DE2017148B2

DE2017148B2 - Eingekapselte fluessige kristalle enthaltende optische anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2017148B2
Application number: DE19702017148
Authority: DE
Inventors: Theodore Leroy Bellbrook; Churchill Donald Kettering; Cartmell James Vernon; Jones Joe Willis; Dayton; Ohio Hodson (V.StA.). GOIn 23-20
Original assignee: National Cash Register Co
Current assignee: Adare Pharmaceuticals Inc
Priority date: 1969-04-14
Filing date: 1970-04-10
Publication date: 1972-07-27
Also published as: BR7017983D0; BE748841A; GB1249432A; CH508871A; DE2017148A1; JPS4944666B1; DK130261C; ES378408A1; AT299338B; US3585381A; SE369871B; FR2039153A1; NL7005352A; NO129020B; DK130261B

Description

Die Erfindung betrifft eine auf Wärme und elektrische Felder ansprechende optische Anzeigevorrichtung, bestehend aus einem undurchsichtigen Träger und einer auf diesem abgelagerten Schicht aus eingekapselten flüssigen Kristallen.

Unter dem Ausdruck »flüssiger Kristall« soll der auch häufig als Mesophase bezeichnete Zustand verstanden werden, bei dem ein Stoff sowohl Eigenschaften einer Flüssigkeit als auch Eigenschaften eines Kristalls, d. h. geordnete Moleküle, aufweist. Es ist bekannt, daß flüssige Kristalle insbesondere in ihrer cholesterischen Struktur bei der Einwirkung von Wärme oder einem elektrischen Feld eine Farbänderung ze'gen, so daß sich diese Stoffe zur Anzeige von Oberflächentemperaturen und zur Herstellung von Anzeigevorrichtungen anbieten.

Trotz dieser theoretischen Möglichkeit treten bei der praktischen Verwendung flüssiger Kristalle als Beschichtungskomponente erhebliche Schwierigkeiten auf. Der flüssige Kristall ist eine viskose Flüssigkeit, so daß daraus bestehende Schichten bei einer Berührung leicht beschädigt oder vom Träger entfernt werden. Außerdem können sich an dieser Schicht Staub und andere in der Luft befindliche Teilchen festsetzen, wodurch eine Verschlechterung der Farbbildungseigenschaften in der flüssigen Kristallschicht eintritt. Schließlich besteht auch ein kritischer Zusammenhang zwischen der Reinheit des den flüssigen Kristall bildenden Stoffes und der Fähigkeit zur wiederholten Farbbildung innerhalb eines definierten Temperaturbereiches. Durch Adsorption bestimmter organischer Dämpfe in sehr geringen Konzentrationen wird der Farbbildungstemperaturbereich wesentt,ch geändert. In einigen Zusammensetzungen flüssiger Kristalle neigen bestimmte Bestandteile zur Kristallisation, wodurch das Mischungsverhältnis durch örtliche Anreicherung der genannten Bestandteile gestört wird. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Farbbildung innerhalb der Schicht, Durch die oben aufgezählten Einflüsse wird die Lebensdauer der flüssigen Kristallschicht erheblich beschränkt.

Eine die praktische Verwendbarkeit flüssiger Kristalle ermöglichende wesentliche Verbesserung wurde dadurch erzielt, daß man die flüssigen Kristalle durch

ic Einkapselung vor den obigen Einflüssen schützte. Hierbei bleiben die für die Bildung einer Beschichtung und auch die anderen oben beschriebenen Eigenschaften der flüssigen Kristalle erhalten. Ohne irgendeine Einschränkung der Anwendungsmöglich-

keiten der flüssigen Kristalle wird auch deren Lebensdauer wesentlich erhöht. Eine Vorrichtung zur optischen Anzeigung unter Verwendung eingekapselter flüssiger Kristalle ist in der deutschen Patentanmeldung P 16 48 266.9 beschrieben.

