DE2408389A1

DE2408389A1 - Elekkrooptisches verfahren unter verwendung von fluessigkristallen

Info

Publication number: DE2408389A1
Application number: DE19742408389
Authority: DE
Inventors: James E Adams; Werner E L Haas
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1974-02-21
Publication date: 1974-10-24
Also published as: JPS6040012B2; GB1465845A; US3854751A; NL7404854A; JPS5012996A; FR2224781B1; FR2224781A1; CA1021048A

Description

Elektrooptisch.es Verfahren unter Verwendung, von Flüssigkristallen

Me Erfindung betrifft elektrooptische Systeme, in denen eine elektrooptisch© Flüssigkristallzusammensetzung verwendet wird. Sie befaßt sich, mit einem elektrooptischen Verfahren und findet bevorzugte Anwendung in Bilddarstellungssystemen.

In jüngster Zeit hat man der Auffindung von nützlicheren Anwendungsmöglichkeiten für die Klasse der als Flüssigkristalle bekannten Substanzen großes Interesse gewidmet. Der Name "Flüssigkristalle" ist ein Gattungsbegriff für kristalline Flüssigkeiten geworden, die zweierlei physikalische Eigenschaften entwickeln, nämlich solche, die für Flüssigkeiten typisch sind, und andere die für Feststoffe charakteristisch sind. Flüssigkristalle haben Fließeigenschaften, z.B. Viskositäten, die normalerweise zu Flüssigkeiten gehören· Die optischen

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Eigenschaften von Flüssigkristallen ähneln mehr den für feste Kristalle charakteristischen. In Flüssigkeiten sind die Moleküle typischerweise in der ganzen Masse des Materials willkürlich verteilt und orientiert. Dagegen sind in kristallinen Feststoffen die Moleküle im allgemeinen in einer spezifischen Kristallstruktur fest orientiert und angeordnet. Flüssigkristalle -gleichen festen Kristallen darin, daß die Moleküle der Flüssigkristallzusammensetzungen regelmäßig orientiert sind in einer zur molekularen Orientierung und Struktur eines festen Kristalls analogen Weise, jedoch weniger ausgedehnt. Man hat gefunden, daß viele Substanzen Flüssigkristalleigenschaften in einem verhältnismäßig engen Temperaturbereich entwickeln} unterhalb dieses Temperaturbereiches erscheinen die Substanzen typischerweise als feste Kristalle, und über diesem Temperaturbereich als Flüssigkeiten. Flüssigkristalle sind in drei verschiedenen mesomorphen Formen bekannt, nämlich in der smektischen", nematischen und cholesterischen Form. In jeder dieser Strukturen sind die Moleküle in einer besonderen typischen Orientierung angeordnet. In der Struktur der nematischen Mesophase des Flüssigkristalle liegen die Hauptachsen der Moleküle annähernd parallel zueinander, aber die Moleküle sind nicht in einer anderen Art spezifisch organisiert. Nematische Flüssigkristalle sprechen bekanntlich auf elektrische Felder an und werden in verschiedenen elektrooptischen Zellen und Bilddarstellungssystemen · verwendet, wie dies z.B. in den US-PS 3 322 485, 3 364 433, 3 499 112 und 3 499 702 beschrieben ist. Die meisten der bekannten Lichtmodulatoren und Bilddarstellungseinrichtungen mit nematischen Flüssigkristallen nützen die Eigenschaften der dynamischen Lichtstreuung von nematischen Flüssigkristallschichten aus, an die elektrische Felder gelegt werden.

In der smektischen Struktur sind die Moleküle in Lagen angeordnet, innerhalb deren die Hauptachsen der Moleküle annähernd parallel zueinander und annähernd senkrecht zu den Ebenen der

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Lagen liegen. Innerhalb einer bestimmten Lage der Moleküle können die Moleküle in gleichmäßigen Reihen organisiert oder auch über die Lage willkürlich verteilt sein; in jedem Fall sind jedoch die Hauptachsen der Moleküle noch annähernd senkrecht zur Ebene der Lage. Die Anziehungskräfte zwischen den einzelnen Lagen sind relativ schwach, so daß sich die Lagen frei zueinander bewegen können, wodurch die smektische Flüssigkristallsubstanz die mechanischen Eigenschaften eines planaren oder zweidimensionalen, seifenartigen Fluids erhält.

In der cholesterischen Struktur, so nimmt man an, sind die Moleküle wie bei der smektischen Struktur in abgegrenzten Lagen angeordnet* innerhalb einer Lage sind jedoch die Moleküle mit ihren Hauptachsen annähernd parallel angeordnet, ähnlich der Struktur nematischer Flüssigkristalle. Weil die Hauptachsen der Moleküle in der cholesterischen Struktur vermutlich parallel zu den Ebenen der Lagen sind, sind die molekularen Lagen sehr dünn. Die cholesterische Struktur leitet ihren Namen von der Tatsache ab, daß die Stoffe mit cholesterischer Flüssigkristallstruktur typischerweise Moleküle haben, die Abkömmlinge von Cholesterol sind oder die ganz ähnlich wie die Cholesterolmolekule geformt sind. Aufgrund der Form der cholesterischen Moleküle ist in der cholesterischen Struktur die Richtung der Hauptachsen der Moleküle in jeder der erwähnten dünnen Lagen geringfügig gegen die Richtung der Hauptachsen der Moleküle in den benachbarten Lagen verschoben. Wenn man die Molekülhauptachsen mit einer hypothetischen e^ei>a-ä^ea Linie vergleicht, die durch eine cholesterische Flüssigkristallsubstanz geht und senkrecht zu den molekularen Ebenen in dieser Substanz verläuft, so beschreibt die Drehung der Richtung der Molekülachsen in den jeweils angrenzenden molekularen Lagen eine Schraubenlinie rund um die hypothetische geradlinige Achse.

