DE2250833A1 - Fluessigkristall-speicher - Google Patents

Description

ffliis sigkri sib all^-Sp eioher

Die Eigenschaften von in smektiselier C-Phase vorliegenden Flüssigkristallen werden dazu benutzt, Informationen zu speichern, die durch die bistabilen Qrientierungsriehtungen der Molekularachsen dargestellt werden» Molekulargruppen, die sich zwischen transparenten Oberflächen befinden, die in besonderer Veise vorbehandelt sind, um optisch homogen zu sein, werden als Speicherelemente benutzt. Der Informationszustand des Speicherelementes wird dadurch festgesetzt, daß die Molekularaehsen innerhalb des Elementes dazu gebracht werden, entweder eine erste oder eine zweite stabile Orientierung einzunehmen* Es sind verschiedene Verfahren zum Jjesen, Schreiben oder Löschen von Informationen bekannt, die auf diese Weise gespeichert wurden.

Die Erfindung basiert auf einem neuen Prinzip der Informationsspeicherung· Zum Zwecke der Definition und allgemeinen Information wird auf die ffolgenden Veröffentlichungen

a) H. Sackmann and D, Dernus, Molecular Crystals, Vol. 2, page 81 (1966)

b) A. Saupe, Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 7, page 59 (1969)

verwiesen.

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Das mit Flüssigkristallen arbeitende Speichersystem gemäß vorliegender Erfindung besteht aus einer Schicht aus in smektischer C-Phase vorliegenden tlüiwiglKri et allen, die sich zwischen zwei transparenten Oberflächen befinden, die einer Oberflächenbehandlung unterworfen sind, um sicherzustellen! daß die molekularen Schichten des Kristalls parallel zu den Oberflächen liegen und daß die Orientierung der Längsachsen der Μο1·Μ11· in dem Kristall gleichmäßig ist, um eine der beiden stabilen Sichtungen anzunehmen, die als erste und zweite Richtung der Molekularachsen bezeichnet ist.

Man konnte feststellen, daß, wenn die Oberflächen, die das in smektischer C-Phase vorliegende Flüssigkristall enthalten, richtig behandelt sind, wie es im folgenden beschrieben wird, die Längsachsen der Moleküle des Kristalls so ausgerichtet sind, daß sie einen normal ausgerichteten Winkel zu einer Oberfläche in einem stabilen Zustand und einen komplementär ausgerichteten Winkel zu der Oberfläche in einem zweiten stabilen Zu* stand einnehmen. Es wurde ferner festgestellt, daß die Molekularachsen vieler smektischer C-Verbindungen normal ausgerichtete Winkel von etwa 45° einnehmen, so daß der komplementär ausgerichtete Winkel etwa 135° ist, der um etwa 90° von dem normal auegerichteten Winkel abweicht· Verbindungen dieser Art sind bi»-(V-n-decyloxybena!ial)-2-chloro-1,4-phenylendiamin, 4-n-nonyloxybenzoicsäure und 4,4' -di-n-heptyloxyazoxybenzol. Selbst verständlich ist ea bei der praktischen Durchführung dee Verfahrens nicht notwendig, daß der normal ausgerichtete Winkel genau 45° ist, obschon dies die beste Arbeitsweise sicherstellt.

TJm die Erklärung der Erfindung zu vereinfachen, wird davon ausgegangen, daft der normal ausgerichtete Winkel 45° beträgt und daß der komplementär ausgerichtete

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Winkel demgegenüber um 90° gedreht ist. Es wird, ferner angenommen, daß der erste stabile Zustand auftritt, wenn die Molekularachsen des Speicherelementes längs des 45° Winkels ausgerichtet sind und daß dieser Zustand nach der Löschung auftritt und einen Aus-Zustand oder binären O-Wert darstellt. In diesem Fall tritt der zweite stabile Zustand auf, wenn die Molekularachsen eines ausgewählten Speicherelementes längs des komplementären Winkels ausgerichtet sind. Der zweite Zustand in einem ausgewählten Speicherelement ist also der, der der Schreibenergie unterliegt und dieser Zustand ist ein Ein-Zustand oder ein binärer 1-Wert. Es wird ferner davon ausgegangen, daß die Energie, die erforderlich ist, um eine Drehung von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand hervorzurufen, eine Schreibenergie ist und daß die Energie, die eine Drehung von dem zweiten in den ersten Zustand hervorruft, eine Löschenergie ist. Diese Therminologie ist der Vereinfachung halber ausgewählt, da die Erfindung selbstverständlich auch dazu verwendet werden kann, die Löschenergie zu benutzen, um den zweiten Zustand statt des ersten zu erzielen, und die Schreibenergie, um den ersten Zustand anstelle des zweiten zu erhalten.