zo Während die praktische Verwendbarkeit der flüssigen Kristalle durch deren Einkapselung wesentlich verbessert wird, urgibt sich jedoch bei solchen Kapselbeschichtungen mit oder ohne einem zusätzlichen Bindemittel der Nachteil, daß der Farbeffekt etwas abgeschwächt wird und daß bei einer Anregung der eingekapselten flüssigen Kristalle durch Wärme oder ein elektrisches Feld ein geringerer visueller Kontrast vorhanden ist als bei frisch hergestellten nicht eingekapselten Schichten flüssiger Kristalle identischer Zusammensetzung. Die eingekapselten flüssigen Kristalle besitzen also eine geringere Farbreinheit, und die erzeugte Farbe unterscheidet sich nicht in einer für die ästhetischen Anforderungen einer Anzeigevorrichtung erforderlichen Weise von der Farbe des nicht angeregten Hintergrundes der Schicht. Es wurde auch beobachtet, daß die Winkelabhängigkeit der Farbe bei eingekapselten flüssigen Kristallen geringer ist als bei nicht eingekapselten flüssigen Kristallen der gleichen Zusammensetzung. Diese Schwierigkeiten der verminderten Farbreinheit und des geringeren Kontrastes werden durch den Aufbau der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Anzeigevorrichtung weitgehend behoben.

Die Erfindung betrifft somit eine optische Anzeige-Φι vorrichtung, bestehend aus einem undurchsichtigen Träger und einer auf diesem abgelagerten Schicht eines eingekapselten, flüssige Kristalle bildenden Stoffes.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente Schicht in unmittelbarem Kontakt über der Schicht aus den eingekapselten flüssigen Kristallen angeordnet ist, von der zumindest die äußere Fläche glatt ist.

Der in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendete Ausdruck »glatt« bedeutet, daß der horizontale Abstand (L) zwischen den Spitzen von Unebenheiten auf der Außenfläche der Schicht zu dem vertikalen Abstand (D) zwischen den genannten Spitzen und den Tiefpunkten der Unebenheiten mindestens 4,0 ist. d, h. £ =4,0.

Es ist überraschend, daß durch Verwendung einer solchen transparenten glatten Überzugsschicht die Farbreinheit und der Farbkontrast der eingekapselten flüssigen Kristalle wesentlich verbessert werden konnte, obwohl neben der durch die Kapselwände und das Bindemittel gebildeten transparenten Schicht noch eine weitere transparente Schicht zwischen den

flüssigen Kristallen und dem Beobachter vorgesehen und dem Bindemittel in Form eines Breies oder einer wurde. Obwohl diese Schicht auch einen zusätzlichen bmulsion auf ein Blatt oder eine Folie 4 aus einem Schutz für die flüssigen Kristalle darstellt, wäre deren transparenten Material aufgebracht. Als solche Verwendung ausschließlich als Schutzschicht keines- eignen sich beispielsweise organische Kunststoffe wie falls gerechtfertigt, da diese Schutzfunktion bereits 5 Polyacrylat oder Siliconpolymer oder anorganische durch die Kapselwände gewährleistet ist, noch wäre Stoffe wie beispielsweise Glas. In diesem Falle ist diese Schicht dadurch gerechtfertigt, wenn sie nur die Überzugsschicht 4 beidseitig, d. h. sowohl auf der zum Festhalten der Kapselschicht dienen wurde, da oberen Seite 4a als auch auf der unteren Seite 4b diese Aufgabe, d. h. das Festhalten und gleichmäßige glatt und besitzt durchgehend etwa die gleiche Dicke. Verteilthalten der einzelnen eingekapselten flüssigen to Dieser Aufbau kann auf einfache Weise durch VerKristalle auf dem Träger, bereits in ausreichender wenden vorgefertigter Träger, beispielsweise polierte Weise durch das Bindemittel erreicht wird. Es wurde Glasplatten oder Kunststoffplatten, mit im wesentauch festgestellt, daß die Winkelabhängigkeit der liehen glatten Oberflächen erreicht werden. Bei der Farbe von eingekapselte flüssige Kristalle enthalten- in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung wird die untere den Vorrichtungen mit einer die Helligkeit verbes- 15 Seite 4 b mit der die eingekapselten flüssigen Kristalle sernden Überzugsschicht größer ist als bei Vorrich- und das Bindemittel enthaltenden Masse 2, 3 betungen ohne diese Überzugsschicht. Die Erfindung schichtet, und anschließfd wird diese Beschichtung vermindert somit die wesentlichen Nachteile, die bis- sorgfältig getrocknet. Die Fläche4b wird somit zur her bei Anzeigevorrichtungen n_At eingekapselter Grenzfläche zwischen der Glas- oder Kunststoffplatte flüssigen Kristallen auftraten. 20 und den eingekapselten flüssigen Kristallen. Anschlie-

