DE2538186A1

DE2538186A1 - Darstellungsverfahren unter verwendung von fluessigkristallen

Info

Publication number: DE2538186A1
Application number: DE19752538186
Authority: DE
Inventors: Jun James E Adams; Werner E L Haas; Bela Richter
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1974-09-25
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1976-04-15
Also published as: US3947183A; FR2286458A1; JPS5160542A; CA1050642A; NL7511323A; GB1509571A; FR2286458B3

Description

27 116·

XEROX CORPORATION, Rochester, IT.Y./USA

Darstellungsverfahren unter Verwendung von Flüssigkristallen

Die Erfindung betrifft elektrooptische Systeme und insbesondere ein elektrooptisches System, in dem eine Flüssigkristallmasse, die ein Gemisch aus cholesterischen Flüssigkristallen oder anderen optisch aktiven Materialien und nematischen, flüssigkristallinen Materialien enthält, verwendet wird. Die Erfindung umfaßt auch elektrooptische Zellen und Abbildungssysteme unter Verwendung des erfindungsgemäßen flüssigkristallinen, elektrooptischen Systems.

Flüssigkristalle weisen physikalische Eigenschaften auf, die teils •für Flüssigkeiten und teils für feste Kristalle typisch sind. Der Ausdruck "Flüssigkristalle" ist zu einem Gattungsbegriff für Substanzen mit diesen Doppeleigenschäften geworden. Flüssigkristalle sind in drei verschiedenen Formen bekannt, nämlich der smektischen, nematischen und cholesterischen Form. Diese Strukturformen werden gelegentlich auch als Mesophasen bezeichnet,' wodurch zum Ausdruck gebracht werden soll, daß es sich um Aggregatszustände zwischen dem· flüssigen und kristallinen Zustand handelt * Die drei vorgenannten Mesophaseformen von Flüssigkristallen sind durch verschiedene Strukturen gekennzeichnet, in denen die Moleküle der Verbindung in einer

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für jeweils eine der mesomorphen Strukturen charakteristischen Weise angeordnet sind. Jede dieser Strukturen ist auf dem Gebiet' der Flüssigkristalle an sich bekannt. - ,

Flüssigkristalle sprechen bekanntlich auf eine Reihe von Stimuli an, wie Temperatur, Druck, äußere Einwirkung von chemischen Verbindungen, sowieielektrische und magnetische Felder. Cholesterisch^ Flüssigkristalle sprechen bekanntlich in charakteristischer Weise auf elektrische Felder an; vgl. US-PSen:. 3 652 148, 3 642' 348 und 3 680 950.

Cholesterisch^ Flüssigkristalle oder Flüssigkristallmassen mit den Eigenschaften cholesterischer Flüssigkristalle sind in einem ihrer natürlichen optischen Zustände durchscheinend, beispielsweise wie ein milchig weißes, opaleszierendes Material. Dieser Zustand ist auch als brennpunktkonischer oder "ungestörter" Zustand von cholesterischen, flüssigkristallinen Materialien bekannt. In der US-PS 3 652 148 ist ein System beschrieben, in dem Massen mit den Eigenschaften cholesterischer Flüssigkristalle starken elektrischen Feld'ern ausgesetzt werden. Dabei wird ein durch das elektrische Feld induzierter Phasenübergang hervorgerufen, bei dem optisch negative, cholesterische Flüssigkristallmassen in einen transparenten, optisch positiven, flüssigkristallinen Zustand, von dem man annimmt, daß er strukturell der nematischen, flüssigkristallinen Mesophasenstruktur gleicht, umgewandelt werden.

Ebenso ist es bekannt, daß nematische Flüssigkristalle auf elektrische Felder und Ströme ansprechen; Sie wurden in verschiedenen

•elektrooptischen Zellen und Abbildungssystemen verwendet; vgl.

"US-TSen 3 322 485, 3 499 112 und 3 8Ö6 230. Viele der bekannten nematischen, flüssigkristallinen Lichtmodulatoren und Darstellungseinrichtungen nützen die Eigenschaften der dynamischen lichtstreuung von nematischen, flüssigkristallinen Materialien aus, an die über die Dicke der Schicht hinweg elektrische Felder angelegt werden; vgl. Heilmeier et al., "Dynamic Scattering: A New Electro-Optic Effect in. Certain Classes of Kematic Liquid Crystals"

.Proc. I.E.E.Bo Bd. 56, ITr. 7, