DE2130504C3 - Verfahren zum Modulieren von Licht mit einer FlüssigkristallzeUe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Modulieren von Licht mit einer Flüssigkristallzelle, bei dem an eine Schicht eines cholesterischen flüssigkristallinen Materials bei einer Temperatur im cholesterisch-nematischen Phasenübergangsbereich mindestens lüber einen Flächenteil der Schicht zeitweise ein elektrisches Feld, dessen Stärke über dem zum Hervorrufen eines Übergangs in die nematische Phase erforderlichen Schwellwert liegt, angelegt wird.

In jüngerer Zeit wurden verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für die sogenannten »Flüssigkristalle« gefunden. Diese Bezeichnung hat sich für flüssigkristalline Stoffe eingebürgert, die dualc physikalische Eigenschaften aufweisen, von denen einige dem Verhalten einer Flüssigkeit, andere dem Verhalten von Feststoffen zuzuordnen sind. Flüssigkristalle haben mechanische Eigenschaften, beispielsweise Viskositälswerte, die normalerweise bei Flüssigkeiten auftreten. Die optischen Streuungs- und Übertragungscigenschaften von Flüssigkristallen sind ähnlich wie bei Feststoffen. Bei Flüssigkeiten sind die Moleküle typischerweise in der gesamten Masse des Materials willkürlich verteilt und orientiert. Bei den kristallinen Feststoffen sind die Moleküle im allgemeinen starr orientiert und in einer bestimmten kristallinen Struktur angeordnet. Flüssigkristalle verhalten sich insofern wie feste Kristalle, als ihre Moleküle regelmäßig analog einem festen Kristall, jedoch in geringerem Umfang orientiert sind. Viele Substanzen wurden gefunden, die die Eigenschaften flüssiger kristalliner Stoffe innerhalb eines relativ schmalen Temperaturbereichs aufweisen. Unter diesem Temperaturbereich haben diese Substanzen nur die Eigenschaften kristalliner Feststoffe, oberhalb dieses Temperaturbereichs nur die Eigenschaften von Flüssigkeiten. Flüssigkristalle treten bekanntlich in drei unterschiedlichen mesomorphen Formen auf: der smeclischen, der nematischen und der cholesterischen Form. In jeder dieser Strukturen sind die Moleküle in einer besonderen Orientierung angeordnet.

Flüssigkristalle sind empfindlich gegenüber Einflüssen der Temperatur, des Drucks, fremder chemischer Verbindungen und elektrischer sowie magnetischer

Felder, wie es beispielsweise in den US-Patentschriften 31 14 838, 34 10 999, 34 09 404, 34 39 525 und 34 11 513 sowie der französischen Patentschrift 14 84 584 beschrieben ist.

In Phys. Rev. Lett 20 (1968), Seiten 1024 bis 1025, wird über einen Phasenübergang berichtet, der an einem cholesterischen Flüssigkristall beobachtet worden ist, der einem starken elektrischen GJeichfeld ausgesetzt war. Aufgrund der Meßergebnisse wurde festgestellt, daß eine Umwandlung des Flüssigkristall in einen nematischen oder smectischen Zustand erfolgt ist. Es ist somit möglich, durch An- bzw. Abschalten eines elektrischen Gleichfeldes an einen Flüssigkristall einen auf diesen auftreffenden bzw. durch ihn hindurchgehenden Lichtstrahl zu modulieren.

Nachteilhaft bei diesem bekannten Verfahren ist, daß die für einen Phasenübergang erforderliche Zeit relativ groß ist, selbst dann, wenn bereits ein Übergang in dem nematischen Zustand staltgefunden hatte, ferner ist es notwendig, das für den Phasenübergang notwendige elektrische Gleichfeld mit seiner gesamten Stärke anzuschalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so zu verbessern, daß nach einem Phasenübergang des flüssigkristallinen Materials in den nematischen Zustand dessen Rückkehr in den Gleichgewichtszustand und ein erneuter Phasenübergang in möglichst kurzer Zeit erzielt werden können, daß ein Phasenübergang erreicht werden kann, ohne daß das hierfür notwendige elektrische Feld mit seiner gesamten Stärke auf einmal angelegt werden muß und daß eine bessere Transparenz der lichtdurchlässigen Bereiche der Schicht erzielt wird.

Diese Aufgabe wild erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an die gesamte Fläche und zumindest in den Zeiten, in denen sich das flüssigkristalline Material in der cholesterischen Phase befinden soll, an die Schicht ein elektrisches llaliefcld angelegt wird, dessen Stärke unter dem für den cholesterisch-nematischen Phasenübergang erforderlichen Schwellwert und über dem für den Obergang von der Grandjean-Textur in die fokal-konische Textur erforderlichen Wert liegt.

Eine Steuerung des/der Flächenteils(e) ist also dadurch möglich, daß ein gleichmäßig verteiltes 1 laltefeld an der gesamten Oberfläche der flüssigkristallinen Schicht erzeugt wird, dessen Feldstärke nach einem Phasenübergang in den Flächenteilen der Schicht beibehalten wird. Das Haltefeld hat einen Feldstärkewert, der unter dem einen Übergang von der cholesterischen zur nematischen Phase bewirkenden Schwellwert liegt. Sind die Flächenleile der Schicht bildmäßig ausgestaltet, so werden infolgedessen die Bilderzeugung und insbesondere die Bildspeicherung und die Relaxationseigenschaften gesteuert, indem die Stärke des Haltefeldes geändert wird und Feldimpulse in bildmäßiger Verteilung erzeugt werden, die ein Bild in dem flüssigkristallinen Material hervorrufen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat sich gezeigt, daß nach der Bilderzeugung durch cholesterisch-nematischen Phasenübergang bei Entfernung des den Phasenübergang bewirkenden Feldes die Erzeugung des Haltefeldes die Bildstoffschicht in einem teilweise Iransformierten und teilweise ausgerichteten Zustand hält, wodurch die erneute Bilderzeugung erleichtert wird. Die erneute Bilderzeugung kann in kürzerer Zeit erfolgen, als es der Fall ist, wenn das flüssigkristalline Material in seinem Gleichgewichtszustand beim Fehlen eines Haltefeldes zurückkehrt.