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Cholesterische Flüssigkristalle sprechen "bekanntlich auf elektrische Felder an (siehe Harper, W.J., "Voltage Effects in Cholesteric Liquid Crystals", in Molecular Crystals, Bd.1, 1966, S. 325-332). Die Wirkungen eines elektrischen Feldes auf eine Probe einer Flüssigkristallsubstanz werden typischerweise in einer Zelle beobachtet, die aus einer Schicht der Flüssigkristallsubstanz, eingefügt zwischen transparenten Elektroden, besteht, wie dies beispielsweise in der US-Anmeldung Serial No. 646 532, eingereicht am 16.6.1967» und in der FR-PS 1 484 584 geschildert ist- In diesen beiden Fällen dienen Flüssigkristalle zur Bilddarstellung unter dem Einfluß elektrischer Felder. Es sind bereits Vorrichtungen zum Sichtbarmachen von Bildern vorgeschlagen worden, die auf der Modifikation der optischen Eigenschaften der Flüssigkristallsubstanz unter Beibehaltung ihrer ursprünglichen flüssigkristallinen Mesophase, d.i. der smektischen, nematischen oder cholesterischen, beruhen. In jüngster Zeit haben jedoch NMR Spektraluntersuchungen (der kernmagnetischen Resonanz) gezeigt, daß ein Magnetfeld eine cholesterische Flüssigkristallsubstanz veranlassen kann, einen Phasenübergang zur nematisehen Flüssigkristallstruktur zu vollziehen (siehe Sackmann, Meiboom und Snyder, "On the Relation of Nematic to Cholesteric Mesophases", in J.Am.Chem.Soc., 89:73» 8.November 1967). Auch in der US-PS 3 652 148 ist die Anwendung eines elektrischen Feldes zur Umwandlung eines cholesterischen Flüssigkristalls in eine nematische Flüssigkristallstruktur offenbart.

In der neueren US-PS 3 687 5^5 ist ein elektrooptisches System beschrieben, bei dem eine Schicht oder Lage einer spontan homeotropisch strukturierten, optisch einachsigen nematischen Flüssigkristallzusammensetzung mit einer zur Ebene der Schicht senkrechten optischen Achse durch Anlegen eines elektrischen Feldes senkrecht zur einachsigen optischen Achse optisch zweiachsig gemacht wurde. Wenn das Feld ent-

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fernt wird, entspannt sich die Zusammensetzung natürlich zurück in ihre optisch einachsige, homeotrope Struktur.

In neuen, sich erweiternden technologischen Bereichen, wie .z.B. in Bilddarstellungssystemen mit Flüssigkristallen, werden oft neue Verfahren, Vorrichtungen, Zusammensetzungen und Waren gefunden, um die neue !Technologie in neuer Weise anzuwenden. Die vorliegende Erfindung will ein neues, vorteilhaftes System zum Belegen eines Flüssigkristall-Bilddarstellungselementes mit einem Bild schaffen. Das System soll mit erhöhter Geschwindigkeit und verbessertem Kontrast arbeiten.

Das erfindungsgemäße Flüssigkristallsystem soll rasch durch angelegte elektrische Felder von einem optisch einachsigen Zustand mit der optischen Achse in einer Richtung in einen anderen optisch einachsigen Zustand mit einer dazu praktisch senkrechten optischen Achse gebracht werden. Weiter ist die Er -' findung auf die Am/endung von durch ein elektrisches Feld hervorgerufenen optisch einachsigen Zustandsänderungen in neuen elektrooptischen Zellen und Bilddarstellungszellen gerichtet.

Um dies zu erreichen, wird gemäß dem elektrooptischen Verfahren der Erfindung eine Schicht einer Flüssigkristallsubstanz vorgesehen, die die optischen Eigenschaften des optisch einachsigen Zustandes einer nematischen Hesophase hat; ein erstes elektrisches Feld wird annähernd senkrecht zur optischen Achse dieser Substanz angelegt, wodurch die optische Achse der Substanz praktisch parallel zu diesem elektrischen Feld gedreht wird,.- und ein zweites elektrisches Feld wird etwa senkrecht zur Richtung des ersten elektrischen Feldes angelegt, wodurch die optische Achse praktisch parallel zu diesem zweiten ί elektrischen Feld gedreht wird. Durch das erste elektrische

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PeId wird also eine optisch einachsige Flüssigkristallzusammensetzung vorgesehen, deren optische Achse mit dem IPeId ausgerichtet ist. Durch das nachfolgend angelegte zweite elektrische Feld wird die optische Achse der Zusammensetzung wieder praktisch in ihre ursprüngliche Lage, d.i. parallel zu dem neu angelegten Feld, ausgerichtet. Das erste und das zweite elektrische Feld können wiederholt nacheinander angelegt werden, um eine rasche, wiederholte Umschaltung zwischen den beiden optisch einachsigen Zuständen zu bewirken. Elektrooptische Zellen und Bilddarstellungssysfeeme, die diese vom Feld getriebene Umschaltung zwischen den optisch einachsigen Zuständen ausnützen, sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine halbschematische, auseinandergezogene isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrooptischen Zelle,

Fig. 2 eine halbschematische, isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektroopitschen Zelle in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 eine halbschematische, auseinandergezogene isometrische Darstellung eines erfindüngsgemäßen Bilddarstellungssystems .

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer neuen, erfindungsgemäßen elektrooptischen Zelle 10 in halbschematischer, auseinandergezogener, isometrischer Darstellung gezeigt. Zwei im wesentlichen transparente Platten 11 und 30 sind durch ein Abstandselement 31 getrennt und eine Schicht der Flüssigkristallzusammensetzung 13 mit optisch einachsiger Eigenschaft nimmt

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den Raum zwischen den Platten 11 und 30 ein. Die im wesentlichen transparente Platte 30 ist auf ihrer Kontaktfläche, d.i. die an der Flussigkristallzusammensetzung 13 anliegende Fläche, einen im wesentlichen transparenten leitenden Belag 39· Ein Streifen aus einem isolierenden Material dient nach Art einer Dichtung dazu, die Enden des kleinen Volumens abzuschließen und die Flüssigkristallschicht 13 zu "begrenzen, so daß die Flussigkristallzusammensetzung in dem Raum zwischen den Platten 11 und 30 und Elektroden 12A und 12B eingesperrt ist. Im Betrieb werden die Zellen über Leitungen 15 an eine Spannungsquelle angeschlossen, beispielsweise an eine Potentialdifferenzquelle 14, und mit einem Schalter verbunden, etwa mit dem Schalter 32 zwischen Kontakten 34- und 35· Wenn in dem Beispiel der Fig. 1 der Schalter 32 mit dem Kontakt 34 verbunden ist, sind die Elektroden 12A auf der Oberfläche der im wesentlichen transparenten Platte 11 an den einen Pol der Spannungsquelle 14 angeschlossen und eine Elektrode 39 auf der Kontaktfläche der im wesentlichen transparenten Platte ist mit dem anderen Pol der Spannungsquelle 14 verbunden. Wenn der Schalter 32 mit dem Kontakt 35 verbunden ist, sind die Elektroden 12B auf der im wesentlichen transparenten Platte mit dem anderen Pol der Spannungsquelle 14 verbunden. Je nach der.Stellung des Schalters 32 existiert also eine Potentialdifferenz mit den sie begleitenden elektrischen Feldern zwischen den Elektroden 12A und der Elektrode 39 (Kontakt 34) oder zwischen den Elektroden 12A und den Elektroden 12B (Kontakt 35).