Beim Lesen des Zustandes des .Speicherelementes wird von der doppelbrechenden Eigenschaft der Flüssigkristallschicht Gebrauch gemacht. Entsprechend dem optischen Prinzip der Doppelbrechung wird die Polarisationsebene des Lichtes, wenn die Moleküle einer besonderen Molekülgruppe Achsen haben, die parallel zur Polarisationsebene der niedrigen Lichtintensität liegen (die so ausgewählt ist, daß sie nicht den Energiezustand der Moleküle ändert) über einen Winkel gedreht, der von der Größe der Doppelbrechung und anderen Faktoren abhängt, wenn das Licht durch die besondere Molekülgruppe geht, während keine Drehung stattfindet, wen» die Molekularachstn

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der Gruppe senkrecht zur Polarisationsebene liegen. Die Art, in der der doppelbrechende Effekt benutzt wird, wird im einzelnen nachfolgend erläutert. Wichtig dabei ist, daß, wenn die Längsachsen einer ausgewählten Molekulargruppe mittels einer Schreibenergie gedreht worden sind, um sich entsprechend der zweiten stabilen Orientierung der Molekularachsen auszurichten, Leselicht mit geringer Intensität ohne Drehung durch die ausgewählte Molekulargruppe geht, während, wenn Löschungsenergie eine ausgewählte oder alle Molokulargruppen in den ersten Zustand bringt, das Leselicht mit geringer Intensität gedreht wird.

Wenn man vom Lesen ausgeht, ist festzustellen, daß die beiden Informationszustände dadurch dargestellt werden, daß das Flüssigkristall bei einem besonderen Punkt des Speicherelementes oder innerhalb einer besonderen Gruppe von Molekülen eine doppelbrechende Drehung hervorruft oder nicht. Der Zustand von allen Molekülgruppen kann dann beobachtet und elektrisch abgetastet werden, indem man das Licht beobachtet, das durch alle Speicherelemente und durch eine zweite Polarisationsebene hindurchgeht, die parallel zu der ersten angeordnet ist. Die Polarisation in der zweiten Ebene ist gekreuzt oder gedreht um 90° in bezug auf die Polarisation der ersten Ebene.

Die Speicherelemente in dem ersten stabilen Zustand, die der Doppelbrechung unterliegen, drehen das aufgefangene polarisierte Licht, so daß es als korrespondierender Lichtpunkt durch den zweiten gekreuzten Polarisator gesehen werden kann, während Speicherelemente in dem zweiten stabilen Zustand die nicht doppelbrechend sind, keine Drehung des Leselichtes hervorrufen und demnach als dunkle Flecken erscheinen, wenn sie durch den zweiten Polarisator betrachtet werden.

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.Selbstverständlich kann die Art des Darstellungszustandes geändert werden, derart, daß Licht und dunkle Flächen den Ein- und Au&-Zußtänden des Speicherelementes entsprechen, indem die Schreib- und Iiöschenergie untereinander gewechselt werden. Im folgenden wird davon ausgegangen, daß der Ein-Zustand des Speicherelementes vorhanden ist, wenn die Achsen mit der zweiten stabilen Achse ausgerichtet sind und keine Poppelbrechung auftritt, wobei sich ein dunkler Fleck beim Lesen ergibt und daß der Aus-Zustand existiert, wenn die Achsen mit der ersten stabilen Achse ausgerichtet sind und Doppelbrechung auftritt, wobei sich ein Lichtfleck beim Lesen ergibt·

