, die den flüssigen kristallinen
kapselte cholesterische flüssige kristalline Stoff in eine 30 Stoff nicht löst oder auf andere Weise nachteilig be-
Polymermatrix eingelagert werden soll. Hierfür kann einflußt. Hierfür eignen sich unter anderem PoIy-
der eingekapselte Stoff beispielsweise gleichmäßig in vinylalkohol, Gelatine, Gummiarabicum, Zein,
einer wäßrigen Lösung des Polymers (z.B. Poly- Hydroxyäthylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Polyäthy-
vinylalkohol in Wasser) dispergiert und auf die Elek- lenoxid, Copolymere von Äthylen und Maleinsäure-
trodenoberflache aufgesprüht werden. Eine andere 35 anhydrid, Copolymere von Vinylmethyläther und
Möglichkeit besteht darin, die eingekapselten flüssigen Maleinsäureanhydrid sowie Harnstoff ormaldehyd-
Kristalle sprühzutrocknen, mit einem thermoplasti- harz.
sehen Material zu mischen und dann einen aus diesen Geeignete chromatisch ansprechende cholesterische
beiden Komponenten bestehenden Film durch Tau- flüssige kristalline Stoffe sind unter anderem Cholestechen
oder Gießen abzulagern. Eine gleichmäßige 40 rylhalogenide, z. B. Cholesterylchlorid, Cholesteryl-Verteilung
der flüssige Kristalle enthaltenden Kapseln bromid und Cholesteryljodid; Cholesterylnitrat und
kann dadurch gewährleistet werden, daß man das die andere gemischte Ester von Cholesterin und anMatrix
bildende Polymer vor dem Aufbringen gut um- organischen Säuren; Cholesterylester von gesättigten
rührt oder andere herkömmliche Misch- und Ver- und ungesättigten, substituierten und nichtsubstiteilungsverfahren
anwendet. Für solche Verfahren 45 tuierten organischen Säuren, insbesondere Cholesterylkönnen
auch Homopolymere oder Copolymere Mono- ester von C1- bis C22-aliphatischen Monocarbonolefine,
z. B. Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen- säuren, z. B. Cholesterylnonanoat, Krotonsäurecholpropylencopolymere
und Äthylenpropylenterpolymere esterylester, Cholesterylchloroformat, Cholesterylchlomit
konjugierten oder nichtkonjugierten C4 bis rodecanoat. Cholesterylchlorocicosanoat, Cholesteryl-C6
Diencomonomeren verwendet werden. Eine ge- 50 butyrat, Cholesterylcaprat, Cholesteryloleat, Cholesteeignete
thermoplastische Filmmatrix ist Polymethyl- ryllinolat, Cholesteryllinolenat, Cholesteryllaurat,
methacrylat. Cholesterylerucat, Cholesterylmyristat, Cholesteryl-
Es lassen sich Kapseln herstellen, die zwischen etwa clupanodonat, Oleylcholesterylcarbonat, Cholesteryl-50
bis etwa 99 Gewichtsprozent cholesterischen flüssi- heptylcarbamat, Decylcholesterylcarbonat, Cholestegen
kristallinen Stoff enthalten, wobei der Rest aus 55 rylester von nicht substituierten oder halogenieren
kapselwandbildendem Stoff besteht. Normalerweise organischen Aryl-, Alkenaryl-, Aralkenyl-, Alkarylmacht
die innere Kapselphase jedoch zwischen etwa und Aralkylsäuren, insbesondere Cholesterylester von
80 bis etwa 95 Gewichtsprozent des Kapselgesamtge- einen aromatischen Teil und von 7 bis 19 Kohlenwichts
aus. Stoffatomen enthaltenden organischen Säuren, z. B.
Im Rahmen der Erfindung hegt ferner die Ver- 6° Cholesteryl p-Chlorobenzoat, Cholesterylcinnamat;
wendung eines Farbstoffes zum Färben des kapsel- Cholesteryläther, z. B. Cholesteryldecyläther, Cholwandbildenden
Stoffes oder der die »unumhüllten« esteryllauryläther, Cholesteryloleyläther, oder Mi-Tröpfchen
festhaltenden Polymermatrix. Durch eine schlingen der vorgenannten Stoffe,
solche Färbung würde nicht nur der flüssige kristalline Die Verwendung solcher Mischungen cholesterischer Stoff geschützt, sondern sie würde auch als Farbfilter 65 flüssiger kristalliner Stoffe ist in vielen Fällen vorteilfür das auf ihn auffallende bzw. von ihm reflektierte haft, da bei Mischungen der flüssige kristalline Zu-Licht dienen. Ein solches System könnte in Anzeige- stand leichter bei Raumtemperatur aufrechterhalten und anderen Vorrichtungen Verwendung finden, wo es werden kann, ohne daß eine Erwärmung von außen
solche Färbung würde nicht nur der flüssige kristalline Die Verwendung solcher Mischungen cholesterischer Stoff geschützt, sondern sie würde auch als Farbfilter 65 flüssiger kristalliner Stoffe ist in vielen Fällen vorteilfür das auf ihn auffallende bzw. von ihm reflektierte haft, da bei Mischungen der flüssige kristalline Zu-Licht dienen. Ein solches System könnte in Anzeige- stand leichter bei Raumtemperatur aufrechterhalten und anderen Vorrichtungen Verwendung finden, wo es werden kann, ohne daß eine Erwärmung von außen
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erforderlich ist. Dagegen ist es bei Verwendung einer des Materials herstellt. Die transparente Elektrode
einzelnen chromatisch ansprechenden Verbindung kann auf einen sie schützenden anorganischen Träger,
häufig nötig, die unmittelbare Umgebung, in der die z. B. Glas, oder organischen Träger, z. B. Acrylat oder
Vorrichtung verwendet werden soll, zu erwärmen, Alkylacrylatpolymerkunststoff oder einen anderen
um den Stoff im flüssigen kristallinen Zustand zu 5 polymeren Stoff, aufgebracht werden, der dann die
halten, da zahlreiche solcher Stoffe bei Raumtempera- obere oder Sichtfläche bildet, durch die das chromatitur
feste Stoffe sind. Für die meisten Anwendungs- sehe Ansprechen der cholesterischen flüssigen krifälle
werden die Chlorderivate bevorzugt, da sie ins- stallinen Schicht auf das elektrische Potential bebesondere
in ihrem im vorangegangenen bereits er- trachtet werden kann. Bei der Montage wird die transwähnten
zweiten und dritten chromatischen Zustand io parente erste Elektrode in unmittelbaren Kontakt mit
mit dem bloßen Auge leicht erkennbare Farbänderun- der cholesterischen flüssigen kristallinen Schicht gegen
(oder Änderungen ihres Reflexionsvermögens) zu bracht. Geeignete Verfahren zum Ablagern elektrisch
erzeugen vermögen. Beispiele erfindungsgemäß ver- leitender Beschichtungen auf den Glas- oder Kunstwendbarer
Mischungen cholesterischer flüssiger kri- stoffträger sind unter anderem Aufsprühen oder Aufstalliner
Stoffe sind unter anderem Cholesterylchlorid 15 dampfen unter Verwendung von Metallhalogenid-
und Cholesterylcinnamat; Cholesterylnonanoat und lösungen in einem Vakuum, in das dann Sauerstoff
Cholesterylchlorid; Cholesterylnonanoat und Chol- geleitet wird, um eine Oxydation des Metallhalogenide
esterylbromid; Cholesterylnonanoat, Cholesterylbro- herbeizuführen und den Metalloxydfilm in situ auf
mid und Cholesterylcinnamat; Cholesterylnonanoat, dem gewünschten Träger herzustellen. Weitere her-Cholesteryljodid
und Cholesterylcinnnamat; Chol- 20 kömmliche, für diesen Zweck brauchbare Verfahren
esterylnonanoat, Cholesteryljodid und Cholesteryl- sind unter anderem chemische Reduktion, wo ein