In den hier beschriebenen elektrooptischen Zellen können die im wesentlichen transparenten Platten 11 und 30 aus £dem geeigneten transparenten Material sein. Beispielsweise kann Glas, Polyäthylen, PVC, Mylar, ein Polyester-Kunstharz von DuPont, Teflon, eine Polytetrafluoräthylenfolie von DuPont oder jedes andere geeignete praktisch transparente Material verwendet werden.

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Die Elektroden 12 und 39 können aus jedem geeigneten elektrisch leitenden Material bestehen. Solche elektrischen Leiter haben typischerweise einen spezifischen elektrischen Widerstand im Bereich zwischen etwa 1O~ und etwa 10"^ -Ω.cm. Doch sind auch Materialien mit'Widerstandswerten außerhalb dieses Bereiches für verschiedene Ausführungen der Erfindung brauchbar. Beispiele für leitende Materialien, die sich für Elektroden eignen, sind Aluminium, Kupfer, Silber, Gold, Zinnoxid, Chrom usw. Die Dicke der Elektroden, d.i. ihre Abmessung senkrecht zu den transparenten Oberflächen, ist im typischen Fall nicht größer als etwa 250 Mikron. Die einzelnen Zellen gemäß der Erfindung haben in dem Ausführungsbeispiel eine Breite von nicht mehr als etwa 50 mm. Schmale einzelne Zellen oder Kombinationen derselben in diesem Bereich sind besonders zweckmäßig für die Verwendung in Bilddarstellungssystemen mit hoher Auflösung.

Wenn man einen Dichtungsstreifen an den Enden des von den Elektroden und den transparenten Oberflächen begrenzten Volumens oder in irgendeiner anderen passenden Form verwenden will, ist hierfür ein im wesentlichen elektrisch isolierendes Material brauchbar. Zweckmäßige Dichtungsmaterialien sind chemisch inert und besitzen die passenden dielektrischen Eigenschaften. Geeignete Materialien für diesen Zweck sind z.B. Zelluloseacetat, Zellulosetriacetat, Zelluloseacetatbutyrat, elastische Polyurethan-Polymere, Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Polystyrol, Polykarbonate, Polyvinylfluorid, Polytetrafluoräthylen, Polyäthylenterephthalat, Gemische dieser Stoffe, u.a.

Alle Flüssigkristallsubstanzen oder -zusammensetzungen, die entweder auf äußere Anregung hin oder von sich aus die optische Einachsigkeit der einachsigen nemafcischen Mesophase haben, sind verwendbar. Beispiele für Substanzen, die die optische

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Einachsigkeit auf äußere Anregung hin entwickeln, sind cholesterische Stoffe, Gemische von cholesterischen und smektischen Stoffen, Gemische von nematischen und cholesterischen Stoffen, beispielsweise etwa 80 Gew.-% Methoxybenzyliden-p-n-rbutylanilin (HBBA) und 20 Gew.-% Cholesterylchlorid (CO); weitere Gemische nematischer und optisch aktiver nicht-mesomorpher Materialien, wie beispielsweise 1-Mentholj, oder d-Eampfer. Diese Materialien und Gemische entwickeln typischerweise die optischen Eigenschaften der cholesterischen Mesophase und vollziehen eine Phasenumwandlung zum Zustand der optisch einachsigen nematischen Mesophase auf geeignete Anregung hin, beispielsweise einen durch ein elektrisches Feld induzierten Phasenübergang, wie er in der US-PS 3 652 14-8 beschrieben ist, auf die hiermit verwiesen wird. Auch nematische Substanzen nehmen den optisch einachsigen Zustand unter der Einwirkung elektrischer Felder und auf eine Behandlung des Substrats hin. an, beispielsweise durch Reiben der Substrate, wie dies in P.Ghatelain, Bull, Soc. Fr. -Miner. Crist. 66, 105 094-3) beschrieben ist.

Beispiele für geeignete Materialien, die von sich aus die optische Einachsigkeit entwickeln, sind im Wachstum gehemmte nematische Substanzen, wie sie in der US-PS 3 687 515j auf die hiermit verwiesen wird, offenbart sind, und kompensierte Gemische von cholesterischen Stoffen.

Beispiele für geeignete Flüssigkristallzusammensetzungen, die allein oder in Kombination verwendet werden können, um die in der Flüssigkrdstallzusammensetzung 13 erwünschten " Eigenschaften zu erzielen, sind in der US-PS 3 622 224 und zwar in Spalte 3 Zeile 18 bis Spalte 4-, Zeile 62 aufgezählt, auf die hiermit verwiesen wird. Weitere brauchbare Flüssigkristallzusammensetzungen, die allein oder in Kombination ver-i wendbar sind, um die gewünschten Eigenschaften der Flüssig-

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kristallzusammensetzung 13 zu erhalten, si.nd auch noch in der US-PS 3 652 148, Spalte 4, Zeile 59 bis Spalte 5,Zeile 26 und in der US-PS 3 687 515» Spalte 3, Zeile 59 bis Spalte 4, Zeile 62 erwähnt, auf die hiermit verwiesen wird. .

Unter dem Ausdruck "eine Schicht einer Flüssigkristallzusammensetzung mit den optischen Eigenschaften des optisch einachsigen Zustandes der nematischen Mesophase wird vorgesehen" seien hierin die oben aufgezählten Mittel zum Erzielen der erwünschten einachsigen Eigenschaft und der Äquivalente verstanden, und speziell der durch ein elektrisches Feld induzierte Phasenübergang von der cholesterischen zur nematischen Mesophase.