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung hat einen sehr weiten Anwendungsbereich. Die Verwendung von in smektischer G-Phaae vorliegenden Flüssigkristallen bringt eine sehr hohe Dichte der Informationsspeicherung mit sich, die theoretisch in der Größenordnung von 10 Speicherbits pro 2,5 cm liegt» Diese Speichergröße macht es im Prinzip möglich, viele Xiteraturbände auf 2,5 cm eines Flüssigkristalls zu speichern· Die Kristallspeioherung umfaßt annähernd 1 Hillion Informationslinien, wobei jede Linie etwa 1 Million bits an Informationen umfaßt., Geeignete optische Markierungen können dem Speichersystem zugefügt werden, um kleinere Segmente zu bilden, die vielleicht eine Informationsspeicherkapazität in der Größenordnung von einer Seite eines Buches haben, wobei jede Linie des Drucks bis zu 120 Charakteristiken haben kann, von denen jede durch bis zu 100 Flecken oder Punkten dargestellt werden kann. Venn man davon ausgeht, daß eine Zeile einer Seite 12 000 bits zur Darstellung erfordert, und daß die Seite bis zu 100 Zeilen umfaßt, sieht man, daß etwa 100 000 bits eine geeignete Darstellung einer Literatureeite mit sehr hoher Dichte ist.

Es können somit 10 Literaturseiten auf einer Zeile des 309821/0678

Flüssigkristall-Speichers nach der Erfindung gespeichert werden, d.h. bei einer Million Zeilen würde der Speicher Hillionen Literaturseiten speichern können.

Sie Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigern

Figur 1 einen Flüssigkristall-Speicher gemäß vorliegender Erfindung,

Figuren die Vorbereitung der Oberflächen des Speichers B ¹^ gemäfi Figur 1 zur Erzielung einer geeigneten optischen Homogenität,

Figur 3 eine andere Ausführungsform eines Speichers, bei dem Prismen verwendet werden, um eine Lichtbrechung zu vermeiden,

Figur 4 eine Molekulargruppe, die aus der Flüssigkristallschicht, die bei dem Speicher gemäß den Figuren 1 bis 3 benutzt wird, herausgenommen ist und den Aufbau der molekularen Schichten zeigt,

Figuren Ansichten längs der Linie T-Y der Figur 4, die A und _ze±g_{en<t w}i_e die Molekular achsen einer Speicherelementgruppe für die erste und zweite stabile Orientierungsrichtung ausgerichtet sind,

Figur 6 eine perspektivische Barstellung der Speicherschicht und verschiedene Polarisationsebenen in Zusammenhang mit Lese-, Schreib- und Löschverfahren gemäß vorliegender Erfindung und

Figur 7 ein Blockschaltbild eines optischen Speicher-Systems, bei dem der Flüssigkristall-Speicher

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_ Π —

gemäß vorliegender Erfindung "benutzt wird.

In Figur 1 ist eine Art eines Flüssigkristall-Speichers gemäß vorliegender Erfindung dargestellt. Eine Schicht aus einem Flüssigkristall, das in smektischer C-Phase vorliegt, befindet sich zwischen transparenten Platten 2 und 3". Wie sich aus den Figuren 2A und.2B ergibt, sind die inneren Oberflächen 21 und 31 der Platten 2 und 3 längs Linien 23 und 33 gerieben, um die Richtung der Molekularachsen in einer Weise festzulegen, die im einzelnen in Zusammenhang mit den Figuren 4, 5A und 5B beschrieben wird. Die Reiblinien 23 und 33 sollen nicht andeuten, daß nach der Behandlung tatsächlich Linien auf den Oberflächen sichtbar sind, sondern sie sollen nur die Richtung der Reibung andeuten, die vorgenommen werden muß, um die richtige Ausrichtung der Molekularachsen vorzunehmen. Als Platten 2 und 3 können Glasplatten benutzt werden, die mit einem artfremden Material, beispielsweise einer wässrigen 1%igen Lösung von Polyvinylalkohol, behandelt sind.

Eine andere Anordnung des Speichersystems ist in Figur dargestellt, bei der anstelle der Platten 2 und 3 Prismen 5 und 6 benutzt werden. Eine Schicht 1 aus einem in smektischer G-Phase vorliegenden Flüssigkristall befindet sich zwischen den Oberflächen 51 und 61 der Prismen 5 und 6. Die Oberflächen 51 und 61 sind in der gleichen Weise behandelt wie die Oberflächen 21 und 31, die in den Figuren 2A und 2B dargestellt sind. Es wird davon ausgegangen, daß der normale Anstellwinkel 45° beträgt.