Aufgrund des Haltefeldes ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, eine Bilderneuerung lediglich dadurch zu erzielen, daß die Feldstärke über der gesamten Oberfläche der Schicht kurzzeitig auf einen Wert erhöht wird, der über dem die Phasenänderung bewirkenden Schwellwert liegt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann auch ein gleichmäßiges Feld imputsweise auf der gesamten Oberfläche der Schicht mit Fcldstärkewerten

lu über dem einen Phasenübergang bewirkenden Schwellwert erzeugt werden, wodurch das bereits erzeugte Bild verbessert werden kann.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

ι ί Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren erläutert Es zeigt

Fig. 1 den Querschnitt einer Flüssigkristall-Bilderzeugungsvorrichtung, Fig.2 eine teilweise perspektivische Darstellung

-><> einer Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers, bei dem ein vorgegebenes Bild entsprechend der Form zumindest einer der verwendeten Elektroden erzeugt wird, und

F i g. 3 eine graphische Darstellung des Ausgangs-

2) signals eines Photovervielfachers über der Zeit für eine bestimmte Flüssigkristall-Bilderzeugungsvorrichlung, bei der das gleichmäßig verteilte Haltefeld geändert wird, um verschiedene Übergangseigenschaften vom nematischen Zustand zurück in den cholesterischen

ι» Zustand zu verwirklichen. Die in dieser Figur dargestellten Daten zeigen die verschiedenen Übergangseigenschaften entsprechend unterschiedlichen lialtefeldslärken. Fig. 1 zeigt eine Bilderzeugungsvorrichlung 10 in

π einer mit Elektroden versehenen Schichtstruktur im Querschnitt. Zwei transparente Platten 11 sind auf ihren Kontaktoberflächen mit transparenten und leitfähigen Schichten 12 versehen und bilden zwei parallel zueinander angeordnete transparente Elektroden. Vor zugsweise wird eine Bilderzeugungsvorrichtung mit zwei transparenten Elektroden verwendet, wenn das erzeugte Bild mittels Durchleuchtung sichtbar gemacht werden soll. Es ist jedoch auch eine flüssigkristalline Bilderzeugungsvorrichtung möglich, deren Bild durch

t > reflektiertes Licht zu betrachten ist, wozu dann nur eine einzige transparente Elektrode erforderlich ist, während die andere undurchsichtig ist. Die transparente Elektrode ist durch ein Abstandselement oder eine Dichtungsmanschette 13 von der anderen Elektrode getrennt,

^r>o wodurch eine oder mehrere Kammern gebildet sind, in denen die flüssigkristalline Bilderzeugungsschicht angeordnet ist. Diese bildet das aktive Element der Bilderzeugungsvorrichtung. Zwischen den beiden Elektroden wird ein Feld erzeugt, wozu beispielsweise die

^r'^r> Schaltung 15 dient, welche eine Spannungsquelle 16 und Leitungen 17 enthält. Die Spannungsquelle kann eine Gleichspannungsquelle, eine Wechselspannungsquelle oder eine Kombination solcher Spannungsquellen sein. Bei einem derartigen Abbildungsverfahren hat sich

W) herausgestellt, daß bei Verwendung cholesterischer Flüssigkristalle oder einer Mischung mit cholesterischen Flüssigkristallen in einer mehrschichtigen Elektrodenanordnung die elektrischen Felder an dem flüssigkristallinen Film sichtbare Änderungen an solchen Stellen

hi hervorrufen, an denen sie den Film beeinflussen.

Werden starke elektrische Felder an dieser Bilderzeugungsvorrichtung erzeugt, so tritt eine dadurch verursachte Phasenändemne auf. bei der das ODtisch

negative cholesterische flüssigkristalline Material in ein optisch positives flüssigkristallines Material umgewandelt wird. Diese Umwandlung wird darauf zurückgeführt, daß das cholesterische flüssigkristalline Material in eine ausgerichtete, nematische flüssigkristalline ·> Mcsophascnstruklur umgesetzt wird.

Dei cholesterisch-nematische Phasenübergang ist der bei der Erfindung ausgenutzte primäre Bilderzeugungsmechanismus im Flüssigkristall. Cholesterische Flüssigkristalle sind im cholesterischen Zustand durchscheinend, sie bilden beispielsweise eine milchigweiße, opaleszierende Schicht. Diese Erscheinungsform stellt sich häufig dann ein, wenn die Stoffe in der spannungsloscn Mehrschichtanordnung angeordnet werden. Wird dann ein starkes elektrisches Feld erzeugt, so ist der durch das Feld verursachte Phasenübergang zu beobachten, wodurch der flüssigkristalline Film in solchen Bereichen durchsichtig wird, in denen das starke elektrische Feld auf ihn einwirkt. Wird die Bilderzeugungsvorrichtung zwischen gekreuzten Polarisatoren mittels Durchleuchtung betrachtet, so erscheinen die Bereiche mit Phasenübergang dunkel, während die unveränderten, durchscheinenden, lichtstreuenden, optisch aktiven und doppelt brechenden cholesterischen Bereiche ihre weiße Erscheinungsform beibehalten. Entweder die durch das Feld beeinflußten oder die nicht beeinflußten Bereiche können als das erzeugte Bild ausgewertet werden, wobei gegebenenfalls andere Vorrichtungen wie z. B. Polarisatoren zur Bild- bzw. Kontrastverbesserung vorgesehen sein jii können.

Dieselben Vorrichtungen und Materialien, wie sie bei der Bilderzeugung mit einem Übergang von der cholesterischen zur nematischen Phase verwendet werden, können auch zur Erzeugung eines durch ein elektrisches Feld verursachten Texturüberganges dienen, wobei ein cholesterisches flüssigkristallines Material mit anfänglicher Grandjean-Textur oder »gestörter« Textur in seine fokal-konische oder »ungestörte« Textur umgesetzt wird. Die Spannungs- und Feldstärkewerte für eine Bilderzeugung mit Texturänderung sind typischerweise geringer als die entsprechenden Werte bei der vorstehend beschriebenen Bilderzeugung mit Phasenänderung. Ein Abbildungsverfahren, das mit durch elektrisches Feld verursachter Texturänderung arbeitet, ist an anderer Stelle vorgeschlagen worden (DE-OS 20 51 505).

Die Grandjean-Textur zeichnet sich durch eine selektive Dispersion einfallenden Lichtes um eine Wellenlänge Ao aus, wobei Ao = 2 np ist und η der Brechungsindex des flüssigkristallinen Films und ρ die Gitterkonstante des flüssigkristallinen Films ist Es tritt eine optische Aktivität für Wellenlängen des einfallenden Lichtes auf, die gegenüber Ao unterschiedlich sind. Falls Ao im sichtbaren Spektrum liegt, erscheint der flüssigkristalline Film in einer Farbe entsprechend der Wellenlänge Ao. falls Ao außerhalb des sichtbaren Spektrums liegt, erscheint der Film farblos und nicht streuend. Die Grandjean-Textur des cholesterischen flüssigkristallinen Materials wird manchmal auch als M »gestörte« Textur bezeichnet

Die fokal-konische Textur zeichnet sich gleichfalls durch eine selektive Dispersion aus, sie zeigt zusätzlich jedoch eine diffuse Streuung im sichtbaren Spektrum, unabhängig davon, ob Ao im sichtbaren Spektrum liegt oder nicht Die Erscheinung der fokal-konischen Textur ist milchigweiß, wenn A₀ außerhalb des sichtbaren Spektrums liegt Die fokal-konische Textur der cholesterischen Flüssigkristalle wird manchmal auch als die »ungestörte« Textur bezeichnet.