Wie man gefunden hat, haben cholesterische Flüssigkristalle die Eigenschaft, daß, wenn.die Fortpflanzungsrichtung linear polarisierten oder unpolarisierten Lichtes entlang der Schraubenachse verläuft, d.i., wenn das Licht senkrecht zu den langen Molekülachsen eintritt, weißes Licht im wesentlichen beim Durchgang durch dünne Schichten solcher Flüssigkristalle unbeeinflußt bleibt, ausgenommen ein Wellenlängenband, das um die Wellenlänge A._o zentriert ist, wobei X a 2np, worin η den Brechungsindex der Flüssigkristallsubstanz und ρ die Ganghöhe der Schraube darstellt. Die Bandbreite Δ Λ des um Γ zentrierten Wellenlängenbandes ist beispielsweise in der Größenordnung von etwa/"_o/14. Für Licht mit einer Wellenlänge A₀ zeigt der cholesterische Flüssigkristall unter diesen Bedingungen eine selektive Reflexion des einfallenden Lichtes, so daß annähernd 50% des Lichtes reflektiert und annähernd 50% durchgelassen werden (eine vernachlässigbare Absorption angenommen, die gewöhnlich der Fall ist). Sowohl das reflektierte als auch das durchgelassene Licht ist annähernd zirkularpolarisiert. Für Licht mit

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Wellenlängen in der Gegend von A_Q, aber nicht bei X₀, ist der gleiche Effekt vorhanden, aber nicht so vollständig. Das durchgelassene Licht ist nicht zirkulär sondern elliptisch polarisiert. Die cholesterischen Flüssigkristalle, die diese Eigenschaft der selektiven Lichtreflexion in einem um die Wellenlänge A₀ zentrierten Bereich haben, werden als in der Grandjean- oder "gestörten"Struktur befindlich bezeichnet. Wenn K₀ im sichtbaren Bereich des Spektrums liegt, erscheint die Flüssigkristallschicht mit der Farbe, die A₀ entspricht; wenn J^₀ außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches liegt, erscheint die Schicht farblos.

Je nach dem spezifischen Drehsinn der Schraubennatur des Materials, d.h. ob dieses rechtsdrehend oder linksdrehend ist,.ist das durchgelassene Licht entweder rechtszirkularpolarisiert (RHCPL) oder linkszirkularpolarisiert (LHOPL). Das durchgelassene Licht ist im gleichen Polarisationssinn zirkularpolarisiert, wie er für die Schraubennatur des Materials spezifisch ist. Ein cholesterischer Flüssigkristall mit einer spezifischen linksgängigen Schraubenatruktur läßt LHCPL durch und einer mit einer rechtsgängigen Schraubennatur läßt EHCPL durch.

Nachstehend werden die cholesterischen Flüssigkristallsubstanzen in der konventionellen Weise durch die Art des bei A₀ reflektierten Lichtes gekennzeichnet. Wenn eine Schicht als rechtsdrehend bezeichnet wird, bedeutet dies, daß sie rechtszirkularpolarisiertes Licht reflektiert, und wenn eine Schicht alß linksdrehend bezeichnet wird, ist gemeint, daß' sie linkszirkularpolarisiertes Licht reflektiert.

Eine rechtsdrehende cholesterische Flüssigkristallsubstanz läßt linkszirkularpolarisiertes Licht bei ^ praktisch voll ständig durch, wogegen die gleiche Substanz rechtszirkular-

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polarisiertes Licht fast vollständig reflektiert. Dagegen ist eine linksdrehende Schicht bei/ fast transparent für rechtszirkularpolarisiertes Licht und reflektiert linkszirkularpolarisiertes Licht. Da linear polarisiertes oder unpolarisiertes Licht gleiche. Anteile von rechtszirkularem und linkszirkularem Licht enthält, ist eine cholesterische Flüssigkristallschicht bei/, annähernd 50% durchlässig für diese Lichtquellen, wenn sich der Flüssigkristall in seiner Grandjean-Struktur befindet.

Es hat sich herausgestellt, daß kompensierte cholesterische Flüssigkristallgemische (Gemische rechts- und linksdrehender Bestandteile, die so eingestellt sind, daß sie sich einer unendlichen Ganghöhe nähern), spontan eine optisch einachsige Konfiguration annehmen können, wobei die optische Achse annähernd senkrecht zur Ebene des Flüssigkristalles liegt. Ein Beispiel hierfür ist ein Gemisch aus 50 Gew.-% Cholesterylchlorid und 50 Gew.-% Oleylcholesterylkarbonat. Kompensierte cholesterische Substanzen, die als Flüssigkristallzusammensetzung 13 verwendet werden, können durch elektrische Felder in der Vorrichtung der Fig. 1 von dem Ein-Zustand zum Aus-Zustand umgeschaltet werden. Nach der Wegnahme des angelegten Feldes, das etwa parallel zur Ebene des Gemisches verläuft und eine Orientierung der optischen Achse parallel zur Gemischebene verursacht, orientieren sich die kompensierten cholesterischen Gemische selbst in die Konfiguration zurück, in der die optische Achse etwa senkrecht zur Ebene des Gemisches verläuft. Die in Fig. 2 gezeigte elektrooptische Zelle kann daher für solche kompensierte cholesterische Gemische verwendet werden. Die Zelle der Fig. 2 ist derjenigen der Fig. 1 ähnlich, mit dem Unterschied, daß bei der Zelle der Fig. 2 die Elektrode 39 der im wesentlichen transparenten Platte 30 und das Abstandselement 31 fehlen. Ein weiterer Unterschied ist, daß bei Fehlen des AbStandselementes y\ die

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Elektroden 12A und 12B hochkant angebracht sein können, um die Flüssigkristallzusammensetzung 13 besser halten zu können.

Es ist zweckmäßig, auch für kompensierte cholesterische oder homeotrop strukturierte nematische Substanzen elektrische Felder zum Umschalten der Plüssigkristallzusammensetzung zwischen den beiden optisch einachsigen Zuständen EIN und AUS zu verwenden, weil die diesen Materialien eigene Relaxationszeit verhältnismäßig lang ist. So kann beispielsweise die natürliche Relaxationszeit für verschiedene Zusammensetzungen bis zu etwa 20 Sekunden betragen, wogegen ein vom Feld angetriebener Lagewechsel der optischen Achse zwischen etwa 1 und etwa 100 Millisekunden beansprucht; das bedeutet, bei einem Zyklus, der von EIN über AUS zu EIN geht,.kann das feldgetriebene System gemäß der Erfindung Geschwindigkeiten von mehr als 500 Zyklen in der Sekunde erreichen. Der schnellste periodische Betrieb mit natürlicher Relaxation beträgt allgemein rund 20 Zyklen pro Sekunde. Für rasche Schaltvorgänge auch mit kompensierten cholesterischen oder homeotrop strukturierten nematischen Substanzen ist die Zelle der Fig. 1 derjenigen cer Fig. 2 überlegen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird der vorteilhafte Effekt der Erfindung im typischen Fall durch einen Analysator oder Polarisator mit linear polarisiertem und parallel gerichtetem Licht beobachtet. Das Licht ist vorzugsweise monochromatisch. Die Lichtquelle kann von sich aus bereits polarisiertes, paralleles Licht aussenden, wie dies beispielsweise Laser tunj in. diesem Fall ist nur der Analysator oder Polarisator 22 erforderlich. Oder die Lichtquelle kann monochromatisches oder weißes Licht aussenden, das durch einen Kollimator und PoIa-' risator 22 geschickt wird, wie z.B. die Lichtquelle. 17 mit dem Kollimator 18, der senkrecht zur Ebene der Flüssigkristallschicht 13 angeordnet ist. Das parallel ausgerichtete Licht * wird dann durch einen Polarisator 19 geschickt und das linearpolarisierte Licht betritt entlang der Linie 20 die elektro-