benzoat; Cholesterylnonanoat, Cholesterylchlorid und Träger mit einer Metallsalzlösung beschichtet wird,
Oleylcholesterylcarbonat, Cholesterylnonanoat, Chol- die ein Reduktionsmittel enthält, um das Metallsalz
esterylchlorid, Oleylcholesterylcarbonat und Chol- unter Bildung des Metallfilms zu reduzieren (Einesterylbromid;
Oleylcholesterylcarbonat und Chol- 25 schrittverfahren) oder wo eine Metallsalzlösung als
esteryljodid, Oleylcholesterylcarbonat und Cholesteryl, Beschichtung auf den Träger aufgebracht wird,
p-Chlorobenzoat. wonach eine zweite Beschichtung unter Verwendung
Unter den Begriff »cholesterische flüssige kristalline einer ein Reduktionsmittel enthaltenden Lösung erfolgt
Mischungen« fallen auch Mischungen von zwei oder (Zweischrittverfahren). Das letztgenannte Verfahren
mehr Stoffen, von denen einer oder mehrere für sich 30 ist dem Verfahren zur Herstellung von Silberspiegel-
keine cholesterische flüssige kristalline Phase bilden, filmen ähnlich. Weitere geeignete Beschichtungsver-
dies jedoch in Mischung mit einem oder mehreren fahren sind dem Fachmann bekannt. Ist die erste
anderen Stoffen tun. Eine solche Mischung ist Chol- Elektrode nicht transparent, d. h. besteht sie beispiels-
esterylnonanoat, Oleylcholesterylcarbonat und Chol- weise aus einem oder mehreren dünnen Elektronen
esterin. Letzteres bildet für sich keine cholesterische 35 emittierenden Widerstandsdrähten, dann können diese
flüssige kristalline Phase, während es dies in Ver- so angeordnet sein, daß sie das betrachtete Bild prak-
bindung mit den anderen cholesterischen Stoffen tut. tisch nicht behindern oder beeinträchtigen.
Für die meisten Sichtanzeigevorrichtungen werden , Die zweite Elektrode kann aus einem beliebigen
vorzugsweise cholesterische flüssige kristalline Stoffe elektrisch leitenden Material bestehen und braucht
verwendet, deren chromatisches Ansprechen sowohl 4° nicht transparent zu sein. Es ist auch nicht erforderlich,
für das bloße Auge deutlich erkennbar ist als auch daß sie in ihrem ganzen Ausmaß entlang der ersten
in scharfem chromatischen Gegensatz zu ihrem bis- Elektrode verläuft. Tatsächlich ist die zweite Elektrode
herigen Farbzustand steht. Zur besseren Feststellung normalerweise weder transparent noch verläuft sie
feiner Änderungen der Farbtöne und Umwandlung entlang der ersten Elektrode. Die zweite Elektrode
dieser Änderungen in deutlicher erkennbare können 45 kann beispielsweise als gedruckte Schaltung aufge-
jedoch auch bestimmte Farbfilter und optische Ab- bracht sein oder jede andere gewünschte Form haben,
taster zur Verwendung kommen. Somit kann die zweite Elektrode unter Verwendung
Beide Elektroden können aus nichttransparentem von Kupfer, Silber, Gold, Eisen enthaltenden Metall-Material
bestehen oder nichttransparent gemacht legierungen, Druckerschwärze, Graphit oder Bleiworden
sein. Vorzugsweise ist jedoch die erste (dem 50 sulfit in transparenter, nichttransparenter oder teil-Betrachter
näher liegende Elektrode) transparent. weise transparenter Form aufgebracht werden.
In diesem Falle kann sie aus einem beliebigen trans- Zur Unterstützung der Betrachtung der auf der
parenten elektrisch leitenden Material bestehen. Aus cholesterischen flüssigen kristallinen Schicht durch
praktischen Erwägungen heraus ist es normalerweise Anlegen des elektrischen Feldes erzeugten chromatizweckmäßig,
die transparente erste Elektrode so dünn 55 sehen Darstellung hat es sich als zweckmäßig erwiesen,
wie möglich zu machen, um unter Beibehaltung der hinter der cholesterischen flüssigen kristallinen Schicht,
elektrischen Kontinuität der Elektrode eine maximale entweder vor oder hinter der zweiten Elektrode, einen
Transparenz zu erzielen. Die transparente erste Elek- undurchsichtigen, z. B. schwarzen, kontrastierenden
trode kann aus transparentem Metall oder Metalloxyd- Hintergrund vorzusehen. Dies ist deshalb der Fall,
filmen, -beschichtungen oder anderen elektrisch lei- 60 weil die chromatische Veränderung, die die flüssigen
tenden Schichten bestehen. Für diesen Zweck geeignete Kristalle erfahren, durch die Zerstreuung von Licht
Metalle und Metalloxyde sind unter anderem Zinn- durch die Schichtlagen des flüssigen kristallinen Mateoxyd,
Gold, Platin, Chrom, Nickel. Bei Verwendung rials beobachtet werden kann. Um diese chromatischen
metallischer Stoffe können transparente Filme da- Veränderungen gut beobachten zu können, ist es daher
durch hergestellt werden, daß man sehr dünne homo- 65 sehr vorteilhaft, einen schwarzen, lichtabsorbierenden
gene Beschichtungen aufbringt oder eine Anzahl sehr Hintergrund anzubringen. Eine andere Möglichkeit
dünner, eng voneinander beabstandeter Streifen des besteht darin, die Elektroden selbst schwarz zu machen,
Metalls durch Photoätzung von 80 bis 90 °/0 oder mehr d. h. sie beispielsweise aus eine elektrisch leitende
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Komponente, wie Druckerschwärze oder schwarzes, Kunststoff in direktem Kontakt mit der transparenten
elektrisch oxydiertes Metall enthaltenden schwarzen ersten Elektrode 2, die ihrerseits in innigem Kontakt
■ Farben oder Farbstoffen usw. herzustellen. Der mit der cholesterischen flüssigen Kristallschicht 3
schwarze Hintergrund ist jedoch nicht immer er- steht. Letztere besteht aus einer großen Menge kleiner
forderlich. 5 Kapseln α aus cholesterischem, flüssigem kristallinem
In zahlreichen Fällen ist es vorteilhaft, ein Isolierglas, Stoff, die in einer praktisch zusammenhängenden
einen Kunststoff oder einen anderen transparenten Polymermatrix b mit oder ohne Begrenzungsschutzoder
praktisch transparenten Stoff als Schutzschicht film (nicht gezeigt) auf einer oder beiden Seiten festgeüber
der transparenten ersten Elektrode zu ver- halten werden, oder einer großen Menge kleiner
wenden. Geeignete Materialien hierfür sind unter io Kapseln a, die den cholesterischen flüssigen kristallinen
anderem verschiedene Arten von Glas und anorgani- Stoff in und/oder auf einem Polymerfilm b enthalten,
sehen keramischen Materialien, z. B. herkömmliches Unter der flüssigen Kristallschicht 3 befindet sich eine
Glas aus Natronkalk und Siliciumoxyd; Glas aus Li- aus schwarzem Lack bestehende Isolierschicht 4,
thiumoxyd, Natronkalk und Siliciumoxyd; Glas aus durch die eine bessere Erkennung der chromatischen
Kaliumoxyd, Natron, Lithiumoxyd, Aluminiumoxyd 15 Veränderungen in der flüssigen Kristallschicht erreicht
und Siliciumoxyd; verschiedene »organische Gläser« wird. Leitende Elemente 5 sind zwischen einer norma-
und andere transparente organische polymere Stoffe, lerweise aus Glas oder Kunststoff bestehenden untez.