Wird eine mehrschichtig Anordnung einer Bilderzeugungsvorrichtung, die cholesterische Flüssigkristalle mit vorherrschender Grandjean-Tcxtur enthält, ohne elektrische Spannung zwischen Polarisatoren betrachtet, so erscheint sie farbig oder schwarz. Wenn das elektrische Feld am flüssigkristallinen Film erzeugt wird und seine Feldstärke im Bereich der Texluränderung liegt, so ist die Texturänderung in dem vorherrschenden fokal-konischen Texturzustand zu beobachten, da der flüssigkristalline Film in den durch das Feld beeinflußten Bereichen weiß wird, wenn die Bilderzeugungsvorrichtung in reflektiertem oder durchfallendem Licht betrachtet wird. Die Bilderzeugung durch Texturänderung ergibt ein weißes Bild in den durch das Feld beeinflußten Bereichen auf einem dunkleren, farbigen Hintergrund. Wie bei der Phasenänderung kann die Bilderzeugung durch Texturänderung mit oder ohne Polarisatoren oder anderen die Bildqualität verbessernden Vorrichtungen angewendet werden. Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren anzuwendenden Bilderzeugungsvorrichlungen mit Flüssigkristall können die Elektroden aus jedem geeigneten transparenten und elektrisch leitfähigen Material bestehen. In zumindest einigen Ausführungsbeispielen können auch undurchsichtige Elektroden vorgesehen sein. Typische geeignete transparente und leitfähige Elektroden bestehen aus Glas- oder Plastikunterlagen mit transparenten und gleichmäßig leitfähigen Schichten aus Zinn, Indiumoxyd, Aluminium, Chrom, Zinnoxyd oder anderen geeigneten leitfähigen Stoffen. Diese transparenten und leitfähigen Schichten werden auf die isolierende und transparente Unterlage aufgedampft.

Das in Fig. 1 gezeigte Abstandselement 13, welches die transparenten Elektroden voneinander trennt und den flüssigkristallinen Film zwischen den Elektroden hält, ist chemisch neutral, transparent, isolierend und hat dielektrische Eigenschaften.

Für derartige Abstandselemente geeignete Stoffe sind Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatbutyrat, Polyurethanelastomere, Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Polystyrol, Polycarbonate, Polyvinylfluorid, Polytetrafluoräthylen. Polyethylenterephthalat und Mischungen dieser Stoffe.

Jeder geeignete cholesterische Flüssigkristall, Mischungen oder Zusammensetzungen mit Flüssigkristallen oder Verbindungen mit Eigenschaften von cholesterischen Flüssigkristallen können beim erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden. Cholesterische Flüssigkristalle, die sich als elektro-optische Bilderzeugungsstoffe eignen, sind Derivate von Reaktionen von Cholesterol mit anorganischen Säuren, beispielsweise
Cholesterylchlorid, Cholesterylbromid,
Cholesteryljodid, Cholesterylfluorid,
Cholesterylnitrat;

Ester aus Reaktionen von Cholesterol
und Carboxylsäuren, beispielsweise
CholesterylcrotonauCholesterylnonanoat,
Cholesterylhexanoat, Cholesterylformat
Cholesteryldocosonoat,
Cholesterylchloroformat
CholesterylpropionatCholesterylacetat
ChoIesterylvalerat,Cholesterylvacconat,
Cholesteryllinolat, Cholesteryllinolenat
Cholesteryloleat, Cholesterylerucat,
Cholestervlbutyrat, Cholesterylcaprat,
CholesteryllauratvCholesterylmyristat,

('holeslcryldupanodonat,

Äther von Cholesterol wie

Cholcsteryldccy lather.

C !hnicstcryllauryiälhcr, ('holest cry lolcy lather, Cholcsteryldodccyläther,Carbamate und Carbonate von <"!.»;!,. ;,icrol wie ( Ί lolcsleryldecylcarbonal,

Cholcstcryloleylcarbonat,

Cholesterylniethylcarbonal,

Cholcstcrylätliylcarbonai,

Cholcstcrylbulylcarbonal,

Cholestcryldocosonylearbonat, ('holest cryleetylcarbonat

("holesteryl-p noiiylphcnylcarbonat, Cho!e!itcry!-2-(2-ätrKixy8ihoxy) äihylcarbonat, Cholcstcryl-2-(2-butoxyäthoxy) äthylcarbonat, Cholestcryl-2-(2-methoxyäthoxy)-äthylcarbonal,

Cholesterylhcptylcarbonat und Alkylamidc sowie aliphatische sekundäre Amine, abgeleitet von ß/J-Amino/lS-cholesten und Mischungen dieser Stoffe;

Peptide wie Polybcn/.ylglutamal; Derivate von ^-Sitosterol wie

Sitostcrylchlorid;

ferner aktiver Amylestcr von

Cyanbcnzylidenaminocinnamat.

Die Alkylgruppen in den genannten Verbindungen sind gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren oder Alkohole mit weniger als ca. 25 Kohlenstoffatomen sowie ungesättigten Kelten von weniger als ca. 5 Olefingruppen mit Doppelbindungen. Arylgruppcn der vorstehend genannten Verbindungen enthalten einfach substituierte Bcnzolringverbindungcn. Jede der vorstehend genannten Verbindungen und deren Mischungen sind geeignete cholestcrische, flüssigkristallinc Stoffe, die beim erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden können. Für das erfindungsgemäße Verfahren in Mischung mit einem cholestcrischcn l-'iüssigkrisiall geeignete smectischc flüssigkristallinc Stoffe für die Bilderzeugungsvorrichlung sind:

n-Propyl-4'-äthoxybiphenyl-4-carboxylat; 5-Chlor-6-n-heptyloxy-2-napthoesäure; bei niederen Temperaturen

auftretende Mesophasen von

Cholesteryloctanoat.Cholesterylnonanoal und anderen offenkettigcn aliphatischen Estern von Cholesterol

mit einer Kettenlänge von 7 oder mehr; CholesteryloleatjSitosteryloleat; Cholesteryldccanoat;ChoIestcryllaurat; Cholesterylmyristat; Cholcsterylpalmitai; Cholesterylstcarat;

4'-n-Alkoxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylsäureäthyl-p-azoxycinnamat;

Äthyl-p-4-älhoxybenzylidenaminocinnamat; ÄthyI-p-azoxybenzoat;Kaliumoleat; Ammoniumoleat;p-n-Octyloxybenzoesäure; die bei niederer Temperatur

auftretende Mesophase von

2-p-n-Alkoxybenzylidenamino-fluorenonen mit einer Kettenlänge von 7 oder mehr; die bei niederer Temperatur

auftretende Mesophase von

p-(n-Heptyl)-oxybenzoesäure;

wasserfreies Natriumstearat,

Thallium(I)-stearat

und Mischungen dieser Stoffe.