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optische Zelle senkrecht zur optischen ;se der Flüssigkristallzusammensetzung 13» wenn der Sc ater 32 mit dem Eontakt 35 und der Schalter 33 mit dem r. ontakt 37 verbunden ist. Diese Stellungen der Schalter 32 uad 33 liefern Potentialdifferenzen und entsprechende elektrische Felder zwischen den Elektroden 12A und 12B. Dadurch wird ein elektrisches Feld oder deren mehrere parallel zur Ebene der Flüssigkristallzusammensetzung 13 erzeugt, das die Hauptachse der Moleküle der Schicht 13 parallel zur Ebene der Schicht 13 ausrichtet. Die Flüssigkristallzusammensetzung 13 ist nunmehr unter dem Einfluß des parallelen elektrischen Feldes optisch einachsig und ihre optische Achse verläuft parallel zur Ebene der Schicht 13. Ein Beobachter 21 auf der anderen Seite der elektrooptischen Zelle, der die Zelle durch einen Polarisator 22, der unter 90° zum Polarisator 19 angeordnet ist, in einer zur Ebene der Schicht 13 und zur optischen Achse der Flüssigkristallzusammensetzung 13 senkrechten Richtung betrachtet, sieht, daß das Gesichtsfeld eine maximale Helligkeit hat, wenn die gekreuzten Polarisatoren einen Winkel von 4-5° mit dem parallelen elektrischen Feld einschließen. Die elektrooptische Zelle befindet sich in ihrem Bilddarstellungszustand EIN. Um die elektrooptische Zelle in ihren AUS-Zustand umzuschalten, wird der Schalter 32 mit dem Kontakt 34· in elektrische Verbindung gebracht, um ein elektrisches Feld zwischen der Elektrode 3^ und den Elektroden 12B zu erzeugen. Alter- . nativ kann ein Schleifkontakt 38 mit der Spannungsquelle 14· verbunden werden, indem eine elektrische Verbindung zwischen dem Schalter 33 und dem Kontakt 36 hergestellt wird; wenn man nun den Schleifkontakt 38, der die Form einer Leiste hat, mit allen an die Elektroden 12A und 12B angeschlossenen Leitern in Verbindung bringt, so wird durch einen größeren Bereich der Schicht 13 ein elektrisches Feld erzeugt, das senkrecht zur Ebene der Schicht 13 verläuft. Das senkrechte

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elektrische Feld bewirkt, daß sich, die Hauptmolekülachsen der Flüssigkristallzusammensetzung 13 parallel zueinander ausrichten, jedoch nunmehr senkrecht zur Ebene der Schicht 13. Die optische Achse der Flüssigkristallzusammensetzung ist also jetzt unter dem Einfluß des senkrechten elektrischen Feldes senkrecht zur Schicht 13- Wenn der Beobachter 21 nun die elektroopitsche Zelle genau so wie im vorherigen Fall betrachten würde, wäre seine Blickrichtung parallel zur optischen Achse der Flüssigkristallzusammensetzung 13 und er würde finden, daß das Gesichtsfeld bei allen Stellungen des Polarisators und Analysators dunkel bleibt. Das heißt, die Flüssigkristallzusammensetzung 13 erscheint nunmehr gleichmäßig schwärz.'Die elektrooptisch« 'Zelle befindet sich also in ihrem AÜS-Zustand bezüglich der Bilddarstellung. Wie Fig. 3 zeigt, ist- eine Dichtung 31 vorgesehen, um die Flüssigkristallzusammensetzung 13 besser zwischen der Elektrode 39 und der im wesentlichen transparenten Platte 11 festzuhalten.

Zweckmäßige Feldstärken liegen zwischen etwa 1Cr und etwa 1Cr V/cm; die bevorzugte Elektrodendicke beträgt zwischen etwa 50 A° und etwa 10 ai. \ die bevorzugte Schichtdicke für die Flüssigkristallzusammensetzung liegt zwischen etwa 1 yu und etwa 50/U · Das.angelegte Potential zur Erzeugung der elektrischen Felder kann Gleichspannung, Wechselspannung oder eine Kombination derselben sein.

In Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 wurden einzelne elektro optische Zellen beschrieben; es können jedochauch Gitter oder Bit-Matrices in einer Konfiguration mit koplanaren elektrooptischen Zellen vorgesehen werden, um den neuartigen Effekt gemäß der Erfindung zu erzielen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung für einen speziellen Fall von Flüssigkristallzusammensetzungen, elektro-

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optischen Zellen und Bilddarstellüngssystemen, wobei die optisch einachsige Flüssigkriställzusammensetzung durch elektrische Gleichstromfelder aus einem einachsigen Zustand, in dem ihre optische Achse eine vorbestimmte Lage hat, in einen zweiten einachsigen Zustand, in dem ihre optische Achse senkrecht zur vorherigen Lage liegt, umgeschaltet wird. Teile und Proζentangaben beziehen sich auf das Gewicht, soweit nichts anderes angegeben ist. Die nachstehenden Beispiele sollen bevorzugte Ausführungsformen des neuen elektrooptischen Systems mit Flüssigkristallen veranschaulichen.