Drei Ausführungsbeispiele, an denen die Erfin- ßend wird die eingekapselte flüssige Kristallschicht

dung im folgenden näher erläutert wird, sind in den mit einem schwarzen oder anderen opaken Überzug 1

Zeichnungen dargestellt. versehen, um den bei Anregung durch Wärme und

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in einer Querschnittsdar- oder ein elektrisches Feld erzielten Farbwechsel stellung den Aufbau. In F i g. 1 ist mit 1 eine als 25 durch auffallendes Licht beobachten zu können. Die Hintergrund dienende opake, beispielsweise schwarze auf diese Weise gebildete Vorrichtung wird dann umSchicht bezeichnet, die beispielsweise ein vorgefertig- gekehrt, so daß dem Beobachter die transparente ter opaker Film mit einer schwarzen Beschichtung Überzugsschicht 4 zugewandt ist. Die äußere Fläche auf seiner oberen oder unteren Fläche sein kann. Der der Hintergrundschicht 1 kann glatt oder uneben sein, opake Film 1 trägt auf seiner oberen Fläche eine aus 3° da sie für den visuellen Kontrast und die optische einer Vielzahl von Mikrokapseln 2 oder Trauben Feinheit des durch die glatte transparente Überzugssolcher Kapseln und einem polymeren Bindemittel 3 schicht 4 zu betrachtenden Bildes ohne Bedeutung ist. bestehende Schicht. Das Bindemittel dient dazu, die Die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung gleicht der Kapseln in gleichmäßiger Verteilung auf dem opaken in F i g. 1 gezeigten insofern, als auch hier die Über-Träger festzuhalten. Die Kapseln 2 enthalten den flüs- 35 zugsschicht 4 auf die Kapselbeschichtung aufgebracht sigeii kristallinen Stoff. Die im wesentlichen trans- wurde. Diese Vorrichtung besitzt ein oder mehrere parente Überzugsschicht überdeckt die gesamte Kap- elektrische Heizelemente 5, die auf dem Substrat 1 selbeschichtung und steht in direktem Kontakt mit abgelagert sind, oder zumindest so angeordnet sind, derselben. Die Überzugsschicht 4 besitzt eine äußere, daß sie die eingekapselten flüssigen Kristalle therd. h. dem Beobachter zugewandte glatte Fläche 4a. 40 misch, beispielsweise durch Wärmeleitung, Konvek-Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung kann auf be- tion oder Strahlung, beeinflussen können. Die elekkannte Weise beispielsweise dadurch hergestellt wer- trischen Anschlußleiter können an eine nicht gezeigte den. daß ein Papier- oder Kunststoffsubstrat mit einer Stromquelle angeschlossen werden. Falls erwünscht, die eingekapselten flüssigen Kristalle und ein Binde- kann auch eine isolierende Trägerschicht 7 vormitte] enthaltenden Emulsion beschichtet wird. Als 45 gesehen werden.