Nematische Flüssigkristalle, die sich in Mischung mit einem eholesterischcn Flüssigkristall für das erfindungs· gemäße Verfahren eignen, sind:

p-Azoxyanisol, p-AzoxyphcnetoI,

pButoxybcnzocsäure, p-Mcihoxycinnamylsäurc,

Butyl-p-anisylidcn-p-aminocinnamat,
Anisyliden-para-aminophenylacetat,
p-Äthoxybcnzalamino-a-mcthylcinnamylsäurc,
i/l-bis-fp-ÄthoxybcnzylidenJ-cyclohexanon,
4,4'-Dihcxyloxybenzol,

4,4'- Diheptyloxybenzol,
Anisal-p-amino-azobcnzol, Anisaldazin,
a-Benzolazo-(anisal-a'-naphthylamin),
n.n'-Nonoxybenzolloluidin sowie Mischungen
dieser Stoffe und viele andere.

Die oben angegebenen für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten smectischcn und ncmatischen Flüssigkristalle müssen mit einer der cholcsterischen Verbindungen in einem solchen Verhältnis gemischt werden, daß der cholesterische Charakter der Mischung erhalten bleibt.

Die Flüssigkristalle können zubereitet werden durch Auflösung des flüssigkristallinen Materials oder deren Mischungen in einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise in organischen Lösungsmitteln wie Chloroform, Trichlorethylen, Tetrachlorethylen, Pctroleumälher. Methylethylketon und anderen. Die das flüssigkristalle Material enthaltende Lösung wird dann auf den Aufzeichnungsträger gegossen, gesprüht oder anderweitig aufgebracht. Nach der Verdunstung des Lösungsmittels verbleibt eine dünne Schicht des Flüssigkristalls. Die Flüssigkristalle der flüssigkristallinen Mischung können auch kombiniert und direkt aufgebracht werden, indem die gemischten Komponenten über die isotrope Übergangstemperatur hinaus erhitzt werden.

Die flüssigkristallinen Bilderzeugungsschichten oder Filme haben vorzugsweise eine Dicke im Bereich von ca. 0,25 mm oder weniger, dickere Schichten arbeiten gleichfalls zufriedenstellend. Optimale Ergebnisse werden erreicht, wenn die Schichtdicke im Bereich zwischen ca. 0,06 und ca. 0,13 mm liegt.

Fig.2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Flüssigkristall-Bilderzeugungsvorrichtung, wie sie bei der Erfindung vorzugsweise angewendet wird. Diese Bilderzeugungsvorrichtung enthält wie der in Fig. 1 gezeigte durchsichtige Platten 11 mit durchsichtigen und leitfähigen Schichten 12, 20 und 21 auf den Kontaktflächen der Platten 11. Die Dichtungsmanschette 13 und die flüssigkristalline Schicht 14 sind entsprechend den in F i g. 1 gezeigten Elementen ausgebildet. In F i g. 2 ist die transparente und leitfähige Schicht hinter der flüssigkristallinen Schicht 14 eine einzige kontinuierliche und elektrisch leitfähige Schicht. Die transparenten und leitfähigen Schichten 20 und 21 ■5 auf der Platte 11 vor der flüssigkristallinen Schicht 14 haben jedoch eine zueinander komplementäre Bildkonfiguration und sind durch ein Isoliermaterial an der Umgrenzung der Bildelektrode 21 voneinander getrennt. Da die Bildelektrode 21 nicht mit der ihr komplementären Elektrode 20 elektrisch verbunden ist, führt eine elektrisch isolierte Leitung 22 zur Bildelektrode 21 und verbindet sie mit der Schaltung 15. In F i g. 2 ist die Bildelektrode 21 durch ein dichteres Punktraster dargestellt, welches die transparenten und leitfähigen Eigenschaften dieser Elektrode darstellen soll. Die komplementäre Elektrode 20 besteht aus demselben transparenten, elektrisch leitfähigen Material wie die Elektrode 21, beide Bereiche sind in Fig.2 nur

deswegen unterschiedlich dargestellt, um sie klarer voneinander unterscheiden zu können und die Trennung zwischen Bildfächen und Hintergrundflächen zu erkennen.

In Fig. 2 ist die Schaltung 15 über Leitungen 17 mit den verschiedenen Elektroden der Bilderzeugungsvorrichtung verbunden. Sie enthält eine SpannungsqueHe 16 und Potentiometer 18/ und 186 zur Einstellung der Spannungen iipd damit der Feldstärken in den Bildbereichen und den Hintergrundbereichen der Bilderzeugungsvorrichtung.

Wird die Bildstoffschicht in der mehrschichtigen Bilderzeugungsvorrichtung angeordnet und zwischen gekreuzten Polarisatoren (als das Bild verbessernde Vorrichtungen) betrachtet, so erscheint sie häufig farbig oder schwarz, d. h. sie hai zunächst ihre vorherrschende Grandjean-Textur oder »gestörte« Textur. Wird ein elektrisches Feld mit einer Feldstärke, die eine Texturänderung bewirkt, an der Schicht erzeugt, indem beispielsweise das Potentiometer 18/ entsprechend eingestellt wird, so ergibt sich ein elektrisches Feld zwischen der Bildelektrode 21 und der ihr gegenüberliegenden Elektrode 12, und die Schicht mit den cholesterischen Flüssigkristallen nimmt seine fokal-konische oder »ungestörte« Textur in den durch das Feld beeinflußten Bereichen an. Die Texturänderung ist erkennbar, da die Schicht in diesen Bereichen weiß wird. In ähnlicher Weise können die Hintergrundflächen oder jede Fläche einer Bilderzeugungsvorrichtung der beschriebenen Art die fokal-konische oder »ungestörte« Textur erhalten, indem ein elektrisches Feld geeigneter Feldstärke an der Bilderzeugungsvorrichtung erzeugt wird, die cholesterische Flüssigkristalle enthält. Auf diese Weise kann die Textur der gesamten Bilderzeugungsvorrichtung gleichmäßig gehalten werden, wenn ein gleichmäßiges elektrisches Feld auf die Schicht einwirkt.