Beispiel I

Zur Konstruktion einer elektrooptischen Zelle dient ein Objektträger mit den ungefähren Maßen 76 χ 25 x 1,3 mm. Durch Aufdampfen von Chrom bis zu einer Dicke von etwa 100 A⁰ werden verzahnte Chromelektroden geformt, wobei in einem Überzug aus einem Photoresist ein verzahntes Muster solcher Art erzeugt wird, daß jede Elektrode in dem verzahnten Elektrodenmuster etwa 0,25 nun. breit ist und der Abstand zwischen den einzelnen Elektroden in dem Muster etwa 0,25 mm beträgt. Der Chromüberzug in den nicht zum Muster gehörigen Flächen wird durch Ätzen mit einer Säure entfernt. In der geschilderten Weise werden zwei solche Objektträger mit den verzahnten Chromelektroden hergestellt und mit einer elektrischen "Verbindung zu einer Spannungsquelle versehen, so daß elektrische Felder entweder zwischen einzelnen Elektroden auf jedem Objektträger oder zwischen den Elektroden auf dem einen Objektträger und denjenigen auf dem zweiten Objektträger errichtet werden können. Auf der mit den Elektroden versehenen

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Seite des einen Objektträgers wird ein cholesterisches Flüssigkristallgemisch aus etwa 60% Cholesterylchlorid und etwa 40% Cholesterylnonanat innerhalb eines Abstandselementes aus Mylar (Polyester-Kunstharzfolie.von DuPont) mit einer Dicke von etwa 0,025 mm aufgebracht. Das Abstandselement befindet sich auf der mit den Elektroden versehenen Oberfläche des Objektträgers aus Glas und ist entlang dessen ganzem Umfang angebracht, so daß der Flüssigkristall darin eingeschlossen ist. Dann wird der zweite, mit Elektroden versehene Objektträger aus Glas mit der Elektrodenseite nach unten auf die Flüssigkristallzusammensetzung gelegt derart, daß seine Elektroden mit den Elektroden des ersten Objektträgers in Deckung sind. Das Flüssigkristallgemisch erscheint normalerweise als eine lichtstreuende, milchigweiße durchscheinende Schicht. Von der Spannungsquelle wird quer durch die Flüssigkristallzusammensetzung eine Spannung von etwa 90 V angelegt, die ein elektrisches Feld mit einer Feldstärke von etwa 4- . 10 V/cm erzeugt. Bei Vorhandensein dieses Feldes nimmt der Bildtteil der Flüssigkristallschicht ein farbloses, transparentes Aussehen an. Bei angelegtem Feld wird das Bilddarstellungselement mit einem linearen Analysator betrachtet, während linearpolarisiertes Licht senkrecht auf das bilddarstellende Element fällt. Bei Betrachtung mit dem linearen Analysator beobachtet man den cholesterischnematischen Übergang von optisch negativ zu positiv, weil es unmöglich ist, das Gesichtsfeld mit dem linearen Analysator zu löschen, wenn die cholesterisch^ Flüssigkristallzusammensetzung unter einfallendem linearpolarisiertem Licht betrachtet wird, bevor der Phasenübergang stattfindet. Wenn der Phasenübergang stattgefunden hat» tritt das senkrecht einfallende, linearpolari-. sierte Licht linearpolarisiert durch die vom elektrischen Feld induzierten Bereiche aus und kann bei Betrachtung mit dem linearen Analysator gelöscht werden. Das angelegte Feld ^; von etwa 90 V stellt den Schwellenwert dar, bei dem ein Über-

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gang von der cholesterischen zur nematischen Mesophase eintritt. Bei oder über diesem Schwellenwert des elektrischen Feldes kann die jetzt nematischartige Flüssigkristallzusammensetzung durch elektrische Felder gesteuert und zwischen dem EHT- und AUS-Zustand umgeschaltet werden, indem man abwechselnd die elektrischen Felder durch die Dicke der Zusammensetzung und quer über die Breite der Zusammensetzung anlegt. Die durch die Flüssigkristallzusammensetzung angelegte Spannung wird umgeschaltet auf eine Spannung zwischen den einzelnen Elektroden auf jedem Objektträger, so daß zwischen diesen Elektroden elektrische Felder entstehen. Das Bilddarstellungselement wird nun wieder mit einem linearen Analysator betrachtet, während linearpolarisiertes Licht senkrecht auf das Bilddarstellungselement fällt, und man beobachtet eine Doppelbrechung. Das Auftreten von Doppelbrechung zeigt an, daß die Moleküle der Flüssigkri.stallzusammensetzung sich gedreht haben. Die Drehung beträgt etwa 90° und findet parallel zur Ebene der Flüssigkristallschicht statt. Dies kann demonstriert werden, indem man mit einem linearen Analysator linearpolarisiertes Licht betrachtet, das durch die Flüssigkristallzusammensetzung fällt und parallel zu deren Ebene. Das linearpolarisierte Licht geht durch die Flüssigkristallzusammensetzung und kann bei Betrachtung mit dem linearen Analysator gelöscht werden. Die Flüssigkristallzusammensetzung erweist sich bei konoskopischer Betrachtung als einachsig mit der optischen Achse parallel zu dem angelegten elektrischen Feld, wenn man die Flüssigkristallzusammensetzung unter dem Einfluß beider angelegter Felder betrachtet. Das optische Vorzeichen der Flüssigkristallzusammensetzung ist unter beiden Feldern positiv, d.h. das Licht wandert am schnellsten in Richtung der optischen Achse.

Die elektrooptische Zelle wird dann unter ein Leitz Dialux Mikroskop zwischen gekreuzte Polarisatoren gebracht. In pa-

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rallelem durchfallendem Licht erscheint die Zelle in allen Positionen dunkel, wenn das elektrische Feld quer durch die Dicke der Fliissigkristallzüsammensetzung angelegt ist. Sie hat eine maximale Helligkeit, wenn das elektrische Feld zwischen die einzelnen Elektroden auf jedem Objektträger angelegt ist und die gekreuzten Polarisatoren mit der Feldrichtung zwischen den einzelnen Elektroden jedes Objektglases einen Winkel von 45° einschließen. In dieser Stellung werden die gekreuzten Polarisatoren gelassen, d.i. unter einem Winkel von 45° zu dem zwischen den einzelnen Elektroden eines jeden Objektträgers verlaufenden Feldes, so daß nach dem Umschalten des elektrischen Feldes auf den Verlauf quer durch die Dicke der Flüssigkristallschicht die Zelle durch die gekreuzten Polarisatoren dunkel erscheint und also in ihrem AUS-Zustand der Bilddarstellung ist. Wenn dagegen das elektrische Feld wieder zwischen die einzelnen Elektroden jedes Objektträgers zurückgeschaltet wird, beobachtet man eine maximale Helligkeit durch die gekreuzten Polarisatoren in den Bereichen der Flüssigkristallzusammensetzung, wo das elektrische Feld existiert, und die Zelle befindet sich im EIN-Zustand der Bilddarstellung.