Substrat kann beispielsweise ein Blatt aus Polyäthy- Im Gegensatz zu den in den F i g. 1 bis 3 gezeigten lenglycolterephthplat verwendet werden, das vor der Beispielen kann die Schicht der eingekapselten flüssi-Beschichtung schwarz gefärbt wurde. Nach vollstän- gen Kristalle auch in einem beliebigen Muster andigem Trocknen der flüssigen Kristallschicht wird eine geordnet sein. Das Aufbringen der Kapseln kann dann transparente Polymerüberzugsschicht 4 mit einer im 50 beispielsweise mittels einer Schablone, durch Siebwesentlichen glatten äußeren Fläche auf die genannte druck oder mittels eines Tiefdruckverfahrtni erfolgen. Schicht aufgebracht. Obwohl in den Fig. 1 bis 3 die In diesem Falle muß die glatte obere Beschichtung äußere Fläche 4ο der Überzugsschicht 4 als vollkom- nicht über der ganzen oberen Fläche der Anzeigevormen eben dargestellt ist, besteht auch die Möglichkeit, richtuiif angeordnet sein, sondern es genügt, daß die daß diese Fläche leichte Unebenheiten aufweist, da 55 mit der Kapselschicht versehenen Bereiche diese die Überzugsschicht bestrebt ist, sich zumindest teil- glatte Überzugsschicht aufweisen,
weise an die Konturen der darunterliegenden Kapseln Der Brechungsindex des Materials der glatten anzupassen. Nach der oben gegebenen Definition ist transparenten Überzugsschicht soll möglichst nahe diese Fläche trotzdem als »glatt« zu bezeichnen, bei den Brechungsindices des kapselwandbildenden Wenn die Überzugsschicht durch einen zusätzlichen 60 Materials und des als Bindemittel für die Kapsel-Verfahrensschritt auf die Kapselbeschichtung auf- schicht verwendeten Polymeren oder anderen Stofgebracht wird, kann das darunterliegende Substrat fes liegen. Der Brechungsindex der Überzugsschicht, Papier, Holz oder irgendein nicht transparentes Mate- des Bindemittels und der Kapselwände liegt zwischen rial sein, wie beispielsweise eine Metallfolie (z. B. 1,40 und 1,70, vorzugsweise zwischen 1,50 und 1,54, eine Aluminiumfolie) oder Kunststoff (z. B. Poly- 6g Ist die Überzugsschicht ein Kunststoff, so kann tetrafluorethylen). dieser aus einer Vielzahl verschiedener transparenter

Bei der in F.'g. 2 gezeigten Vorrichtung wird die natürlicher oder künstlicher organischer Stoffe her-Schicht aus den eingekapselten flüssigen Kristallen gestellt werden. Als solche kommen in Frage: Poly-

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olefine, wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, 20 bis 25 μΐη. Nach einem bekannten Verfahren her-Polybutylene; Polyester, wie beispielsweise Poly- gestellte Kapseln können zwischen etwa 50 bis 99 Geäthylenglycolterephthalat; Acrylharze, wie beispiels- wichtsprozent, normalerweise zwischen 70 bis 95 Geweise Polyalkylacrylate und -methacrylate, ζ. B. Poly- wichtsprozent, des flüssig-kristallinen Stoffes enthalmethylacrylat, Polyäthylacrylat, Polymethylmeth- 5 ten.

acrylat, Polybutylmethacrylat, Polystyrol; Polyvinyl- Als kapselwandbildende Stoffe für die Einkapse-

idenchloridhomo- und Copolymere; Polyamide; Poly· lung der cholesterischen flüssigen Kristalle ist eben-

vinylaldehyde, beispielsweise Polyvinylformaldehyd, falls eine Vielzahl verschiedener Stoffe geeignet. Es

Polyvinylbutyraldehyd; Copolymere von monoolefi- kann beispielsweise einer oder eine Kombination fol·

nisch ungesättigten Monomeren mit Vinylestern, wie io gender Stoffe verwendet werden: ein Gelatine-Gum-

beispielsweise Äthylenvinylacetat-CopoIymere: cellu- miarabikum-System, ein Polyvinyl-Alkohol-System.

lose Kunststoffe, wie beispielsweise Celluloseacetat, ein Zeinsystem. Phenolplast- oder Aminoplastkon-

Äthylcellulose-Polycarbonate; Polyurethane; Silicon- densate. wie beispielsweise Resorcinol-Formaldehyd-

harze. Polyalkylsiloxane. wie beispielsweise Poly- oder Harnstoff-Formaldehyd-Systeme,

methylsiloxan; Alkydharze und Lacke sowie andere i$ Es ist auch möglich, die Kapselwände mit einem