Werden Feldstärken über dem für die Texturänderung erfqrderlichen Bereich und über dem für die cholesterisch-nematische Phasenänderung erforderlichen Schwellwert erzeugt, so zeigt die Bildstoffschicht mit cholesterischen Flüssigkristalien eine durch das Feld verursachte Phasenänderung, bei der die durch das Feld beeinflußten Bereiche die nematische, flüssigkristalline Mesophasenstruktur erhalten. Der cholesterisch-nematische Phasenübergang wird als Bilderzeugungsmechanismus bei der Erfindung angewendet, dabei ändert die Schicht seine durchscheinende, milchigweiße, opaleszierende Erscheinungsform in ein transparentes Aussehen in denjenigen Bereichen, in denen die elektrischen Felder auf ihn einwirken. Auf diese Weise können beispielsweise Bilder mit transparenten Bildflächen auf weißem oder farbi^m Hintergrund erzeugt werden.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, ein praktisch gleichmäßiges elektrisches Haltefeld zu erzeugen, dessen Feldstärke unter dem Schwellwert für die cholesterisch-nematische Phasenänderung liegt Dieses Feld wird an der Bilderzeugungsvorrichtung aufrechterhalten, und zwar während und nach der Bilderzeugung. Dadurch kann die Textur der gesamten Bildstoffschicht in einem praktisch gleichmäßigen Zustand gehalten werden, wie es bereits beschrieben wurde. Ferner hat sich gezeigt, daß nach der Bilderzeugung durch cholesterisch-nematischen Phasenübergang bei Entfernung des den Phasenübergang bewirkenden Feldes die Erzeugung des Haltefeldes die Bildstoffschicht in einem teilweise transformierten oder teilweise ausgerichteten Zustand hält, wodurch die erneute Bilderzeugung erleichtert wird. Man nimmt an, daß die durch Phasenübergang mit einem Bild versehenen Bereiche der Bildstoffschicht in einem teilweise transformierten Zustand gehalten werden, so daU die nachfolgende Einwirkung eines einen Phasenübergang bewirkenden Bildfeldes eine erneute Erscheinung des Bildes in kürzerer Zeit ermöglicht, als dies bisher mit der Rückkehr des Bildmaterials in seinen Gleichgewichtszustand bei Fehlen eines Haltefeldes möglich war. Das Hallefeld macht die Bilderneuerung auch lediglich durch kurze Erhöhung der Feldstärke über der gesamten Oberfläche der Bilderzeugungsvorrichlung auf einen Wert über dem die Phasenänderung bewirkenden Schwellwerl möglich, in gleicher Weise wie durch die Einwirkung eines bildmäßig verteilten Phasenübergangsieides. Das vorgesehene iiahefcid steuert also die Rückkehr der mit einem Bild versehenen flüssigkristallinen Stoffzusammensetzung in ihrem Gleichgewichtszustand. Diese Rückkehr und die Steuere rung dieses Vorganges können allein zur Bilderzeugung verwendet werden, wie es noch beschrieben wird.

Bei einem bereits bekannten Verfahren mit cholestei'isch-ncmatischcm Phasenübergang zur Bilderzeugung hat sich gezeigt, daß die für den Phasenübergang erforderliche Feldstärke in der Größenordnung von ca. 10⁴ oder 10' Volt/cm liegt. Diese Feldstärkewerte sind auch zur Anwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren mit Phasenübergang möglich, sie ändern sich jedoch entsprechend der jeweils verwendeten Bildstoffzusam-

^w mensetzung und den jeweiligen physikalischen Umgebungsbedingungen, bei denen die Bilderzeugung durchgeführt wird. Der Schwellwert der Feldstärke für den Phasenübergang definiert zumindest die obere Grenze der Feldstärke für das vorgesehene I laltefeld.

Die überraschenden und vorteilhaften Eigenschaften der Erfindung, die sich dadurch ergeben, daß ein gleichmäßiges elektrisches I laltefeld mit einer Feldstärke unterhalb des Schwcllwertes für den Phasenübergang an der gesamten Oberfläche der Bilderzcugungsvorrichtung erzeugt wird, gehen ausführlicher aus den in F i g. 3 gezeigten Werten hervor. F i g. 3 zeigt eine graphische Darstellung des Ausgangssignals eines Photovervielfachers über der Zeit für eine bestimmte Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Flüssigkristall; dieser besteht aus einer Zusammensetzung mit cholesterisch-flüssigen Kristallen, und zwar aus ca. 60% Cholesterylchlorid und ca. 40% Cholesterylnonunoat. Es können jedoch auch andere kristalline Systeme mit anderen Stoffzusammensetzungen bei ähnlichen Eigenschäften verwendet werden. Die in Fig. 3 dargestellten Daten zeigen das Zeitverhalten für das Ausgangssignal eines Photovervielfachers, die Zeiten sind ausgehend von dem Zeitpunkt gemessen, zu dem das den Phasenübergang erzeugende elektrische Feld an der Bilderzeugungsvorrichtung beseitigt wird. Die verschiedenen Kurven zeigen das Ansprechen der Bilderzeugungsvorrichtung auf Haltefeldstärken unter dem für den Phasenübergang erforderlichen Schwellwert, diese Feldstärken werden über der gesamten Oberfläche der Bilderzeugungsvorrichtung während verschiedener Bilderzeugungsfolgen beibehalten. Bei dem durch die in Fig.3 gezeigten Daten dargestellten Bilderzeugungsvorgang wird das gleichmäßige Haltefeld über der gesamten Oberfläche der Bilderzeugungsvorrichtung

innerhalb eines Bereiches zwischen 0 und ca. 47 Volt geändert, wobei die höheren Feldstärken die Spitzendurchlässigkeit, die hier als Ausgangssignal des Photovervielfachers über der Zeit dargestellt ist, so lange

dämpfen, bis das für einen Übergang maßgebliche Ansprechen der Bilderzeugungsvorrichtung asymptotisch den Gleichgewichtszustand erreicht, welcher durch ein Ausgangssignal in einer Flöhe zwischen ca. 10 und ca. 2OmVoIt dargestellt ist. Die Ausgangssignale sind proportional der Licht menge, die durch die zuvor mit einem Bild versehenen und in ihrer Phase transformierten Bereiche der Bildstoffschicht durchgelassen wird. Die in Fig. Ϊ gezeigten Daten verdeutlichen, daß dii- Beibehaltung des gleit hmäliigt;!i elektri sehen Haltefeldes mit einer Feldstärke unter dem für den Phasenübergang erforderlichen Schwellwert auf der ganzen Oberfläche der flüssigkristallinen Bilderzeugungsvorrichtung den Ansprechwert für den Phasenübergang so steuert, daß nach der Entfernung der den Phasenübergang bewirkenden elektrischen Felder bzw. nach der Abschwächung dieser Felder der Gleichgewichtszustand wieder erreicht werden kann.

Eir. weiterer Vorteil der Anwendung eines Haltefeldes über der gesamten Oberfläche der Bilderzeugungsvorrichtung besteht darin, daß die zusätzliche Feldstärke, die für einen Phasenübergang in vorgegebenen Bildzeilen der Bildstoffschicht erforderlich ist, verringert isL Wird beispielsweise eine gleichmäßige Feldstärke über der gesamten Oberfläche einer Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Spannung von 50 Volt beibehalten und liegt der für den Phasenübergang erforderliche Schwellwert bei ca. 200 Volt, so ist lediglich eine zusätzliche Feldstärke von mehr als ca. 150 Volt in den vorgegebenen Bildflächenteilen erforderlich, um den erwünschten Phasenübergang und damit ein Bild in der cholesterischen flüssigkristallinen Bilderzeugungsvorrichtung zu erzeugen.