In die Stelle des Auges des Beobachters wird dann eine Photodiode gesetzt, die an ein Oszilloskop angeschlossen wird. Beide werden so geeicht, daß paralleles auf die Photodiode fallendes Licht als eine Intensitätsstufe auf dem Oszilloskop erscheint. Während eines wiederholten Umschalten des elektrischen Feldes wird die elektrooptisch« Zelle wiederholt vom EIN-Zustand in den AÜS-Zustand umgeschaltet und das Oszilloskop zeichnet eine Rechteckwelle, jedesmal, wenn die Zelle eingeschaltet ist. Die Kombination der Photodiode und des ÖszilloGkops stellt einen bequemen Weg dar, um die Zyklusgeschwindigkctit j d.i. die Zeitdauer von AUS zu EIN und zurück zu AUS oder von EIN zu AUS und wieder zu EIN, zu messen.

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Der reziproke Vert der Zykluszeit ist die Anzahl der Zyklen pro Sekunde, mit der die elektrooptisch^ Zelle arbeitet. Beim Anlegen einer Spannung von 90 V von der Spannungsquelle und wiederholtem Umschalten wurde festgestellt, daß eine Zyklusgeschwindigkeit von etwa 2 Sekunden möglich ist. Die elektrische Feldstärke zwischen den einzelnen Elektroden auf jedem Objektträger beträgt etwa 4 . ⁴I(K V/cm. Die elektrische Feldstärke durch die Dicke der Flüssigkristallzusammensetzung ist etwa 4.10 V/cm. Bei der geschilderten Konfiguration mit einem Abstand von 0,25 nun zwischen den einzelnen Elektroden" auf jedem Objektträger herrscht also die niedrigere elektrische Feldstärke zwischen den einzelnen Elektroden ein und desselben Objektträgers, wenn die elektrooptische Zelle in ihren EIN-Zustand der Bildgebung geschaltet ist und folglich den langsamsten !Peil des Zyklus darstellt. Bei einer Spannung von 90 V und raschem Umschalten zwischen EIN und AUS wurde die Zyklusdauer für die Zelle mit etwa 2 Sekunden festgestellt,

Beispiel II

Die elektrooptische Zelle und das Bilddarstellungssystem des Beispiels I wird mit 100 V und raschem Umschalten zwischen EIN und AUS betrieben. Die Zyklusdauer beträgt etwa 0,5 Sekunden, d.h. das System arbeitet mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 Zyklen pro Sekunde.

Beispiel III

Die elektrooptische Zelle und das Bilddarstellungssystem des Beispiels I wird mit einer Spannung von 200 V und raschem Umschalten zwischen EIN und AUS betrieben. Dabei wurde eine maximale Zyklusgeschwindigkeit von 0,1 Sekunden erreicht, d.h. die Bilddarstellungsgeschwindigkeit beträgt etwa 10 Zyklen in der Sekunde.

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Beispiel IV

Beispiel I wurde durchgeführt mit .dem Unterschied, daß die angelegte Spannung 600 V beträgt; die Zyklusgeschwindigkeit ist 10 Millisekunden und die Bilddarstellungsgeschwindigkeit ist 100 Zyklen in der Sekunde.

Beispiel V

Beispiel I wird durchgeführt mit dem Unterschied, daß die angelegte Spannung 700 V beträgt\ die Zyklusgeschwindigkeit beträgt etwa 5 Millisekunden und die Bilddarstellungsgeschwindigkeit etwa 200 Zyklen in der Sekunde.

Beispiel VI

Ein kompensiertes cholesterisches Flüssigkristallgemisch mit etwa 50% Cholesterylchlorid und 50% Oleylcholesterylkarbonat, das spontan eine einachsige Konfiguration mit der optischen Achse senkrecht zum Substrat, auf dem es angebracht ist, annimmt, wird in eine gemäß Fig. 2 gebaute elektrooptische Zelle gebracht. Ein angelegtes Potential von etwa 50 V erzeugt eine elektrische Feldstärke zwischen den Elektroden 12A und 12B der Fig. 2 von etwa 2,2 . 10^ V/cm. Die Elektroden 12A und 12B sind etwa 0,025 mm hoch mit einem Abstand von etwa 0,25 mm zwischen den einzelnen Elektroden JWenn das elektrische Feld so angelegt wird, daß der Schalter 32 mit dem Kontakt 35 eier Fig. 2 verbunden wird, befindet sich die elektrooptische Zelle in ihrem EIN-Zustand. Wenn das elektrische Feld ausgeschaltet wird, indem beispielsweise der Schalter 32 von dem Kontakt 35 getrennt wird, nimmt das cholesterische Flüssigkristallgemisch spontan seine ursprüngliche Stellung wieder an,' in der die elektrooptische Zelle im AUS-Zustand der Bilddarstellung ist. Die optischen Versuche g?mäß Beispiel I

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werden wiederholt, um zu zeigen, daß das kompensierte cholesterisch^ Flüssigkristallgemisch optisch einachsig ist mit seiner optischen Achse senkrecht zum Objektträger 11. Wenn dagegen das elektrische Feld angelegt wird, ist das kompensierte cholesterische Flüssigkristallgemisch ■ optisch einachsig mit seiner optischen Achse parallel zum Objektträger 11 und in Richtung des angelegten Feldes und die Zelle befindet sich im EIN-Zustand. Wieder wird die maximale Helligkeit beobachtet, wenn die gekreuzten Polarisatoren mit der Richtung des !elektrischen Feldes einen Winkel von 45° bilden. Die Bilddarstellungsgeschwindigkeit ist jedoch ziemlich niedrig aufgrund der verhältnismäßig langen Relaxationszeit zum AUS-Zustand, wenn das angelegte elektrische Feld weggenommen wird.

Beispiel VII

Beispiel VI wird durchgeführt mit dem Unterschied, daß die elektrooptische Zelle der Fig. 1 benutzt wird, so daß die Flüssigkristallzusammensetzung des Beispiels VI durch elektrische Felder zwischen dem EIN- und AUS-Zustand der Bilddarstellung umgesteuert werden kann. Dabei lassen sich Bilddarstellungsgeschwindigkeiten vergleichbar mit denjenigen der Beispiele I bis V mit niedrigeren Spannungen erzielen als in den genannten Beispielen verwendet wurden, weil nicht mehr bei oder über dem Schwellenwert für den Phasenübergang von cholesterisch zu nematisch gearbeitet werden muß.