B. die Methacrylate Alkalmethacrylat- und Alkyl- ren Schutzschicht 6 und der schwarzen Isolierschicht4
acrylatkunststoffe, z. B. Polymethylmethacrylate, Poly- angebracht. In F i g. 1 sind drei solcher Elemente gezeigt,
äthylmethacrylate, Polymethylacrylate, Polyäthylacry- 20 doch kann jede gewünschte Anzahl in jeder gelate
und andere Acrylsäure- und Methacrylsäurehomo- wünschten Form und Anordnung verwendet werden,
und -copolymere. Weitere transparente oder praktisch Ein oberer Elektrodenleiter 7 und ein unterer Elektransparente
isolierende Schutzstoffe sind für den trodenleiter 7' lassen elektrischen Strom von einer
Fachmann nahehegend. geeigneten Quelle (nicht gezeigt) sowohl zur trans-
Um ein elektrisches Potential an die erste und 25 parenten ersten Elektrode als auch zu den leitenden
zweite Elektrode anzulegen, ist es zweckmäßig, Elementen 5 durch. Legt man durch Anlegen eines
leitende Elemente (Leitungen) in elektrisch leitendem elektrischen Potentials an den Leitern 7, 7' ein
Kontakt mit beiden Elektroden vorzusehen. Einer elektrisches Feld an die flüssige Kristallschicht 3,
oder mehrere Leiter werden daher in direkten Kontakt dann entspricht die durch die transparenten Schichten
mit der ersten Elektrode angebracht, während einer 30 von 1 und 2 sichtbare chromatische Darstellung im
oder mehrere Leiter sich in Kontakt mit der zweiten wesentlichen der Form des zwischen den leitenden
Elektrode befinden und vorzugsweise hinter dieser Elementen 5 und der oberen Elektrode errichteten
angeordnet sind. Eine Schutzschicht aus Glas, Kunst- Feldes, d. h., die von den leitenden Elementen 5 ge-
stoff oder einem anderen elektrisch leitenden Material, lieferte Form wird wiedergegeben, und zwar in einer
das nicht unbedingt transparent sein muß, kann als 35 anderen Farbe oder Reflexionseigenschaft als die um-
Oberflächenschicht verwendet werden, um diejenige gebenden Schichtbereiche bei Betrachtung durch die
Seite der flüssigen Kristallschicht zu schützen, die transparente Schutzschicht 1 und die transparente
sich dicht neben der zweiten Elektrode und dem bzw. erste Elektrode 2. Wird der Stromkreis geöffnet,
den mit ihr in Kontakt befindlichen leitenden EIe- dann findet eine weitere chromatische Veränderung
mente(n) oder Leitung(en) befinden. 40 in den Darstellungsbereichen statt, wo der cholesteri-
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der sehe flüssige kristalline Stoff schnell aus dem zweiten
Zeichnungen näher erläutert, in denen sich gleiche chromatischen Zustand in den dritten chromatischen
Bezugszeichen auf gleiche Teile beziehen. Zustand hinüberwechselt, der dadurch gekennzeichnet
F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein eine An- ist, daß die flüssige Kristallschicht 3 bei normaler
Zeigevorrichtung darstellendes Ausführungsbeispiel der 45 Temperatur und Feuchtigkeit für lange Zeiträume
Erfindung. einen praktisch permanenten unterschiedlichen chro-
F i g. 2 zeigt ebenfalls einen Querschnitt durch ein matischen Zustand beizubehalten vermag. Falls ereine
andere Art von Anzeigevorrichtung darstellendes wünscht, kann an der oder den Außenkante(n) ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dichtungsband oder eine Vergußmasse (nicht gezeigt)
F i g. 3 ist ein Querschnitt durch eine aus einer 50 verwendet werden, um die verschiedenen Schichten
Vakuumröhre bestehenden Anzeigevorrichtung, bei seitlich vor atmosphärischen Einflüssen zu schützen,
der das elektrische Feld durch an die Oberfläche der In F i g. 2 ist eine andere Möglichkeit für eine Anflüssigen Kristallschicht angezogene Elektronen ge- Zeigevorrichtung gezeigt, die aus einer transparenten liefert wird. Glasplatte 1 besteht, die sich in Anlage mit einer
der das elektrische Feld durch an die Oberfläche der In F i g. 2 ist eine andere Möglichkeit für eine Anflüssigen Kristallschicht angezogene Elektronen ge- Zeigevorrichtung gezeigt, die aus einer transparenten liefert wird. Glasplatte 1 besteht, die sich in Anlage mit einer
Fig. 4 ist ein Querschnitt durch eine die erfin- 55 transparenten elektrisch leitenden Schicht2 befindet,
dungsgemäße Anordnung enthaltende, als Anzeige- die ihrerseits an der Schicht 3 anliegt, die aus einer
vorrichtung dienende Kathodenstrahlröhre. Vielzahl kleiner Tröpfchen eines cholesterischen
F i g. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine andere flüssigen kristallinen Stoffes besteht oder bei der ein
Form einer die erfindungsgemäße Anordnung ent- solcher Stoff in einer Matrix aus isolierendem PoIy-
haltende Kathodenstrahlröhre. 60 merfilm vorhanden ist, oder bei der sich eine Viel-
F i g. 6 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Vor- zahl von Kapseln in und/oder auf dem isolierenden
richtung gemäß der Erfindung, bei der sowohl ein Polymerfilm befindet. Die schwarze Isolierschicht 4
elektrisches Feld als auch Wärmeenergie verwendet wird durch vollständige Beschichtung der flüssigen
werden können, um temporäre und/oder verhältnis- Kristallschicht 3 aufgebracht. Eine elektrisch leitende
mäßig dauerhafte farbige Bilder auf der gleichen chol- 65 Schicht 5 wird beispielsweise nach Art einer gedruck-
esterischen flüssigen Kristallschicht zu erzeugen. ten Schaltung so aufgebracht, daß sich eine beliebige
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, befindet sich die trans- gewünschte Form derselben in innigem Kontakt mit der
parente, isolierende Schutzschicht 1 aus Glas oder schwarzen Isolierschicht 4 befindet. Ein Leiterdraht 8
13 14
ist an der Leiterschicht 5 befestigt oder bildet einen Teil aus einer Vielzahl kleiner Tröpfchen eines cholesteridavon.