Die verringerte Bilderzeugungszeit (vorstehend bereits erläutert) kann zumindest teilweise dadurch erklärt werden, daß das gleichmäßig erzeugte Haltefeld das cholesterische flüssigkristalline Material vorherrschend in seinem fokal-konischen oder »ungestörten« Zustand hält, so daß der Teil der Ansprechzeit wegfällt, der normalerweise zur Umsetzung eines cholesterischen flüssigkristallinen Materials von seiner »gestörten« Textur in seine »ungestörte« Textur erforderlich ist, bevor die Bilderzeugung durch den cholesterisch-nematischen Phasenübergang fortgesetzt wird, der in erster Linie zur Bilderzeugung verwendet wird.

Chemische Verbindungen, die eine oder mehrere der bekannten flüssigkristallinen Mesophasen zeigen, zeigen diese Strukturen nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches. Ferner ist das Verhalten einer solchen flüssigkristallinen Verbindung oder einer Mischung mit derartigen Verbindungen oder mit cholesterischen flüssigkristallinen Eigenschaften bei verschiedenen Temperaturen innerhalb des flüssigkristallinen Temperaturbereiches der jeweiligen Verbindung unterschiedlich. Beispielsweise ist die Viskosität einer flüssigkristallinen Verbindung temperaturabhängig, ferner ist das elektrische Verhalten der Verbindung, welches beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Bilderzeugung ausgenutzt wird, von der Temperatur abhängig, bei der die Bilderzeugung und die beschriebene Steuerung der Parameter durchgeführt wird. Es kann beispielsweise damit gerechnet werden, daß die nach der Bilderzeugung ablaufende Relaxation eine längere Zeit beansprucht, wenn die jeweils verwendete flüssigkristalline Bildstoffverbindung bei einer geringeren Temperatur verwendet wird und dabei eine höhere Viskosität hat

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde vorstehend in Verbindung mit einer einfachen Abbildungsanordnung für ein alphanumerisches Zeichen der in F i g. 2 gezeigten Art erläutert. Es kann außerdem jedoch jede geeignete Anordnung zur Erzeugung eines Haltefeldes mit einer Feldstärke unter dem für den cholesterisch-nc ■ malischen Phasenübergang erforderlichen Wert verwendet werden, wobei weitere Vorrichtungen zur Erzeugung bildmäßig verteilter Felder über diesem Schwellwert vorgesehen sein können, so daß auch solche Anordnungen zur Bilderzeugung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind. Beispielsweise kann ein X-K-Adrcssensystem oder ein anderes geeignetes Ansteuersystem vorgesehen sein, das beispielsweise mit einem Elektronenstrahl arbeitet, ferner können cleklrographische Verfahren wie z.B. elektrische Schreibstifte oder elekirographische Adressensysteme mit lichtempfindlichen oder photoleitfähigen Elementen verwendet werden, um elektrographische Bilder zu erzeugen bzw. eine elektrische Ansteuerung der Bilderzeugungsvorrichtung zu ermöglichen.

Durch die zusätzliche, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichte Steuennöglichkeit der Bilderzeugungsvorrichtung mittels eines gleichmäßigen Haltefeldes einer Feldstärke unter dem für den Phasenübergang erforderlichen Schwellwert ist es ferner möglich, ein durch Phasenübergang erzeugtes Bild zu erneuern, indem das Feld an der gesamten Oberfläche der Bilderzeugungsvorrichtung gleichmäßig mit einer Feldstärke impulsweise gesteuert wird, deren Wert über dem für den Phasenübergang erforderlichen Schwellwert liegt. Diese Steuerung kann kurzzeitig erfolgen, so daß ausreichende Zeit für die zuvor mit einem Bild versehenen Flächenteile zur Verfügung steht, auf die den Phasenübergang erzeugende Feldstärke anzusprechen. Der Impuls hoher Feldstärke an der gesamten Oberfläche der Bilderzeugungsvorrichtung wird jedoch nicht so lange beibehalten, daß die Hintergrundteile oder die zuvor nicht mit einem Bild versehenen Flächenteile einen Phasenübergang erfahren können.

«ο Auf diese Weise kann ein zuvor erzeugtes Bild erneuert werden, ohne daß die Erzeugung eines bildmäßig verteilten elektrischen Feldes erforderlich wäre.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine Steuerung der Lichtmenge erfolgen, die durch die zuvor mit einem Bild versehenen und in ihrer Phase transformierten Bereiche einer Bilderzeugungsvorrichtung mit einem cholesterischen Flüssigkristall durchgelassen wird. Hierzu wird der kurze, helle Lichtblitz ausgenutzt, der durch solche Bereiche übertragen wird, wenn diese ihre maximale Durchlässigkeit haben. Dadurch ergibt sich eine Mögiichkeit zur Bilderzeugung. Wie bereits ausgeführt wurde, entsprechen diese Perioden der maximalen Durchlässigkeit der zuvor mit einem Bild versehenen Bereiche der Bildstoffschicht den Spitzensignalen eines Photovervielfachers, wie sie in F i g. 3 dargestellt sind. Durch Einstellung des gleichmäßig beibehaltenen Feldes mit einer Feldstärke unterhalb des für den Phasenübergang erforderlichen Schwellwertes gemäß der Erfindung kann die Länge des Zeitraumes der maximalen Durchlässigkeit der Bildstoffschicht so eingestellt werden, daß sich eine Bildwiedergabe mit verbessertem Kontrast ergibt, die zwischen dem transformierten (nematischen) Zustand und dem Übergangszustand Hegt, durch den der Flüssigkristall hindurchgeführt wird, während er seinen Gleichgewichtszustand wieder einnimmt Insbesondere betrifft dies den Zeitraum der maximalen Durchlässigkeit Eine derart mit verbesser-

lern Kontrast arbeitende BHderzeugungsanordnung ergibt sich typischerweise dann, wenn das Material seinen Zustand maxin-aler Durchlässigkeit hat, und der zeitliche Verlauf der maximalen Durchlässigkeil kann mit einem durch das Material übertragenen Lichtblitz synchronisiert werden, wodurch der durch die Bilderzeugungsvorrichtung wiedergegebene Kontrast während der kurzen Übergangsperiode maximaler Durchlässigkeit weiter verbessert wird. Bei einer anderen Ausführungsform dieses Verfahrens kann die Bilderzeugungsvorrichtung wiederholt cyclisch durch den Zustand maximaler Durchlässigkeit mit einer derartigen Frequenz gesteuert werden, daß ein Bild praktisch konstanter Helligkeit erzeugt wird. Diese Helligkeit entspricht dem Zustand maximaler Durchlässigkeit der is Bilderzeugungsvorrichtung.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren speziellen Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bilderzeugung und zur Steuerung der Bilderzeugungsparameter, wobei jeweils eine Bildstoffzusammenset- zung mit einem cholesterischen Flüssigkristall durch elektrische Felder mit einem Bild verschen wird. Anteile und Prozentwerte bezichen sich auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben. Bei den folgenden Beispielen handelt es sich um vorzugsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäBen Verfahrens.