Polymere und Harze. Farbstoff zu färben. Die gefärbten Kapselwände die-

Unter bestimmten Umständen ist es zweckmäßig, nen dann nicht nur als Behälter für die flüssigen ein Polymer zu verwenden, das aus einem organi- Kristalle, sondern auch als Farbfilter für das auf die sehen, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel flüssigen Kristalle fallende und von ihnen reflektierte abgelagert wird, da durch das Vorhandensein von ao Licht. Die Kapselwände können durch ein beliebiges Wasser der kapselwandbildende Stoff zumindest teil- für die Färbung von Gelatine-Gummiarabikum oder weise gelöst werden könnte. In jedem Falle ist bei der andere kapselwandbildende Stoffe geeignetes Fär- \blagerung der transparenten glatten Überzugs- bungsrrhtel gefärbt werden. Ein solches System kann schicht 4 bei Verwendung von Wasser oder einem für eine Anzeigevorrichtung verwendet werden, bei mit Wasser mischbaren Lösungsmittel darauf zu ach- as der nicht das ganze Spektrum des Farbwechseleffekten, daß die Kapseln nicht zu lange einem Lösungs- tes des von den flüssigen Kristallen reflektierten Lichmittel ausgesetzt sind, das auch ein Lösungsmitte! für tes erwünscht ist.

das kapselwandbildende Material danteilt. Während Als Bindemittelmatrix für die die eingekapselten oben für die Herstellung der transparenten glatten flüssigen Kristalle enthaltende Schicht eignet sich Überzugsschicht 4 organische polymere Stoffe ge- 30 ebenfalls eine Vielzahl verschiedener natürlicher oder nannt wurden, ist auch die Verwendung anorgani- synthetischer polymerer Stoffe. Es können beliebige scher Stoffe möglich, wie beispielsweise Glas (z. B. transparente oder annähernd transparente Stoffe verherkömmliches Natrium-Kalk-Quarz-Glas). Alkali- wendet werden, deren Brechungsindex innerhalb des Metall-Silicate. wie beispielsweise Natriumsilicate und obengenannten Bereichs liegt. Folgende polymere Kaliumsilicate. 35 Stoffe sind für diesen Zweck geeignet: Acrylate. PoIy-

Anstatt die genannte Überzugsschicht durch Über- alkylacrylate und -methacrylate, wie beispielsweise ziehen der die flüssigen Kristalle enthaltenden Kap- Polymethylacrylat, Polyäthylacrylat. Polymethylselschicht (wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt) herzu- methacrylat usw: Polyvinylalkohol. Gelatine. Latex stellen, können auch vorgefertigte Filme. Schichten (natürlicher und synthetischer Kautschuklatex). Zein, oder Blätter aus organischem oder anorganischem 40 Polyäthylenhomo- und Copolymere; Polypropylen-Stoff mit der Kapselschicht versehen werden, um homo- und Copolymere; sowie beliebige der für die dann die Überzugsschicht 4 zu bilden, wie in der Überzugsschicht genannten Stoffe. Die eingekapselten F i g. 2 dargestellt. Die Dicke der Überzugsschicht 4 flüssigen Kristalle können mit der Polymermatrix auf kann innerhalb eines weiten Bereiches beispielsweise verschiedene Weise innig verbunden werden. So könzwischen etwa 10 um bis etwa 3 mm und darüber 45 nen beispielsweise die Kapseln auf einem "elymervariieren. Insbesondere bei der Verwendung von film z. B. durch Aufsprühen einer Dispersion oder Glasplatten, beispielsweise von poliertem Tafelglas, einer Emulsion der eingekapselten flüssigen Kristalle hat sich eine Dicke von etwa 3 mm als geeignet er- in einem Bindemittel abgelagert werden,
wiesen. Die Vorteile der Farbreinheit (optische spektrale