Die Leiter 7 und 7' sind mit Sammelschienen sehen flüssigen kristallinen Stoffes, die in einer PoIyverbunden,
die sich in Kontakt mit der elektrisch mermatfix eingelagert sind oder aus Kapseln in einem
leitenden, transparenten Zinnoxydschicht 2 links bzw. polymeren Bindemittel, wird in direktem Kontakt
rechts Von dieser befinden. Legt man Spannung an die 5 mit der transparenten Elektrode 2 an der Innenseite
obere transparente Elektrode 2 und die untere elek- des Schirmes 10 aufgebracht. Auf die Schicht 3 wird
irisch leitende Schicht 5 über die dazwischen liegende eine schwarze Isolierschicht 4 aufgetragen. Die transflüssige
Kristallschicht 3 an, dann erscheint das der parente Elektrode 2 wird über den Leiter 7 auf posi-Form
der aus einer gedruckten Schaltung bestehenden, tivem Potential gehalten, und von einer Elektronenelektrisch leitenden Schicht 5 entsprechende sichtbare io schleuder 4 kömmende Elektronen werden durch gechromatische
Bild dem Betrachter durch die Schutz- eignete Ablenkung in dem gewünschten Muster auf
schicht 1 und die transparente elektrisch leitende die schwarze Isolierschicht geworfen. Die zwischen
Schicht 2 als farbiges Bild, dessen erster, zweiter den Elektronen an der Isolierschicht und der vorderen
(Spannung angelegt) und dritter (Spannung entfernt) Elektrode errichteten lokalen Felder bewirken eine
chromatischer Zustand von der Zusammensetzung des 15 Farbänderung der flüssigen Kristallschicht in den ent-Verwendeten
cholesterischen flüssigen kristallinen Stof- sprechenden Bereichen, wodurch ein Muster gebildet
fes oder Mischungen hiervon abhängt. Leitet man wird, das von der Vorderseite der Röhre betrachtet
einen Strom über die Leiter 7 und 7' durch die obere werden kann. Das Muster ist halb permanent, wobei
Zinnoxydelektrode, dann wird letztere auf die iso- eine Auslenkung des Elektronenstrahls genügt, um
trope Übergängstemperatur der cholesterischen fms- 20 ein permanentes Bild zu erzeugen. Dieses kann durch
sigen Kristalle erwärmt, wodurch das während des Erwärmen des flüssigen kristallinen Stoffes auf über
dritten chromatischen Züstands erzeugte Bild gelöscht seine isotrope Übergangstemperatur gelöscht werden,
wird. Beim Abkühlen auf Umgebungstemperaturen was ohne weiteres dadurch erreicht werden kann,
kehren die flüssigen Kristalle dann in ihren Ursprung- daß man, wie im vorangehenden Ausführungsbeispiel,
liehen (ersten) chromatischen Zustand zurück. Es 25 einen Strom durch die transparente Elektrode schickt,
versteht sich somit, daß die Erfindung eine Speiche- In der Vorrichtung nach F i g. 5 wird eine herrung
von Informationen ermöglicht, solange sie er- kömmliche Kathodenstrahlröhre mit einer Vielzahl
forderlich ist, wonach eine Löschung erfolgt, der leitender Drähte 15 ausgestattet, die sich durch den
wiederum das Aufbringen einer neuen, z. B. auf Schirm 10 erstrecken und bündig mit dessen Außenden
neuesten Stand gebrachten Information, folgt. 30 fläche sind. Eine schwarze Isolierschicht 4 wird auf
Sämtliche dieser Vorgänge erfolgen elektronisch den Schirm Und die flüssige Kristallschicht 3 auf die
durch Anlegen kurzer Impulse, d.h. ohne daß ein Isolierschicht4 aufgebracht. Eine transparente äußere
permanentes Steuersignal während der Speicherung Schutzplatte 1, auf die die transparente leitende
öder Löschung anliegen muß. Elektrode 2 aufgebracht worden ist, wird in Kontakt
In F i g. 3 ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung 35 mit der flüssigen Kristallschicht gebracht, wobei die
gezeigt, bei der das Feld durch Elektronen erzeugt leitende Fläche so nahe wie möglich an die flüssige
wird, die an die Oberfläche der einen cholesterischen, Kristallschicht angelegt wird. Über den Leiter 7
flüssigen kristallinen Stoff enthaltenden Schicht 3 wird die transparente Elektrode 2 auf positivem Potenangezogen
werden. Eine Matrix aus leitenden EIe- tial gehalten. Die von einer Elektronenschleuder 14
fnenten 5 wird von einem Isolator, z. B. einem Fiber- 40 gelieferten Elektronen werden mittels eines herglasträger,
in einer Vakuumröhre 9 mit einer trans- kömmlichen Verfahrens so abgelenkt, daß sie ein
parenten Sichtplatte oder Schirm 10 getragen. Die Muster auf der Innenseite des Schirmes der Kathodenleitenden Elemente werden durch Verbindung der strahlröhre beschreiben. Die auf die Drähte 15
Leiter 13 mit einer Spannungsquelle (nicht gezeigt) treffenden Elektronen werden an die Isolierschicht 4
auf positivem Potential gehalten. Ein Strom wird 45 angezogen, wodurch auf der flüssigen Kristallschicht 3
durch einen dünnen, nichttransparenten Widerstands- örtliche Felder zwischen den aufgeladenen Drähten 15
draht 12 geleitet, so daß dieser erwärmt wird und und der transparenten äußeren Elektrode 2 errichtet
Elektronen aussendet. Diese werden an die Ober- Werden. Die flüssige Kristallschicht in diesen Bereichen
fläche der flüssigen Kristallschicht 3 unmittelbar über erfährt eine für den Betrachter A sichtbare Farbändeden
positiv geladenen leitenden Elementen gezogen. 50 rung.
Das zwischen diesen Elektronen und den leitenden Bei der Vorrichtung nach F i g. 6 wird eine transElementen
erzeugte Feld bewirkt eine Farbänderung parente elektrisch leitende Beschichtung 2, z. B. Zinnder
flüssigen Kristalle. Gemäß F i g. 3 werden drei oxyd, auf einem transparenten Schutzelement 1 ab-Leiterelemente
verwendet, jedoch können diese zur gelagert, das auch als Träger für die Beschichtung
Darstellung des gewünschten Musters in jeder be- 55 dient. An den Kanten der Beschichtung 2 sind Samliebigen
Anzahl und Form zur Verwendung kommen. melschienen 7, T befestigt, an die Leiter L bzw. L'
Nach Entfernen der Spannung von den Elementen 5 angeschlossen sind. Auf einer schwarzen nichtreflekbleiben
die Muster So lange bestehen, bis sie durch tierenden Isolierschicht 4 wird eine Schicht abgelagert,
Erwärmen auf die den Übergang in den isotropen die eine Vielzahl in einer Polymermatrix eingelagerter
Zustand bewirkende Temperatur gelöscht werden. 60 kleiner Tröpfchen eines cholesterischen flüssigen kri-DieS
ist mittels einer geeigneten Energiequelle, z. B, stallinen Stoffes oder eine Vielzahl einen solchen Stoff
einer Heizl mpe, Heizdrähten oder Hindurchleiten enthaltender kleiner Kapseln enthält. Widerstandseines
Stromes durch die leitenden Elemente, erreich- elemente 5 können direkt auf der Isolierschicht 4
bar. oder auf einer nicht gezeigten unteren Träger- und
Die Vorrichtung nach F i g. 4 besteht aus einem 65 Schützschicht (z. B. Schicht 6, Fig. 1) abgelagert
herkömmlichen Kathodenstrahlröhrengehäuse 9, deren werden, Die flüssige Kristallschicht 3 wird in Kontakt
transparenter Schirm 10 auf der Innenseite mit einem mit oder dicht neben der Beschichtung 2 angeordnet,
transparenten Leiter 2 beschichtet ist. Eine Schicht 3 An jedes Widerstandselement 5 sind zwei Leiter 8, 8'
15 16
angeschlossen, so daß die einzelnen Widerstands- zeugtes Feld bewirkt eine Farbänderung über dem
elemente 5 einzeln oder in Gruppen, z. B. durch ent- gewählten Widerstandselement 5. Wird das Feld
sprechende Schaltungen herkömmlicher Art, betätig- entfernt, dann bleibt das durch das elektrische Feld
bar sind. Die Widerstandselemente 5 können in jeder hervorgerufene farbige Bild im dritten chromatischen
gewünschten Form ausgebildet oder abgelagert wer- 5 Zustand.