Im Falle der Figur 4 ist ein Stück 40 der Schicht 1 des Flüssigkristalls so dargestellt, als bestehe es aus mehreren molekularen Schichten 11, die parallel zu den Oberflächen 51 und 61 (Figur 3) verlaufen.

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Bei den Figuren 5A und 5B ist die Orientierung der Molekülarachsen in dem Stück 40 der Figur 4 in bezug auf eine Ebene dargestellt, die das Stück senkrecht au den Oberflächen 51 und 61 und parallel zu den Beiblinien 23 und 33 schneidet. Die Orientierung der Molekülarachsen, die in Figur 5A dargestellt ist, ist so, daß alle Achsen parallel zur Zeichenebene liegen, die der Ebene entspricht, die durch das Stück 40 der Figur 4 geht und innerhalb dieser Ebene verlaufen alle Achsen parallel zu einem Bezugsvektor SMO-1, der die erste stabile Molekularachs enrichtung darstellt. In Figur 5B verlaufen die Molekularachsen parallel zur Zeichenebene und einer zweiten stabilen Molekularachsenrichtung, die als SMO-2 bezeichnet ist. Es ist festzustellen, daß die Richtung SMO-1 einen Anstellwinkel von 45° in bezug auf die Oberfläche 61 hat, während die Richtung SMO-2 einen komplementären Anstellwinkel von 135° in bezug auf die Oberfläche 61 hat. Auf diese Weise beträgt der Winkel zwischen den Richtungen SMO-1 und SMO-2 90°.

Anstelle dieser bevorzugten Orientierung der beiden stabilen Molekularrichtungen können selbstverständlich andere Richtungen benutzt werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Dabei ist nur wichtig, daß zwei stabile Molekularrichtungen existieren, aber nicht, daß sie genau in bezug zueinander um 90° verdreht sind. Es gibt jedoch andere Gesichtspunkte, die zeigen, daß die 90°-Drehung die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, wie sich in Zusammenhang mit den Schreib-, Lösch- und Leseverfahren ergibt.

Figur 6 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Flüssigkristallspeicherschicht 1 mit einem elektrischen Feldschreiber mit der Polarisationsrichtung WP, ersten und zweiten Molekularorientierungsrichtungen SMO-1 und SMO-2, einer ersten Lesepolarisationsrichtung RP-1, einer zweiten Lesepolarisationsrichtung RP-2, einer magnetischen

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Feldlöschungsrichtung MEH und einer leichten Lösehungspolarisationsrichtung LEP. Alle Richtungsvektoren sind auf ein Speicherelement 65 ausgerichtet, das der Einfachheit halber annähernd im Mittelpunkt der Flüssigkristallschicht liegt. Es wird davon ausgegangen, daß eine Reihe von Molekülen innerhalb des Speicherelementes 65 liegen und daß alle Molekularachsen innerhalb der Speicherelementgruppe parallel zur Richtung SMO-1 oder parallel zur Richtung SMO-2 liegen.

Bei Betrachtung der Arbeitsweise des Schreibens wird davon ausgegangen, daß das Element 65 in dem ersten stabilen Zustand ist, bei dem die Molekularachsen längs des Vektors SMO-1 ausgerichtet sind. Ein Lichtstrahl mit einer hohen Lichtintensität in der Größenordnung von 1 W/om , den man von einer geeigneten Laserquelle erhalten kann, wird auf das Element 65 mittels geeigneter, nicht dargestellter Mittel gerichtet, nachdem er einen Polarisator 72 passiert hat, der der Ebene entspricht, die den elektrischen Feldvektor WP zum Schreiben enthält. Unter der Bedingung, daß der Vektor SMO-1 einen Neigungswinkel von praktisch 45° mit der Schicht 1 hat, kann man unterstellen, daß die Polarisationsebene, die den Vektor WP enthält, einen Winkel von 45° mit der Schicht 1 bildet. Wenn das Speicherprisma der Figur 3 benutzt wird, verläuft die Schreibpolarisationsebene parallel zur Oberfläche 35- Die Lichtintensität wird so ausgewählt, daß sie groß genug ist, um die Drehung aller jener Molekularachsen, die innerhalb des Elementes liegen, von der ersten stabilen Richtung SMO-1 zur zweiten stabilen Richtung SMO-2 bewirkt.