Der eingekapselte cholesterische flüssig-kristalline 50 Reinheit) und des Kontrastes, die mit der vorliegen-Stoff kann aus einer Vielzahl von Kapseln bestehen, den Erfindung erzielt werden können, gehen aus den die den gleichen oder unterschiedliche cholesterische folgenden Beispielen noch deutlicher hervor. Falls flüssig-kristalline Verbindungen enthalten und kann in nichts anderes angegeben, sind in den folgenden Beieiner oder mehreren Schichten auf bestimmte Be- spielen alle Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, reiche des Substrats aufgebracht werden. Geeignete 55

cholesterische flüssig-kristalline Stoffe, die bei Tem- Beispiel 1

peraturänderungen eine Farbänderung zeigen, sind IMe durch die Erfindung erzielbaren Vorteile wer-

beispielsweise Cholesterykhlorid, Chofesterylbromid, den durch Herstellen zweier vergleichbarer typischer

Cholesteryljodid, Cholesterylcinnamat. Cholesteryl- Formen von Anzeigevorrichtungen veranschaulicht. nonanoat, Cholesterylbenzoat, Oleylcholesterylcarbo- 60 Bei der einen Ausfuhrungsform wird von der trans-

nat. Cholesteryl-p-chlorobenzoat und Mischungen parenten glattflachigen Überzugsschicht gemäß der

dieser Stoffe. Erfindung Gebrauch gemacht, während bei der an-

Diese flüssig-kristallinen Stoffe können durch ein deren Ansführungsform diese Oberzugsschicht nicht

beliebiges geeignetes Einkapselungsverfahren, das vorhanden ist. Bei beiden Ausführungsformen wer-Kapseln mit der erforderlichen Größe ergibt, ein- 65 den die gleichen Widerstandselemente zur Erzeugung gekapselt werden. Der Kapseldurchmesser kann zwi- der erforderlichen Wärme verwendet, und sie arbeischen 2 und 1000 um hegen. Normalerweise liegt er ten in der gleichen Weise als thermische Anzeigevorzwischen 5 und 500 um und vorzugsweise zwischen richtungen.

Eine Mischung flüssiger Kristalle, bestehend aus 70% Cholesterylnonanoat, 25% Cholesterylchlofid und 5% Cholesterylcinnamat, wurde auf folgende Weise hergestellt und eingekapselt: In eine wässerige Lesung von 1 Oewichtstei! säureextrahierter Schweinehautgelatine mit einer Bloomstärke von 285 bis 305 g und einem isoelektrischen Punkt bei pH 8 bis 9 in 12,1 Oewichtsteilen destilliertem Wasser von 55 C wurden 13,7 Gewichtsteile der genannten flüssigen Kristallmischung gegeben. Die Schmelze der flüssigen Kristalle wurde so lange gerührt, bis eine Teilchengröße von etwa 15 bis 30 (im erreicht war. Während des Ruhrvorganges wurde in einem eigenen Gefäß eine wässerige Lösung von 1 Oewichtsteil Gummiarabikum in 95.fi Gewichtsteilen destilliertem Wasser hergestellt und auf einer Temperatur von 55 C gehalten. Nach Erreichen der gewünschten Teilchengröße wurde die aus der Gelatine und den flüssigen Kristallen bestehende Emulsion langsam den Giimmiarabikumlösungen zugesetzt. Der pH-Wert wurde auf 4.85 eingestellt, und man ließ das Koazervat innerhalb eines Zeitraumes von 2' 4 Stunden auf 27 C abkühlen. Die erhaltenen Kapseln wurden auf 15 C abgekühlt und mit 0.5 Gewichtsteilen einer 25gewichtsprozentigen wässerigen Lösung von Glutaraldehyd innerhalb eines Zeitraumes von M bis 15 Stunden gehärtet. Der erhaltene Brei wurde durch Dekantieren des überschüssigen Wassers konzentriert.