den. Die Vorrichtung nach F i g. 6 kann nach den Eine Löschung dieses Bildes läßt sich ohne weiteres
beiden nachstehend beschriebenen Prinzipien A und B durch Erwärmen der flüssigen Kristallschicht auf die
arbeiten: isotrope Schmelztemperatur erreichen, indem man entweder
nur die zum Erzeugen des Feldes verwendeten
A. Feldeffektprinzip mit Bildspeicherung 10 Elemente 5 erwärmt oder durch Anlegen eines
und -löschung Potentials an die Leiter L, L' einen Strom durch die
obere leitende Beschichtung 2 schickt. Die zum
Ein elektrisches Feld wird mittels einer an die Löschen erforderliche Spannung hängt in der Hauptobere leitende Beschichtung 2 und ein beliebiges oder sache von der Dicke der flüssigen Kristallschicht
mehrere der Widerstandselemente 5 angelegten Span- 15 und dem Abstand der leitenden Elektroden ab. So
nung an die flüssige Kristallschicht angelegt. Letztere läßt sich eine Löschung bei einer flüssigen Kristallgeht
im Bereich des angelegten elektrischen Feldes in schicht mit einer Dicke von 10 bis 100 μπι beispielsihren
zweiten chromatischen Zustand über. Nach weise ohne weiteres durch Anlegen einer Spannung
Entfernen des Feldes nimmt sie in den über den von 100 bis 500 V an die leitenden Elemente erreichen.
Widerstandselementen 5 liegenden Bereichen den drit- 20 Beim Abkühlen kehrt die flüssige Kristallschicht in
ten chromatischen Zustand an. Diese Bereiche können ihren ursprünglichen (ersten) Farbzustand zurück,
durch Hindurchschicken eines Stromes durch die unte- Weitere Arbeitsprinzipien sind für den Fachmann
ren Widerstandselemente, wodurch eine Erwärmung naheliegend. ,
des flüssigen kristallinen Stoffes auf die isotrope Die Anordnung nach Fig. 6 ist somit tatsächlich
Schmelztemperatur erfolgt, wahlweise »gelöscht« wer- 25 eine Anzeigevorrichtung, die in der Lage ist, ein verden.
Beim Abkühlen kehren die erwärmten Bereiche hältnismäßig dauerhaftes (dritter chromatischer Zürn
den ersten chromatischen Zustand zurück, und ein stand) jedoch thermisch löschbares Bild photochrohalbpermanentes
(gespeichertes) Muster wird in den matisch darzustellen, das durch ein elektrisches Feld
über den nicht gelöschten Elementen liegenden Be- in wahlweiser Zusammenarbeit mit einer selbstständig
reichen dargestellt. 3° betätigbaren, jedoch thermisch löschbaren, thermisch
Soll das gespeicherte Bild geändert werden, dann betätigbaren separaten Anzeigevorrichtung mit tempokann
man die übrigen Widerstandselemente erwärmen, rarer Speicherung errichtet wird,
oder es kann eine Erwärmung der ganzen Anzeigeein- Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen heit durch Hindurchschicken eines Stromes durch die näher veranschaulicht, die ihren Umfang jedoch keinesobere leitende Beschichtung 2 erfolgen, wodurch 35 wegs begrenzen sollen.
oder es kann eine Erwärmung der ganzen Anzeigeein- Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen heit durch Hindurchschicken eines Stromes durch die näher veranschaulicht, die ihren Umfang jedoch keinesobere leitende Beschichtung 2 erfolgen, wodurch 35 wegs begrenzen sollen.
eine Löschung bewirkt wird. Dieses Prinzip ist korn- Die angegebenen Prozentsätze und Teile verstehen
plizierter für eine dynamische Anzeige, weist jedoch sich als Gewichtsprozentsätze und Gewichtsteile,
den Vorteil auf, daß das Feld gleichzeitig an samt- falls nicht anders festgelegt,
liehe Widerstandselemente angelegt werden kann
liehe Widerstandselemente angelegt werden kann
und keine einzelnen Schalter zu diesen Elementen 40 Beispielel bis 4
erforderlich sind.
erforderlich sind.
Unter Verwendung der in der noch folgenden Tabelle angegebenen Stoffe für die Matrix und
B. Thermisches Prinzip mit wahlweiser Speicherung flüssigen kristallinen Stoffe werden Schichten herge-
45 stellt, die aus Tröpfchen des cholesterischen flüssigen
Die Vorrichtung wird wie folgt thermisch betätigt: kristallinen Stoffes bestehen, die in praktisch zusam-Ein
elektrischer Strom wird mittels eigener Leiter- menhängenden festen Polymermatrizen eingelagert
paare 8, 8' für jedes Widerstandselement durch die sind. In jedem Falle werden 60 g cholesterischer
Widerstandselemente 5 geschickt. Durch Erwärmung flüssiger kristalliner Stoff in 100 ecm der wäßrigen
der einzelnen Elemente erhöht sich die Temperatur 5° Polymerlösung in einem Mischer dispergiert, der durch
der flüssigen Kristallschicht unmittelbar über dem je- einen Heizmantel auf 7O0C erwärmt wird. Nachdem
weiligen Element auf den isotropen Schmelzpunkt. man die gewünschte Emulsionströpfchengröße (im
Der erwärmte Teil wird im Gegensatz zu dem farbigen Bereich zwischen 1 und 50 μηι) erreicht hatte, wurden
Aussehen der nichterwärmten Bereiche nichtreflek- die verschiedenen Lösungen jeweils als Beschichtung
tierend. Wird der Strom unterbrochen, dann kühlt 55 auf Glas aufgebracht, das vorher in herkömmlicher
das Element auf Umgebungstemperatur ab, und die Weise mit Zinnoxyd beschichtet worden war. Die
flüssige Kristallschicht kehrt in ihren anfänglichen Zinnoxydbeschichtung weist eine Dicke auf, die einem
farbigen (ersten chromatischen) Zustand zurück. Flächenwiderstand von etwa 100 Ohm entspricht.
Auf diese Weise lassen sich verschiedene in Gestalt Nach dem Trocknen wird ein im Handel erhältlicher,
und Größe derjenigen der Widerstandselemente 5 6o Druckerschwärze in einer isolierenden Bindemittelentsprechende Zeichen und Muster temporär darstellen, matrix enthaltender schwarzer Lack auf die frei-
SoIl ein Bild gespeichert werden, dann wird einer liegende Fläche der den cholesterischen flüssigen
der Leiter 8, 8' an eine eine hohe Spannung liefernde kristallinen Stoff enthaltenden Polymermatrix aufge-
Quelle (nicht gezeigt) angeschlossen. Die andere Seite sprüht und getrocknet. Anschließend wird zur BiI-
dieser Spannungsquelle ist über den einen oder anderen 65 dung einer Elektrode auf der schwarzen Farbe eine
der Leiter L, L' und ihre zugeordneten Sammel- leitende Silberfarbe aufgetragen. An der Silberelek-
schienen 7,7' mit der transparenten oberen Elektrode 2 trode und der Zinnoxydbeschichtung werden Drähte
verbunden. Ein an der flüssigen Kristallschicht er- befestigt und an eine Wechselspannungsquelle (oder
gegebenenfalls Gleichspannungsquelle) angeschlossen. Die erhaltene Grundanordnung entspricht im wesentlichen
der Anordnung der F i g. 2 und 6.