Beispiel 1

Rs wird eine Bilderzeugungsvorrichtung gebildet mit zwei zueinander parallelen transparenten Elektrodenplatten, die jeweils einen transparenten und kontinuierlichen Oberzug aus Zinnoxyd auf einer Glasunterlage aufweisen. Zwischen den transparenten Schichten ist eine Dichtungsmanschette aus einem Polyesterharzfilm angeordnet, die einen ca. 38 μ dicken Film einer Bildstoffzusammensetzung einschließt, welche aus einer Mischung von ca. 60% Cholcsterylchtorid und ca. 40% Cholesterylnonanoal besteht. Diese Bilderzeugungsvorrichtung wird in eine Polarisations-Anordnung eingesetzt, dazu ist eine Kombination aus Polarisator und Analysator vorgesehen, ferner wird eine Glühlampe auf der Polarisatorseite der Bilderzeugungsvorrichtung angeordnet. Die Lichtquelle, der Polarisator, die Bilderzeugungsvorrichtung und der Analysator werden auf einen Photodetektor ausgerichtet, der sich auf der Bilderzeugungsvorrichtung abgewandten Seite des Analysators befindet. Die Bilderzeugungsvorrichtung wird mit einer elektrischen Schaltung verbunden, die ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden erzeugt und mit einem Schalter versehen ist, der die Spannung an M der Bilderzeugungsvorrichtung wahlweise ein- und ausschaltet. Gleichzeitig betätigt er die Ablenkung eines Oszilloskops, welches das Ansprechen des Photodetektors auswertet. Die gesamte Anordnung besteht aus einem Polarisationsmikroskop, das mit einem lOfach-Objektiv ausgerüstet ist und eine Polarisator-Analysator-Kombination bildet und in das die Bilderzeugungsvorrichtung eingesetzt ist, ferner ist ein Photovervielfacher mit einem Empfindlichkeitsspektrum S-I optisch auf die anderen Elemente ausgerichtet. Schließlich ist w> noch die Glühlampe vorgesehen.

Der Schwellwert für den cholesterisch-nematischen Phasenübergang liegt für diese Anordnung bei ca. 72 Volt bei einer Temperatur von 25°C. Die Bilderzeugungsvorrichtung wird ungefähr bei Zimmertemperatur f>5 mit einem Bild versehen. Eine Spannung von ca. 400 Volt wird an die Bilderzeugungsvorrichtung bzw. die RilHzelle angesc-haltet und die Bildstoffzusammenset zung transformiert sich in den nematischen Zustand innerhalb einer Zeit von ca. 4,15 Sekunden. Das transformierte Material erscheint dunkel, wenn die Bilderzeugungsvorrichtung zwischen Polarisatoren mittels Durchleuchtung betrachtet wird. Das elektrische Feld wird durch Kurzschließen der Leitungen an der Bilderzeugungsvorrichtung beseitigt und es erfolgt eine Relaxation des Flüssigkristalls zurück in den cholesterischen Zustand innerhalb eines Übergangszeilraumes, der einen Zeitraum erhöhter Lichtdurchlässigkeit einschließt. Diese maximale Durchlässigkeit tritt ca. 4 Sekunden nach Kurzschließen der Bilderzeugungsvorrichtung auf, und das Material nimmt allmählich den cholesterischen Zustand wieder an, wobei es zuerst die fokal-konische Textur erreicht. Ein Gleichgewichtszustand wird innerhalb von ca. 16 bis 20 Sekunden erreicht, und bei weiterer Relaxation kehrt das Material langsam in seine Grandjean-Textur zurück. Diese letztere und endgültige Relaxation kann eine ziemlich lange Zeit beanspruchen, die in der Größenordnung von Minuten bis Stunden liegt.

Eine Spannung von ca. 400 Volt (d. h. über dem für den Phasenübergang erforderlichen Schwellwert) wird erneut angesc ;altet, und der Bilderzeugungscyclus wiederholt sich selbsttätig. Das Material transformiert sich von seiner Grandjean-Textur in seine vorherrschend fokal-konische Textur, bevor die Bilderzeugung durch cholesterisch-nemalischen Phasenübergang auftritt. Nach der Bilderzeugung durch Phasenübergang wird dann wieder die Haltespannung unter dem für den cholesterisch-nematischen Phasenübergang erforderlichen Schwellwert angeschaltet, sie beträgt ca. -30 Volt. Die maximale Durchlässigkeit im Übergangszeitraum wird nun bei ca. 13 Sekunden nach Entfernung des Bilderzeugungsfclds für Phasenübergang beobachtet, die Höhe der maximalen Durchlässigkeit ist dabei geringer als der entsprechende Wert für den völligen Kurzschluß der Bilderzeugungsvorrichtung wie er vorstehend beschrieben wurde.

Die in F i g. 3 gezeigten Daten stellen die Übergangsempfindlichkeit der Bilderzeugungsvorrichtung für dieses Beispiel dar, wenn das Bilderzeugungsfeld für Phasenübergang von der Bilderzeugungsvorrichtung entfernt wurde, während sich die Bilderzeugungsvorrichtung unter dem Einfluß der Haltespannung im Bereich zwischen ca. 0 und ca. - 47 Voll befindet.

Beispiel 2

Die Bilderzeugungsvorrichtung aus Beispiel 1 wird mit einer Bildstoffschicht aus ca. 60% Anisyliden-p-nbutylanilin und ca. 40% Cholesterylchlroid versehen. Diese Zusammensetzung hat eine kürzere natürliche Relaxationszeit als die der Bilderzeugungsvorrichtung in Beispiel 1. Es wird ein Bild gemäß Beispiel 1 erzeugt, danach wird die Bilderzeugungsvorrichtung ohne die Haltespannung kurzgeschlossen, und die maximale Durchlässigkeit tritt ca. 6 Millisekunden nach Kurzschluß auf, wenn eine Temperatur von ca. 26⁰C vorliegt. Die Bilderzeugung durch choleslerisch-nematischen Phasenübergang wird duich Anschalten von ca. 300 Volt an die Bildcrzeugungsvorrichlung erzielt, die Feldstärke wird danach auf eine Haiuieldslärkc von ca. 110 Voit verringert, und die maximale Durchlässigkeil während der Relaxation tritt ca. 18 Millisekunden nach Verringerung des Bilderzeugungsfeldes auf die Haltefeldstärke auf.