Wie besser verständlich sein wird, wenn ein System gemäß Figur 7 beschrieben worden ist, kann der Schreibstrahl in verschiedener Weise abgetastet werden, um eine Vielzahl von Speicherelementen, wie z.B. 65) auszuwählen,

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um Informationen zu speichern. Während des Abtastens wird die Strahlintensität in Übereinstimmung mit dem Ein-, Aus-Zustand der Informationspunkte, die gespeichert werden sollen, moduliert.

Es erscheint zweckmäßig, zunächst die Art zu betrachten, in der die molekulare Orientierung durch einen Lichtstrahl mit hoher Intensität gedreht wird. Ba die meisten bekannten Flüssigkristalle, die in smektischer C-Phase vorliegen, optisch positiv sind, ist die Dielektrizitätskonstante bei niedrigen Frequenzen länge der Längsachse der Moleküle größer als in der senkrecht dazu stehenden Achse. Bas Licht mit hoher Intensität, das genau polarisiert ist, verursacht dann eine Drehung, der das ausgewählte Kristallelement oder die ausgewählte Molekulargruppe unterliegt, so daß die Achse der höchsten PoIarisierbarkeit in die Sichtung des elektrischen Feldvektors des Lichtes gedreht wird. Biese Verdrehung ist -*■ -»■-*■■,

gleich ExP, wobei E der elektrische Feldvektor des

Lichtes und P die Polarisierbarkeit rfefc.

Nachdem der Schreibstrahl mit hoher Intensität auf das Element 65 gerichtet worden ist, nimmt es entweder einen Ein- oder einen Aus-Zustand ein, was davon abhängt, ob die Energie des auftreffenden Lichtstrahles hoch genug war, um die Drehung von dem ersten stabilen Zustand in den zweiten stabilen Zustand hervorzurufen. Beide Möglichkeiten werden nun unter Bezugnahme auf die Arbeitsweise der Erfindung betrachtet, die beim Lesen der in dem Element 65 gespeicherten Information benutzt wird.

Beim Lesen wird eine Lichtquelle mit geringer Intensität, wie man sie z.B. von einer Lampe erhält, auf den Speicher gerichtet, so daß die Lichtstrahlen parallel zur Richtung SMO-2 verlaufen. Auf diese Weise wird die Ebene, die die erste Lesepolarisationsrichtung RP-1 enthält, senkrecht

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zur Richtung SMO-2 oder parallel zur Oberfläche 37 eingestellt, "bei der das Prisma gemäß Figur 3 benutzt wird. Das Licht mit niedrigerer Intensität wird durch einen Polarisator geschickt, der parallel zur Ebene angeordnet ist, die den Vektor BP-1 mit dem Polarisationsvektor EP-1 enthält, der so ausgerichtet ist, daß er einen Winkel Von 45° mit der Linie PSMO-1 "bildet, die die Projektion der Richtung SMO-1 auf die Bezugsebene darstellt. Wenn das Element 65 nach dem Schreiben in dem ersten stabilen Zustand geblieben ist, in dem EaIl, in dem. die Intensität des Schreibstrahls nicht hoch genug ist, um die Drehung aus der ersten stabilen Richtung zur zweiten stabilen Richtung vorzunehmen, werden Strahlen des Lichtes mit niedriger Intensität in ihrer Polarisation durch das Doppelprisma gedreht, wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird.

Der 45° Winkel zwischen den Richtungen PSMO-1 und EP-1 ist so ausgewählt, daß maximales Leselicht gedreht wird oder nicht. Die wesentliche Eigenschaft des Flüssigkristalls ist die, daß maximales Licht in Winkeln von 45°₉ 135°, 225° und 315° zwischen PSMO-1 und EP-1 oder jedesmal bei 90°, ausgehend von 45° passiert. Minimales Licht geht bei Winkeln von 0°, 90°, 180° und 270° durch.

Der durch die doppelbrechende Drehung erzielte Effekt kann am besten in Werten der Lichtdurchlässigkeit zwischen gekreuzten Polarisatoren analysiert werden. Dies kann dargestellt werden als

2 w 2fY^(N2 - V * 7 I - I₀ sin^ .20. β±ώΤ\ - ^ ^ J

wobei:

0 der Winkel, den die Richtung der molekularen Ausrichtung mit der Polarisationsachse des ersten Polarisators bildet (45° für maximale Durchlässigkeit),

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2 2 b O 8 3 3

ρ die Stärke der flüssig-kristallinen Schicht und (Np - N.) der Doppelbrechungsfaktor und damit die Differenz zwischen den Indizes der Brechung parallel und senkrecht zur molekularen Ausrichtung ist.