Bei Anlegen der Wechselspannung ändern sich die Reflexionseigenschaften des Bereiches über der Silberelektrode,
so daß bei auffallendem weißen Licht nicht mehr Grün (erster chromatischer Zustand), sondern
Blau (zweiter chromatischer Zustand) reflektiert wird. Nach dem Entfernen des elektrischen Feldes wird
jedoch ebenfalls nicht mehr der grüne Anteil des Lichts, sondern Grau reflektiert (dritter chromatischer
Zustand), was einen sehr guten chromatischen und figürlichen Kontrast zu den grünen Hintergrundbereichen
bildet, auf die das Feld nicht einwirkte.
Legt man das elektrische Feld wieder an, dann wird der Bereich der flüssigen Kristallschicht, durch den
das Feld hindurchgeht, augenblicklich Blau (zweiter chromatischer Zustand). Bei wiederholtem extensivem
,5 Durchschicken und Wegnehmen des Stromes zeigt sich, daß die den cholesterischen flüssigen kristallinen
Stoff enthaltende Schicht über längere Zeiträume beschickt werden kann, ohne daß der deutlich erkennbare
Farbkontrast zwischen dem ersten, zweiten und
ίο dritten chromatischen Zustand verlorengeht.
In der folgenden Tabelle wird die entsprechende Zusammensetzung der in den Beispielen 1 bis 4 verwendeten
cholesterischen flüssigen kristallinen Stoffe und Matrixpolymere gezeigt.
Matrixpolymer | Polymer konzentration in wässeriger Lösung Gewichtsprozent |
Cholesterische flüssige Kristallmischungen Komponente |
Gewichtsprozent |
1 Polyvinylalkohol (»Elvanol 7124«)*) |
10 | Cholesterylnonanoat Cholesterylchlorid Cholesterylcinnamat |
70 25 5 |
2 Polyvinylalkohol (»Elvanol 5105«)*) |
25 | Cholesterylnonanoat Oleylcholesterylcarbonat Cholesterinchlorid |
38 38 24 |
3 Polyvinalylkohol (»Elvanol 7005«)*) |
12,5 | wie im Beispiel 2 | |
4 Gelatine (»Gelatine AE-4«)**) |
10 | wie im Beispiel 2 |
*) Die Elvanol-Polymere sind von der Firma E. I. du Pont de Nemours und Co. Inc., Wilmington, Delaware (V.St.A.) vertriebene
Polyvinylalkohole. Die der Bezeichnung Elvanol nachgestellten Zahlen stehen für unterschiedliche Produkte mit verschiedenen
Viskositäten. »Elvanol 7124« ist dadurch gekennzeichnet, daß a) eine 4gewichtsprozentige wässerige Lösung eine Viskosität von 23
bis 28 cP bei einer Temperatur von 25° C hat und b) der Stoff 97,7 bis 98,8°/„ig hydrolysiert ist, d. h. daß dieser Prozentsatz von
Acetat oder anderen ursprünglich in Molekülen des Stoffes vorhandenen chemischen Gruppen in Hydroxylgruppen umgewandelt
wurden. »Elvanol 5105« hat eine Viskosität von 4 bis 6 cP bei einer Temperatur von 25°C (4gewichtsprozentige wässerige Lösung)
und ist 88 bis 89°/oig hydrolysiert; eine 4gewichtsprozentige wässerige Lösung von »Elvanol 7005« hat eine Viskosität von 4 bis 6 cP
bei 250C und ist 99- bis 100%ig hydrolysiert.
**) »Gelatine AE-4« ist eine säureextrahierte Schweinehautgelatine mit einer Bloomstärke von etwa 285 bis etwa 305 g, die ihren isoelektrischen
Punkt bei einem pH-Wert von 8 bis 9 hat.
Eine 70 Gewichtsprozent Cholesterylnonanoat, 25 Gewichtsprozent Cholesterylchlorid und 5 Gewichtsprozent
Cholesterylcinnamat enthaltende Mischung wurde in Kapseln mit einem durchschnittlichen
Durchmesser zwischen 10 und 30 μπι gemäß
nachstehendem Verfahren unter Verwendung von mit Glutaraldehyd gehärteter Gelatine und Gummiarabicum
als kapselwandbildendem Stoff eingekapselt.
Die Einkapselung der vorgenannten Mischung von cholesterischen flüssigen kristallinen Stoffen erfolgte
in einer Lösung, die durch Verrühren von 1,25 g säureextrahierter Schweinehautgelatine mit einer
Bloomstärke von 285 bis 305 g und dem isoelektrischen Punkt bei pH 8 bis 9 und 1,25 g Gummiarabicum
mit 125 g destilliertem Wasser bei 55° C in einem Mischer hergestellt wurde. Der pH-Wert der Lösung
betrug zunächst etwa 4,5 und wurde dann durch tropfenweise Zugabe einer 20 gewichtsprozentigen
wäßrigen Lösung von Natriumhydroxyd auf 6 gebracht. Dem System wurde eine Lösung von 2 g der Mischung
der cholesterischen flüssigen kristallinen Stoffe zugesetzt,
die in einem Mischergefäß auf eine Durchschnittströpfchengröße von etwa 10 bis 30 μηι emulgiert
worden waren. Dann wurde der pH-Wert des Systems durch tropfenweise Zugabe von 14gewichtsprozentiger
wäßriger Essigssäurelösung langsam gesenkt. Die Zugabe von Essigsäure erfolgte so lange,
bis die einzelnen, flüssige Wände aufweisenden Kapseln Aggregate mit Durchmessern von etwa 25
bis 100 μηι bildeten. In diesem Endzustand hatte das
System einen pH-Wert von etwa 5.
Das ganze flüssige System wurde dann unter ständigem Rühren in einem Eisbad auf eine Temperatur
unter 100C abgekühlt. Bei 100C wurden 0,6 ecm einer
25gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd, einem chemischen Härtungsmittel für die
Gelatine, in das Mischergefäß gegeben und das System etwa 15 Stunden lang gerührt, während es
langsam auf Raumtemperatur zurückkehrte. Nach dieser Zeitspanne waren die Kapselwände fest und gehärtet,
und das Kapselsystem wurde durch ein Drahtmaschensieb mit Öffnungen von 74 μπι Größe
gegossen. Der Stoff, der das Sieb passierte, war für eine Beschichtung des beabsichtigten Trägers geeignet.
19 20
Vor der Beschichtung des Glasträgers mit der einge- durch das Anlegen des elektrischen Feldes erzeugte,
kapselten Mischung der cholesterischen flüssigen verhältnismäßig geringe Wärmemenge nicht auskristallinen
Stoffe wurden die Kapseln durch FiI- reichte, um die cholesterischen flüssigen kristallinen
trieren konzentriert, und es wurde eine kleine Menge, Stoffe der Mischung flüssig zu machen. Beim Abdas
ist 10 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol (Elvanol 5 schalten des Stromes wechselte die Farbe augenblick-7124)
im Verhältnis zur Gesamtmenge des Breies zu- lieh von Schwarz nach Dunkelrot (dritter chromatigesetzt,
um die Haftung der Kapseln am Träger zu scher Zustand). Dieser dritte chromatische Zustand
verbessern. Dann wurden durch Aufdampfen im war im Vergleich zum ersten chromatischen Zustand
Vakuum leitende Tantalelemente auf den Glasträger so scharf, daß er mit dem bloßen Auge erkennbar war.
aufgebracht. Anschließend wurde ein Druckerschwärze io Dieser Zustand blieb für eine Beobachtungsdauer
in einer isolierenden Bindemittelmatrix enthaltender von 2 Wochen erhalten. Nach dieser Zeitspanne wurde
schwarzer Isolierlack über die zuvor abgelagerten der eingekapselte cholesterische flüssige kristalline
Tantalelemente auf die Glasplatte aufgesprüht, um Stoff durch Wärmestrahlung regeneriert. Nach Abden
dunklen Hintergrund für den bei auffallendem kühlung auf Raumtemperatur kehrte er zu seiner ur-Licht
wahrnehmbaren irisierenden Effekt der chol- 15 sprünglichen roten Farbe zurück,
esterischen flüssigen kristallinen Stoffe zu schaffen. . .