Beispiel 3

Eine Bilderzeugungsvorrichtung der is Beispiel 1 beschriebenen Art wird d^art ausgebildet, daß eine der transparenten Elektroden zueinander komplementär und in einer Ebene liegende Bildflächen und Hintergrundflächen aufweist, die durch einen isolierenden Zwischenraum am Umriß der Bildfläche voneinander getrennt sind, wie es anhand der Fig.2 beschrieben wurde. Diese Bilderzeugungsvorrichtung wird gemäß Beispiel 1 mittels einer Spannung von ca. 400 Volt zwischen der Bildelektrode und der auf der anderen Seite des Films liegenden Elektrode zur Bilderzeugung verwendet, wie sie in Beispiel 1 erläutert wurde. Nach dem Auftreten des Bildes durch Phasenübergang wird ₎₅ das bildmäßig verteilte Feld entfernt, und es wird eine Haltespannung von ca. —30 Volt an die gesamte Oberfläche des Films, d. h. an die Bildelektrode und an die Hintergrundelektrode, angeschaltet

Die maximale Durchlässigkeit in den Bildflächen tritt ca. 13 Sekunden nach Entfernung des den Phasenübergang bewirkenden Feldes auf. Die Schwellspannung für den Phasenübergang von ca. 400 Volt wird dann wieder an den Film angeschaltet, wozu nur die Bildelektrode verwendet wird. Die Bildflächen erscheinen erneut innerhalb einer kürzeren Zeit, als sie für die erste Bilderzeugung erforderlich war.

Beispiel 4

Eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Bildstoffschicht und einer Dichtungsmanschette, ähnlich wie in Beispiel 1 beschrieben, wird mit transparenten Elektroden gebildet, die aus Glasunterlagen mit separaten 'Streifen einer transparenten und leitfähigen Zinnoxydschicht bestehen. Die transparenten Elektroden werden εο angeordnet, daß die leitfähigen Streifen einander gemäß einer X-K-Matrix oder einem Gittermuster kreuzen, wobei der Film zwischen den beiden Streifenanordnungen liegt Alle leitfähigen Streifen sind mit einer elektrischen Steuerschaltung verbunden, die eine selektive Ansteuerung eines jeden Streifens ermöglicht Die zweiten Streifen einer jeden Elektrode sind mit entgegengesetzten Polen einer Spannungsquelle verbunden und erzeugen ein elektrisches Feld von ca. 400 Volt an dem Film, wodurch ein Phasenübergang in demjenigen Bereich erzeugt wird, der sich am Schnittpunkt zweier elektrisch angesteuerter und auf beiden Seiten des Films liegender Streifen befindet Nach der Bilderzeugung durch Phasenübergang in diesen Bereich werden die zweiten Streifen abgeschaltet und die dritten Streifen einer jeden Elektrode werden elektrisch mit dem 400-Volt-Phasenübergangsfeld verbunden. Der Bereich am Schnittpunkt der dritten Streifen wird so mit einem Bild versehen. Die dritten Streifen werden in ähnlicher Weise abgeschaltet, wonach die vierten Streifen miteinander verbunden werden, so daß der zwischen ihnen liegende Bereich mit einem Bild versehen wird. Auf diese Weise wird auf dem Film eine diagonale Linie rechteckförmiger Bildflächenteile erzeugt Der erste erzeugte Bildflächenteil beginnt jedoch seine nematisch-cholesterische Relaxation bei Abschaltung des Phasenübergangsfeldes, dieser Bereich muß dann periodisch erneuert werden, während die anderen Bereiche des Films mit einem Bild versehen werden. Die zuvor mit dem Bild versehenen Bereiche werden hierzu derart geschaltet, cfoß alle Streifen auf beiden Seiten des Films an die Phasenübergangsspannung von ca. 400 Volt für wenige Millisekunden angeschaltet werden, wodurch die zuvor mit einem Bild versehenen Bereiche durch Phasenübergang erneuert werden. Die zuvor nicht mit einem Bild versehenen Bereiche erfahren dabei keine Phasenänderung, da die Ansteuerung mit dem Phasenübergangsfeld nicht für die dazu erforderliche Zeit andauert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Modulieren von Licht mit einer Flüssigkristallzelle, bei dem an eine Schicht eines cholesterischen flüssigkristallinen Materials bei einer Temperatur im cholesterisch-nematischen Phasenübergangsbereich mindestens über einen Flächenteil der Schicht zeitweise ein elektrisches Feid, dessen Stärke über dem zum Hervorrufen eines Übergangs in die nematische Phase erforderlichen Schwellwert liegt, angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an die gesamte Fläche und zumindest in den Zeiten, in denen sich das flüssigkristalline Material in der cholesterischen π Phase befinden soll, an die Schicht ein elektrisches Haltefeld angelegt wird, dessen Stärke unter Jem für den cholesterisch-nematischen Phasenübergang erforderlichen Schwellwert und über dem für den Übergang von der Grandjean-Texlur in die fokalkonische Textur erforderlichen Wert liegt

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Flächenteil(e) der Schicht bildmäßig verteilt wird/werden.

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch 2¹· gekennzeichnet, daß das an die Schicht angelegte elektrische Haltefeld während der Relaxation des/der Flächenteils(e) vom nematischen Zustand zurück in den cholesterischen Zustand aufrechterhalten wird. κ»

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schicht eine Mischung eines cholesterischen und eines nematischen flüssigkristallinen Materials verwendet wird. f'

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schicht eine Mischung eines cholesterischen und eines smectischen flüssigkristallinen Materials verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden ⁴⁽¹ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine höchstens 0,25 mm dicke Schicht verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht mit einer Dicke zwischen ca. 0,006 und ca. 0,13 mm verwendet wird. ¹^

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrastverbesserung zwei Polarisatoren verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden ™ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anlegen eines über dem Schwellwert liegenden elektrischen Felds an den/die Flächenteil(e) ein Übergang des/der Flächenteils(e) in die nematische Phase hervorgerufen wird, daß danach bei angeieg- ^ tem Haltefeld das den Übergang hervorrufende elektrische Feld abgeschaltet wird und daraufhin an die gesamte Fläche der Schicht ein zweites elektrisches Feld mit einer über dem Schwellwert für den Phasenübergang liegenden Stärke so lange ^b0 angelegt wird, daß nur in diesem/diesen Flächenteil(en) ein Phasenübergang in den nematischen Zustand hervorgerufen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite zusätzliche elektrische Feld *^r> angelegt wird, nachdem der/die Flächenteil(e) während der ncmatisch-cholesterischen Relaxation eine maximale Durchlässigkeit erreicht hat/haben.

11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugen des Haltefeldes und das Anlegen des zweiten elektrischen Feldes mehrmals wiederholt werden.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht zwischen zwei Elektroden angeordnet wird, von denen zumindest eine transparent ist und mindestens eine die Konfiguration des zu erzeugenden Bildes haL

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden die Konfiguration des zu erzeugenden Bildes aufweisen.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen zueinander paralleler Streifen als Elektroden verwendet werden, die einander kreuzend in Form eines X- V-Gittermusters angeordnet werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Elektroden transparentes Material verwendet wird.