Nach Abschluß des Einkapselungsverfahrens und dem anschließenden Konzentrieren des Kapselbreies wurden diesem 1 Volumteil einer 10" eigen Lösung von Polyvinylalkohol in Wasser als Bindemittel für die Beschichtungsmischung zur Herstellung der die eingekapselten cholesterischen flüssigen Kristalle enthaltenden Schicht zugesetzt. Die auf diese Weise hergestellte Beschichtungsmasse wurde dann auf zwei Glasplatten aufgebracht, die zuvor mit Tantal-Dünnschicht-Widerstandselementep versehen wurden, die ihrerseits wiederum mit einem schwarzen Lack überzogen wurden, der vor dem Aufbringen der eingekapselten flüssigen Kristallschicht getrocknet wurde. Nach dem Trocknen der eingekapselten flüssigen Kristallschicht wurde eine transparente Oberzugsschicht aus einer 10° »igen Lösung von »Acryloid-B-72« in Benzin über die Kapselschicht einer der Glasplatten gegossen, um die glatte, annähernd transparente Überzugsschicht zu bilden. »Acryloid-B-72« ist ein Methacrylsäureester-Copolymer. das eine Viskosität von 4S0 bis 640 cP in einer 40gewichtsprozentigen Lösung in Toluol bei 30 ^z C besitzt. Die genannte Überzugsschicht wurde mit einer Naßschichtdicke von etwa 250 μπι mittels eines herkömmlichen Beschichtungsverfahrens aufgebracht. Die polymere Uberzugsschicht trocknete zu einem klären, im wesentlichen glatten transparenten Film.

Während des Betriebes der Anzeigevorrichtungen wurden die Widerstandselemente mittels eines von einer 20-V-Spannungsquelle gelieferten Stromes erwärmt Die über den Widerstandselementen liegenden Bereiche der eingekapselten flüssigen Kristallschicht wurden dadurch auf ihren isotropen transparenten Zustand erwärmt. Dadurch wurde der schwarze Hintergrund sichtbar, wodurch sich ein schwarzes Bild auf einem grüngefärbten Träger ergab.

Bei den Anzeigevorrichtungen wurden nun Reflexionsmessungen vorgenommen. Der Einfallwinkel war 45°, während die Abtastung senkrecht zur Ebene der eingekapselten flüssigen Kristallschicht erfolgte. Ein weißer Magnesiumcarbonatblock wurde als Bezugsgröße verwendet. Die folgende Tabelle zeigt die gemessenen Werte. Der Test wurde für beide zu S testenden Anzeigevorrichtungen unter den gleichen Bedingungen durchgeführt.

Meßgrößen	Unbeschichtet	Polymer- beschichtet
^„-farbig *(nm)	515 nm	521 nm
Reflexionsvermögen,
bezogen auf Magne-
siumcarbon&t	38%	36%
Halbe Breite des reflek
tierten Bandes	52 nm	39 nm
Kontrastverhältnis
farbig, schwarz	5	22

* Wellenlänge, bei der maximale Reflexion gemessen wurde.

Während die transparente glatte Polymerüberzugsschicht nur einen geringen Einfluß auf das Maximum des Reflexionsvermögens im farbigen Zustand aus-

»5 übt. wurde eine bedeutende und visuell gut beobachtbare Verbesserung des Kontrastverhältnisses erzielt. Diese Verbesserung dürfte darauf zurückzuführen sein, daß eine unerwünschte Lichtstreuung durch die Kapselwände der eingekapselten choleste-

rischen flüssigen Kristalle vermieden wird. Die Verminderung der Reflexionsbandbreite führt zu einer besseren spektralen Reinheit, einem besseren Farbkontrast und demzufolge zu einem besseren visuellen Auflösungsvermögen.

Beispiel 2

Eine flüssige Kristallmischung, bestehend aus 8O⁰Z₀ Cholesterylpelargonat, 15% Cholesterylchlorid und

5% Oleyicholesterylcarbonat. wurde unter Verwendung der gleichen Stoffe und in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 beschrieben eingekapselt.

Der Brei aus eingekapselten flüssigen Kristallen wurde auf eine Fläche eines transparenten Polyäthy-

lenglycoiterephthalat-Blattes (das eine Dicke von etwa 10 bis 500 μπι besitzen kann) aufgebracht. Die eingekapselten flüssigen Kristalle wurden gleichmäßig auf die obere Fläche des transparenten Blattes beschichtet. Der zur Herstellung der Schicht verwendete Brei war eine wässerige Dispersem von 32% eingekapselten flüssigen Kristallen, 64,2% Wasser und 3.8% einer Mischung von Polyvinylalkohol und Polyvinylacetat. Das Beschichtungsgewicht betrug zwischen 20 und 24 g/m². Dies entspricht einer durchschnittlichen Dicke der eingekapselten flüssigen Kristallschicht von 35 bis 60 um.