Dann wurde die in der vorstehend beschriebenen Beispiel 7
Weise bereitete Mischung eingekapselter cholesteri- Hier wurde das Verfahren nach Beispiel 5 wiederscher flüssiger kristalliner Stoffe in Form einer Poly- holt, mit Ausnahme, daß der eingekapselte cholesterivinylalkoholschicht einer Dicke von etwa 80 μπι auf 20 sehe flüssige kristalline Stoff eine Mischung aus die schwarze Lackschicht aufgetragen. Nach dem 97 Gewichtsprozent Cholesterylnonanoat, 14 Gewichts-Trocknen wurde eine vorher mit Zinnoxyd beschich- -prozent Cholesterylchlorid und 7 Gewichtsprozent tete Glasplatte mit ihrer leitenden Seite an der flüssigen Oleylcholesterylcarbonat war. Der Durchschnitts-Kristallschicht befestigt. Die Zinnoxydschicht dieser durchmesser der Kapseln betrug 20 bis 40 μηι. Die oberen Glasplatte hatte eine einem Flächenwiderstand 25 drei chromatischen Zustände waren grün, blau bzw. von etwa 100 Ohm entsprechende Dicke. Es wurden graugrün.
esterischen flüssigen kristallinen Stoffe zu schaffen. . .
Dann wurde die in der vorstehend beschriebenen Beispiel 7
Weise bereitete Mischung eingekapselter cholesteri- Hier wurde das Verfahren nach Beispiel 5 wiederscher flüssiger kristalliner Stoffe in Form einer Poly- holt, mit Ausnahme, daß der eingekapselte cholesterivinylalkoholschicht einer Dicke von etwa 80 μπι auf 20 sehe flüssige kristalline Stoff eine Mischung aus die schwarze Lackschicht aufgetragen. Nach dem 97 Gewichtsprozent Cholesterylnonanoat, 14 Gewichts-Trocknen wurde eine vorher mit Zinnoxyd beschich- -prozent Cholesterylchlorid und 7 Gewichtsprozent tete Glasplatte mit ihrer leitenden Seite an der flüssigen Oleylcholesterylcarbonat war. Der Durchschnitts-Kristallschicht befestigt. Die Zinnoxydschicht dieser durchmesser der Kapseln betrug 20 bis 40 μηι. Die oberen Glasplatte hatte eine einem Flächenwiderstand 25 drei chromatischen Zustände waren grün, blau bzw. von etwa 100 Ohm entsprechende Dicke. Es wurden graugrün.
zwei Elektroden, wie z. B. die bei 7 und T in F i g. 1 B e i s η i e 1 8
gezeigten, angebracht, wobei die Elektrode 7 die
gezeigten, angebracht, wobei die Elektrode 7 die
obere Elektrode ist, die die transparente Zinnoxyd- 25 Kupferplättchen einer Größe von 1 χ 2 χ
elektrode mit elektrischer Spannung b beliefert, wäh- 30 0,25 cm wurden in einer aus fünf gleichmäßig vonein-
rend die untere Elektrode T mit einem oder mehreren ander beabstandeten Reihen und ebenso vielen Spalten
der auf der unteren Glasplatte 6 vorgesehenen Wider- bestehenden Matrix an einem Kunststoffträger be-
standselemente 5 verbunden wurde. Nach dem Trock- festigt. Die einzelnen Plättchen wurden an einen sich
nen der vorgenannten Schichten wurde die obere durch den Träger erstreckenden Leiterdraht angelötet.
Glasplatte mit der transparenten leitenden Zinnoxyd- 35 Die Kupferplättchen wurden mit einem schwarzen
schicht an der die flüssige Kristallschicht tragenden Isolierlack besprüht, auf den eine Schicht aus in
unteren Glasplatte mittels Klebestreifen od. dgl. be- einer Matrix eingelagerten Tröpfchen eines cholesteri-
festigt. Die Widerstandselemente auf der unteren Glas- sehen flüssigen kristallinen Stoffes bestehend aus einer
platte wurden über einen gemeinsamen Leiter an eine Mischung von 79 Gewichtsprozent Cholesterylnona-
Gleichspannungsquelle angeschlossen. 40 noat, 14 Gewichtsprozent Cholesterylchlorid und 7 Ge-
Beim Anlegen einer Gleichspannung an die Elek- wichtsprozent Oleylcholesterylcarbonat, die gemäß
troden änderten sich die Reflexionseigenschaften der Beispiel 1 bereitet worden war, in einer Dicke von
Bereiche über den unteren Elementen so, daß bei etwa 100 μπι aufgebracht wurde. Die Plättchen waren
auffallendem weißen Licht nicht mehr Grün reflektiert mit einem Schutzfilm aus Polyäthylenterephthalat
wurde (erster chromatischer Zustand), sondern Blau- 45 versehen.
schwarz (zweiter chromatischer Zustand). Die schwarze Die Anordnung wurde in einer Vakuumkammer
Farbe dürfte sich dadurch ergeben, daß die Mehrzahl untergebracht, die mit einem transparenten Kunst-
der elektromagnetischen Wellen in den UV-Bereich stoffenster versehen war, durch das man die flüssige
des Spektrums verschoben wurde. Auf jeden Fall Kristallschicht leicht sehen konnte. Die Leiterdrähte
wurde nach dem Entfernen des elektrischen Feldes 50 waren mit vakuumdichten elektrischen Durchführun-
nicht mehr die ursprüngliche grüne Farbe reflektiert, gen in einer Platte an dem dem transparenten Fenster
sondern statt dessen Grau (dritter chromatischer gegenüberliegenden Ende der Vakuumkammer ver-
Zustand), was einen sehr guten chromatischen und bunden. Ein Wolframdraht befand sich etwa 5 cm
figürlichen Kontrast zu den dem elektrischen Feld nicht vor der Matrix (wie z. B. in F i g. 3 gezeigt) und war
ausgesetzten grünen Hintergrundbereichen ergab. 55 mit einer Gleichstromquelle verbunden.
_ . Die Kammer wurde auf ein Vakuum von
B e 1 s ρ 1 e 1 6 1 .10-6Torr ausgepumpt und ein Strom von etwa 3,5 A
Hier wurde das Verfahren nach Beispiel 5 wieder- durch den Wolframdraht geschickt, so daß dieser
holt, ausgenommen, daß man eine Mischung von rotglühend wurde. Lädt man bestimmte Plättchen
cholesterischen flüssigen kristallinen Stoffen aus 73 Ge- 60 der Anordnung auf ein positives Potential von 700
wichtsprozent Cholesterylnonanoat und 27 Gewichts- bis 1500 V auf, dann werden die von dem erwärmten
prozent Cholesterylchlorid verwendete. Die Wände Draht ausgesandten Elektronen an die Oberfläche der
aus Gelatine und Gummiarabicum aufweisenden an den aufgeladenen Plättchen anliegenden, den
Kapseln hatten einen Durchschnittsdurchmesser von cholesterischen flüssigen kristallinen Stoff enthaltenden
etwa 30 bis 50 μπι. Bei Anlegen des elektrischen Feldes 65 Polymermatrix angezogen, und das zwischen den
wurde eine Farbänderung von Rot (erster chromati- Oberflächenelektronen und dem Plättchen errichtete
scher Zustand) nach Dunkelgrau (zweiter chromatischer elektrische Feld bewirkt eine Farbänderung der
Zustand) beobachtet. Es ist hier zu beachten, daß die flüssigen Kristalle von Grün nach Dunkelgraugrün.