Beispiel VIII

Beispiel I wird durchgeführt, mit dem Unterschied, daß die angelegte Spannung 500 V beträgt und der Abstand zwischen den einzelnen Elektroden auf jedem Objektträger nur etwa

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0,025 mm statt 0,25 mm beträgt. Man erzielt Bilddarstellungsgeschwindigkeiten von etwa 500 Zyklen pro Sekunde, wobei beim Anlegen höherer Spannungen ein elektrischer Durchschlag stattfindet.

In obiger Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des vorteilhaften elektrooptischen Systems mit Flüssigkristallen gemäß der Erfindung sind spezielle Komponenten und Proportionen angegeben worden. Es können jedoch auch andere geeignete Materialien und Variationen der verschiedenen Schritte in dem System als oben angegeben verwendet werden mit befriedigenden Ergebnissen und unterschiedlichen Qualitätsgraden. Weiter können andere Materialien und Schritte zu den hierin benutzten zugefügt werden und in dem Verfahren können Variationen durchgeführt werden, um die Besonderheiten oder Verwendungsmöglichkeiten der Erfindung zu verstärken oder sonstwie zu modifizieren. Beispielsweise können verschiedene andere Flüssigkristallzusammensetzungen, die für die Erfindung brauchbar sind, weil sie die angestrebte Fähigkeit haben, optisch einachsig zu sein oder zu werden und die gewünschten optischen Eigenschaften zu entwickeln, erst noch aufgefunden und in dem erfindungsgemäßen System verwendet werden und diese Zusammensetzungen können etwas unterschiedliche Dicken, elektrische Felder, Temperaturbereiche oder andere Bedingungen für die Resultate der Erfindung erforderlich machen.

Im Rahmen der Erfindung sind noch zahlreiche andere Änderungen in den Einzelheiten, Materialien, Verfahrensschritten und Anordnungen der Elemente gegenüber den beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich.

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Claims

Patentansprüche

1. Elektrοoptisches Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Schicht einer Flüssigkristallsubstanz mit den optischen Eigenschaften des optisch einachsigen Zustands der nematischen Mesophase vorgesehen wird,

b) ein erstes elektrisches Feld etwa senkrecht zur optischen Achse der Substanz angelegt wird, wodurch die optische Achse der Substanz etwa parallel zu dem ersten elektrischen Feld gedreht wird, und

c) ein zweites elektrisches Feld etwa senkrecht zur Eichtung des ersten elektrischen Feldes angelegt wird, wodurch die optische Achse im wesentlichen parallel zu dem zweiten elektrischen Feld gedreht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bei dem Verfahrensschritt a) eine Flüssigkristallsubstanz vorgesehen wird, die die Phasenumwandlungseigenschaft der cholesterischen Mesophase zeigt, wenn diese Substanz unter den Einfluß eines angelegten elektrischen Feldes bei oder über dem Umwandlungsschwellenwert von der cholesterischen zur nematischen Phase für dieses Material gebracht wird, und daß das erste und das zweite elektrische Feld im Verfahrensschritt b) bzw. c) bei oder über dem Phasenumwandlungsschwellenwert angelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkristallsubstanz, die die Phasenumwandlungseigenschaft der cholesterischen Mesophase hat, einen cholesterischen Flüssigkristallstoff enthält.

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4. Verfahren nach, einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkristallsubstanz auch, einen nematischen Flüssigkristallstoff enthält.

5. Verfahren nach. Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallsubstanz aus etwa 80 Gew. -% Ifethoxybenzyliden-p-n-butylanilin und etwa 20 Gew.-% Cholesterylchlorid besteht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkristallsubstanz auch einen smektisöhen Flüssigkristallstoff enthält.

7. "Verfahren nach, einem der Ansprüche 2bis6, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkristallsubstanz,, die die Biasenumwandlungs ei genschaft der cholesterischen Mesophase besitzt, Gemisch aus einem nematischen flüssigkristallinen Stoff und einem optisch aktiven nicht-mesomorphen Stoff umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß der optisch aktive nicht-mesomorphe Stoff aus der 1-Menthol und d-Kampfer umfassenden Gruppe gewählt ist. "

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkristallsubstanz aus einem kompensierten cholesterischen Flüssigkristallgemisch besteht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Ms 9, dadurch gekennzeichne t , daß die Flüssigkristallsubstanz einen nematischen Stoff enthält, der sich spontan ausrichtet.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadur ch gekennzeichnet., daß die Verfahrensschritte b) und c) mindestens einmal wiederholt werden.. * -

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Verfahrensschritt b) und c) mit .einer Geschwindigkeit wiederholt werden, die eine Bilddarstellungsgeschwindigkeit von zwischen etwa 1 und etwa 500 Zyklen in der Sekunde ergibt.

13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bilddarstellungsgeschwindigkeit zwischen etwa 100 und etwa 200 Zyklen pro Sekunde beträgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche-9 bis 13? dadurch gekennzeichnet, daß das kompensierte cholesterisch^ Flüssigkristallgeiaisch aus etwa 50 Gew.-% Cholesterylchlorid und etwa 50 Gew.-% Oleylcholesterylkarbonat besteht.

15· Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallsubstanz zwischen Polarisatoren vorgesehen wird und während der Verfahrensschritte b) und c) zwischen diesen Polarisatoren betrachtet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisatoren unter 90° gekreuzt sind und mit wenigstens einem der in den Verfahrensschritten

b) und c) angelegten elektrischen Felder einen Winkel von etwa 45° bilden.

17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallsubstanz die Form einer Schicht mit einer Schichtdicke zwischen etwa 1 Mikron und etwa 50 Mikron hat.

tO9S43/Q§9§

18. Verfahren nach, einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Felder in den Verfahrensschritten b) und c) eine elektrische Feldstärke zwischen etwa 1Cr und etwa 1Cr V/cm haben.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 2bis18, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Verfahrensschritten a), b) und c) angelegten elektrischen Felder eine elektrische Feldstärke von etwa 1Cr bis etwa 1Cr V/cm haben.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Felder in den Verfahrensschritten b) und c) zwischen mit der Flüssigkristallsubstanz in Berührung stehende Elektroden angelegt werden und daß die Dicke der Elektroden zwischen etwa 50 A° und etwa 10 Mikron beträgt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallsubstanz aus einem. Gemisch mit etwa 60 Gew.-% Cholesterylchlorid und etwa 40 Gew.-% Cholesterylnonanoat besteht.

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