Gemäß der obigen Gleichung ist Np - N_x., wenn die besondere Molekülargruppenausrichtung im Zustand 1 (ausgerichtet mit SMO-1) ist, maximal, so daß eine maximale Lichtmenge durchgeht, während im Zustand 2 (Ausrichtung mit SMO-2) Np- N. praktisch null ist, so daß wenig oder gar kein Licht durchgeht.

Die Lesearbeitsweise wird vervollständigt, indem das Licht, das durch das ausgewählte Element 65 durchgeht, durch eine zweite Polarisationsebene geschickt wird, die den Polarisationsvektor RP-2 enthält. Die Ebene kann einen zweiten Polarisator 77 darstellen. Wenn das Element 65 in dem ersten stabilen Zustand ist, tritt Licht mit niedriger Intensität durch die zweite Polarisationsebene. Auf diese Weise erscheint ein Lichtpunkt entsprechend dem Element 65« wenn es in dem ersten stabilen Zustand ist. Wenn andererseits der Schreibstrehl die Drehung der molekularen Achsen des Elementes 65 in die zweite stabile Richtung hervorruft, wird die Leselichtpolarisation nicht gedreht, weil der doppelbrechende Effekt nur auftritt durch molekulare Richtungen, die parallel zu den.Ebenen der Lesepolarisation sind. Auf diese Weise hat Licht mit niedriger Intensität, das durch das Element 65 durchtritt, in diesem Fall die Richtung seines nicht geänderten Polarisationsvektors und bei rechten Winkeln zu der Polarisationsrichtung des zweiten Polarisators, so daß kein Licht durch den zweiten Polarisator hindurchgeht und der stabile Zustand des Elementes 65 in diesem Fall durch einen dunklen Fleck angezeigt wird.

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Aus vorstehendem ergibt sich, daß, nachdem das Schreiben in der Speicherschacht 1 vervollständigt worden ist, die Schicht, wie dargestellt, als Licht erscheint und als dunkle Flecken, die Ein- und Aus-Zustände von Informationspunkten darstellen* Es ist natürlich unwichtig, ob ein Lichtpunkt einen Ein- oder einen Aus-Zustand oder einen binären 1- oder O-Wert darstellt oder ob umgekehrt der dunkle Fleck einen Ein- oder Aus-Zustand oder einen binären 1- oder O-Wert darstellt. Es ist nur wichtig, daß die Änderung der Intensität des Lichtes, das durch das Element in den verschiedenen Zuständen durchtritt, ausreichend ist, um ausgelöscht werden zu können.

Nachdem ein Informationsbild in der obenbeschriebenen Weise gespeichert worden ist, stehen geeignete Mittel zur Verfügung, um die gespeicherte Information abzutasten und sie in geeignete Signale für verschiedene Anwendungszwecke zu überführen. Eine Methode ist, einen Elektronenstrahl zu verwenden, der über ausgewählte Teile des Speichers eine Abtastung vornimmt, wobei die Speicherung aus Worten, Zeilen, Seiten oder dergleichen bestehen kann. Die Menge der gespeicherten Informationen, die gemäß vorliegender Erfindung vorgesehen werden kann, ist dann eine komplexe Funktion, die von den Zählungen abhängt, die beim Lesen und Schreiben möglich sind.

Zwei Methoden zum Löschen können gemäß vorliegender Erfindung angewandt werden. Beispielsweise kann ein magnetisches Feld durch den Speicher geleitet werden, wobei der Feldvektor MEH in Figur 6 im wesentlichen ausgerichtet ist mit der stabilen molekularen Richtung SMO-I₀ Die geeignete Definition aller Richtungen, die in diesem Text verwendet wird, ist so ausgewählt, daß das gewünschte Ergebnis erzielt wird. Die Richtung des Vektors MEH ist daher so, daß die Drehung aller molekularer Achsen, die mit SMO-1 ausgerichtet sind, bewirkt wird_? um diese Aus- '

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richtung zu erhalten. Die andere Methode zum Löschen besteht darin, einen Lichtstrahl mit hoher Intensität zu benutzen, der im Falle einer kleinen Speichergröße verwendet werden kann, um den gesamten Speicher zu löschen, wie es bei der Löschung mit einem Magnetfeld der Fall ist. Die Lichtstrahllöschung, die eine Polarisationsrichtung LEP (Figur 6) des elektrischen Feldes hat, kann auch zum selektiven Löschen bestimmter Speicherelemente verwendet werden.