Wird das Feld durch Entfernen des Potentials von den Plättchen weggenommen, dann bleibt das chromatische
Bild bestehen, jedoch in einem leicht erkennbaren anderen Farbton, nämlich einem helleren Graugrün.
Eine Anzeigevorrichtung unter Verwendung einer herkömmlichen Kathodenstrahlröhre wurde wie folgt
hergestellt: Der Schirm der Röhre wurde auf der Innenseite mit einer transparenten Elektrode beschichtet.
Auf diese wurde, wie in F i g. 4 gezeigt, eine in einer Polymermatrix eingelagerte Schicht aus
Tröpfchen von auf ein elektrisches Feld ansprechendem, cholesterischen flüssigen kristallinen Stoff (wie
im Beispiel 8) aufgebracht, wonach die Aufbringung eines Schutzfilms aus Polyäthylenterephthalat erfolgte.
Auf den Schutzfilm wurde wahlweise eine Schicht aus schwarzem Isolierlack aufgesprüht.
Nach dem Aufbringen der schwarzen Schicht wird die Röhre auf ein geeignetes Vakuum ausgepumpt
und kann dann als herkömmliche Videoröhre betätigtwerden. Die transparente Elektrode auf dem Schirm
wird auf positiver Spannung gehalten, und der Elektronenstrahl wird in dem gewünschten Muster
über die flüssige Kristallschicht geführt. Die Farbtonänderungen sind dabei die gleichen wie im Beispiel 8.
Da die Anordnung lediglich erfordert, daß die Elektronen
die flüssige Kristallschicht treffen, kann der Elektronenstrahl weit schwächer sein als er normalerweise
für die Stimulierung eines Leuchtstoffes sein mußte, wie er häufig für die Bilderzeugung in Kathodenstrahlröhren
verwendet wird.
Das Bild in der flüssigen Kristallschicht hängt von dem reflektierten Licht ab und kann daher am besten
unter starker äußerer Beleuchtung beobachtet werden. Unter diesen Bedingungen ist die Standardleuchtstoffbeschichtung
einer Kathodenstrahlröhre dagegen nur von zweitrangiger Bedeutung. Somit lassen sich durch
die Erfindung starke Farbkontraste in hellem Tageslicht erreichen, während herkömmliche Leuchtstoffe
unter den gleichen Bedingungen nur sehr schwache Farbkontraste liefern.
Claims (14)
1. Chromatische Anzeige- oder Speichervorrichtung, gekennzeichnet durch zwei voneinander
beabstandete Elektroden (2, 5,12 und 14), zwischen denen sich eine cholesterische flüssige
kristalline Schicht (3) befindet, die auf ein elektrisches Feld chromatisch anspricht und aus in
polymerem Stoff eingeschlossenem cholesterischem flüssigem kristallinem Stoff besteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die cholesterische flüssige kristalline
Schicht (3) aus einer Vielzahl einzelner Tröpfchen des cholesterischen flüssigen kristallinen
Stoffes (α) besteht, die in einer praktisch zusammenhängenden Polymerschicht (b) eingelagert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchschnittsdurchmesser
der Tröpfchen (a) zwischen 1 und 30 μπι liegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die cholesterische
flüssige kristalline Schicht (3) zwischen 30 und 95 Gewichtsprozent cholesterischen flüssigen kristallinen
Stoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht, enthält.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die cholesterische flüssige kristalline
Schicht (3) aus einer Vielzahl kleiner einen cholesterischen flüssigen kristallinen Stoff enthaltenden
Polymerkapseln (a) besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapseln (a) in eine Polymerschicht
(b) eingelagert und/oder von einer solchen getragen werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der
Kapseln (a) zwischen 5 und 100 μπι beträgt.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kapseln (a) zwischen 50 und 99 Gewichtsprozent cholesterischen flüssigen kristallinen Stoff,
bezogen auf das Kapselgesamtgewicht, enthalten.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der cholesterischen flüssigen kristallinen Schicht (3) zwischen 10 und 500 μπι
liegt.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein elektrisch leitendes Widerstandselement (5) in Wärmeleitbeziehung mit der
Cholesterischen flüssigen kristallinen Schicht (3) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine der Elektroden (2) praktisch transparent ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Elektrode (2)
mit einer praktisch transparenten Schutzschicht (15) versehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Schutzschicht
den Schirm (10) in einer Kathodenstrahlröhre (9) bildet, in der sich die cholesterische flüssige kristalline
Schicht (3) zwischen einer transparenten Elektrode (2) neben der Innenseite des Schirmes (10)
und einer die Elektronenschleuder der Kathodenstrahlröhre darstellenden zweiten Elektrode (14)
befindet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine undurchsichtige
Schicht (4) zwischen der cholesterischen flüssigen kristallinen Schicht (3) und der zweiten Elektrode
(5, 14) vorgesehen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US70782368A | 1968-02-23 | 1968-02-23 | |
US70770668A | 1968-02-23 | 1968-02-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1908118A1 DE1908118A1 (de) | 1969-10-02 |
DE1908118B2 true DE1908118B2 (de) | 1971-11-11 |
Family
ID=27107936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691908118 Withdrawn DE1908118B2 (de) | 1968-02-23 | 1969-02-19 | Chromatische anzeige oder speichervorrichtung |
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Country | Link |
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DE (1) | DE1908118B2 (de) |
FR (1) | FR1601599A (de) |
GB (1) | GB1201230A (de) |
NL (1) | NL163329C (de) |
SE (1) | SE338386B (de) |
Cited By (1)
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US4728547A (en) * | 1985-06-10 | 1988-03-01 | General Motors Corporation | Liquid crystal droplets dispersed in thin films of UV-curable polymers |
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GB8803923D0 (en) * | 1988-02-19 | 1988-03-23 | Gen Electric Co Plc | Optical storage devices |
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DE102009016525A1 (de) * | 2009-04-06 | 2010-10-07 | Giesecke & Devrient Gmbh | Mikrokapsel mit Flüssigkristall |
CN110200421B (zh) * | 2019-05-31 | 2021-01-08 | 上海智蕙林医疗科技有限公司 | 一种观察柜和物品查看控制方法 |
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1968
- 1968-12-30 FR FR1601599D patent/FR1601599A/fr not_active Expired
-
1969
- 1969-01-31 GB GB538269A patent/GB1201230A/en not_active Expired
- 1969-02-19 DE DE19691908118 patent/DE1908118B2/de not_active Withdrawn
- 1969-02-20 CH CH273069A patent/CH523564A/de not_active IP Right Cessation
- 1969-02-21 SE SE243669A patent/SE338386B/xx unknown
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EP0205261A2 (de) * | 1985-06-10 | 1986-12-17 | General Motors Corporation | In dünnen Filmen von U.V.-vernetzbaren Polymeren dispergierte Flüssigkristalltröpfchen |
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GB1201230A (en) | 1970-08-05 |
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FR1601599A (de) | 1970-08-31 |
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Date | Code | Title | Description |
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