Das Beschichtungsverfahren erfolgte durch Siebdruck auf folgende Waise: Das zu bedruckende Blatt wurde auf eine ebene Fläche gelegt Ein mit efnem

Abdeckmuster aus einer Vinylschicht versehenes Nylonsieb, das über einen weißen weichen Holzrahmen gespannt war, wurde auf das Trägerblatt gelegt Mit einem Aufstreichgerät aus Neoprenguinmi wurde die Kapselmasse über das Sieb gestrichen und durch

deren offene Maschen durchgepreßt Anschließend wurde das Sieb von dem Trägerblatt entfernt Die aufgestrichene Kapselmasse blieb an dem transparenten Trägerblatt haften.

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Nach dem Trocknen der Kapselmasse wurde der Vorgang unter Verwendung einer 4,4gewichtsprozentigen schwarzen Siebdruckfarbe wiederholt, um den erforderlidien Hintergrund für die eingekapselte flüssige Kdstallschicht herzustellen. Nach dem Trocknen der schwarzen undurchsichtigen Hintergrundschicht wurde die neu hergestellte Anzeigevorrichtung umgekehrt, so daß ein Beobachter die durch eine Temperaturänderung (oder eine andere einen Farbweeh-•el verursachende Energie) bewirkte farbänderung bei auffallendem weißen Licht durch die transparente Überzugs- bzw. Trägerschicht beobachten konnte. Die transparente Überzugsschieht, die ursprünglich tls Träger für die Ablagerung der eingekapselten flüssigen Kristalle diente, dient nunmehr als Überzugsichicht zur Verbesserung der Helligkeit und der spektralen Reinheit sowie zur Verbesserung der Farbintensität.

Bei der in diesem Beispiel verwendeten Mischung flüssiger Kristalle ergibt sich bei einer Erwärmung der flüssigen Kristallschicht auf eine Temperatur von 30 bis 31° C eine rote Farbe, wenn die Vorrichtung innerhalb eines Winkels von 0 bis 90° mit weißem Licht bestrahlt wurde und der Beobachter in einem Blickwinkel von 90° auf die horizontal angeordnete flüssige Kristallschicht schaute.

Während in den obigen Beispielen bestimmte flüssige Kristallzusammensetzungen und Schichtanordnungen beschrieben wurden, kann die erfindungs-· gemäße Anzeigevorrichtung zur Lösung einer be·

ίο stimmten Aufgabe durch Einstellen einer oder IrIeIv rerer der folgenden Variablen genau angepaßt werden:

a) Bereich der Temperaturempfindliehkeit des verwendeten eingekapselten flüssigen kristalliner Stoffes;

b) Größe der den Kapselkern bildenden flüssiger Kristallteilchen;

c) Art und Dicke des die Kapselwände bildendet Stoffes;

»o d) spezielle Zusammensetzung des flüssigen kristal linen Stoffes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Auf Wärme und elektrische Felder ansprechende optische Anzeigevorrichtung, bestehend aus einem undurchsichtigen Träger und einer auf diesem abgelagerten Schicht aus eingekapselten flüssigen Kristallen, dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente Schicht in unmittelbarem Kontakt über der Schicht aus den eingekapselten flüssigen Kristallen angeordnet ist, von der zumindest die äußere Fläche glatt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Kristalle cholesterische Struktur aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die eingekapselten flüssigen Kristalle enthaltende Schicht eine Vielzahl von die flüssigen Kristalle enthaltenden Mikrokapseln in einem polymeren Bindemittel aufweist und daß der Brechungsindex des Bindemittels der transparenten Schicht und des Kapselwandmaterials zwischen 1,40 und 1,70 liegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, uadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Heizelemente in df Nähe der eingekapselten flüssigen Kristal'schicht angeordnet sind.