Figur 7 zeigt die allgemeine Form eines Systems, das gemäß vorliegender Erfindung benutzt wird. Die Lichtquelle 71 ndt hoher Intensität, die eine Laserquelle sein kann, erzeugt einen Strahl, der durch einen geeigneten Polarisator 72 geleitet wird, der in der Lage ist, eine Schreibpolarisationsrichtung WP (Figur 6) des elektrischen Feldes aufzubauen und der dann durch Einrichtungen 73 zum Fokussieren und Modulieren tritt, die auf Informationssignale ansprechen und einen Ausgangsstrahl erzeugen, der Änderungen in der Intensität aufweist, die der Information, die in dem Speicher gespeichert werden soll, entsprechen. Der Ausgang der Einrichtungen 73 wird an den Eingang von Schreibeinrichtungen 74- angelegt, der auch geei-gnete Schreibadressiersignale enthält, die Stellen in dem Speicher darstellen, die Energie empfangen sollen, die der zu speichernden Information entspricht. Der Schreibstrahl wird auf ausgewählte Speicherelemente in der Schicht 1 gerichtet, die zwischen zwei Prismen in der Art liegen kann, wie es in Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben wurde. Licht von der Quelle 75 mit niedriger Intensität wird durch einen geeigneten ersten Lesepolarisator 76 geschickt, um die Schicht 1 zu bleuchten. Dieses Licht tritt durch die Schicht entweder mit doppelbrechender Drehung oder nicht entsprechend dem Leseinformationszustand und kann durch einen zweiten Lesepolarisator 77 beobachtet werden.

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Geeignete Leseausgangseinrichtungen 78 werden vorgesehen, die Leseadressiersignale zum Steuern der Abtastung der Oberflache des Polarisators 7*7 empfangen.

Die Einrichtungen 78 können einem Fernsehübertrager ähnlich sein, bei dem die hellen und dunklen Bilder in entsprechende elektrische Signaländerungen umgewandelt werden, die Informationsausgangssignale darstellen. Selbstverständlich können auch andere Mittel benutzt werden, die die verschiedenen Lichtintensitäten, die durch den Polarisator 77 beobachtet werden, bei der praktischen Durchführung des Erfindungsgedankens verwendet werden. Löscheinrichtungen 79 sind zum Durchgang passender Energie durch den Speicher dargestellt, um die Drehung der Molekülarachsen des Speicherelementes aus der Einstellung in die Ausstellung, wie vorstehend erläutert, hervorzurufen. Die Einrichtungen 79 können eine magnetische Quelle oder eine Lichtquelle mit hoher Intensität sein, je nach dem Anwendungsfall. Benutzt man zum Löschen Licht mit hoher Intensität, können die Einrichtungen geeignete Adressenauswahleinrichtungen enthalten, um ein selektives Löschen bestimmter Speicherelemente zuzulassen und die Änderung des Speicherzustandes zu ermöglichen, ohne daß sämtliche gespeicherten Signale gelöscht werden. Benutzt man ein magnetisches !Feld zum Löschen, so wird die gesamte Speicherung gelöscht.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß die Erfindung einen Flüssigkristall-Speicher betrifft, ein System, das eine solche Speicherung verwendet und verschiedene Verfahren zum Aufbau eines solchen Speichers und dessen Arbeitsweise. Es wurde darauf hingewiesen, daß ein Flüssigkristall, das in smektischer C-Phase vorliegt, besonders geeignet ist. Man kann jedoch irgendein Kristall verwenden, das beeinflußt werden kann, um eine Orientierung der Achsen der Molekülgruppen in zwei stabilen Eichtungen zu bewirken.

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Claims (9)

1. - 16 Patentansprüche

   Ί·/ Speichersystem mit einer Flüssigkristallschicht, die zwischen zwei transparenten Oberflächen liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristall eine erste und eine zweite MolÄularachsenorientierung aufweist, die komplementäre Meigungswinkel zu den Oberflächen hat, wobei die Oberflächen so behandelt sind, daß sie eine gleichförmige Orientierung der Längsachsen der Moleküle in der Schicht hervorrufen, um sicherzustellen, daß die Achsen sich entweder längs einer ersten oder einer zweiten stabilen Molekularrichtung ausrichten und daß sie so behandelt sind, daß die Molekularschichten innerhalb des Flüssigkristalle praktisch parallel zu den transparenten Oberflächen liegen.
2. 2. Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den stabilen molekularen Sichtungen praktisch 90° beträgt.
3. 3. Verfahren zum Ausrichten ausgewählte? Molekulargruppen in dem Speichersystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtstrahl mit hoher Intensität auf die ausgewählten Molekulargruppen gerichtet wird, die die Speicherelemente darstellen, daß der Lichtstrahl einen elektrischen Feldvektor in der Ebene hat, die senkrecht zu dem Strahl verläuft mit einem Winkel in bezug auf die erste bistabile Richtung, der ausreichend groß ist, um die Drehung der ausgewählten Moleküle hervorzurufen, damit-sich diese mit der zweiten stabilen Sichtung ausrichten.
4. 4. Verfahren zum Zurückrichten ausgewählter Moleküle

   in dem Speichersystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn-

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   zeichnet, daß ein Lichtstrahl hoher Intensität auf die ausgewählten Moleküle gerichtet wird, dessen elektrischer Peldvektor in einer Ebene liegt, die senkrecht zu dem Lichtstrahl steht und mit der zweiten stabilen Eichtung einen Winkel bildet, d©r ausreichend groß ist, damit die Drehung der ausgewählten Moleküle aus dem zweiten stabilen Zustand in die erste stabile Eiehtung erfolgt. ·
5. 5» Verfahren zum Zurückrichten von Molekulargruppen in dem Speichersystem gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetisches Feld im wesentlichen längs eines Vektors angelegt wird, der parallel zu der ersten stabilen Eichtung verläuft, um die Drehung der Speicherelemente der zweiten stabilen Eichtung in die erste stabile Eichtung zu bewirken,
6. 6. Verfahren zum Lesen von Molekulargruppen eines Speichersystems gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Licht mit geringer Intensität im wesentlichen längs einer der stabilen Eichtungen gerichtet wird, das durch einen ersten Lesepolarisator geschickt wird, der eine Polarisationsebene hat, die praktisch parallel zu der anderen der stabilen Molekularrichtungen verläuft, wobei die Eichtung der Polarisation innerhalb des ersten, Polarisators einen vorbestimmten Winkel mit der.anderen stabilen Eichtung bildet, so daß eine doppelbrechende Drehung des Lichtes durch diese Molekulargruppen bewirkt wird, die Achsen haben, die parallel zu der anderen stabilen Eichtung orientiert sind.
7. 7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Licht mit geringer Intentisät durch ei-

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   nen zweiten Lesepolarisator geschickt wird, nachdem es den Speicher passiert hat, wobei der zweite Lesepolarisator eine Polarisationsebene hat, die parallel zu dem ersten Lesepolarisator verläuft und ein© Polarisationsrichtung, die in bezug auf den ersten Lesepolarisator gekreuzt ist.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß helle und dunkle flecken auf der Oberfläche des zweiten Lesepolarisators abgetastet werden* um Ausgangsinformationssignale zu erhalten, die dem Zustand der Molekulargruppen entsprechen.
9. 9. Speichersystem mit einem Plüssigkristall-Speicherelement, das so behandelt ist, daß es homogene bistabile Molekularachsen enthält, Einrichtungen zum Erzeugen eines Lichtstrahls mit hoher Intensität und. zum Richten des Strahls auf ausgewählte Molekulargruppen, die Speicherelemente in dem flüssigkristall bilden, wobei der LicÜBtrahl mit hoher Intensität polarisiert ist, um eine elektrische feldstärke zu erhalten, die einen Bichtungsvektor hat, um die Drehung der ausgewählten Speicherelemente in dem Speicher zu erzielen, und Einrichtungen zum Aufbau einer polarisierten Lesequelle mit niedriger Intensität, um eine doppelbrechende Drehung durch die Speicherelemente hervorzurufen, deren molekulare Achsen parallel zur Ebene der ßepolarisation verlaufen.

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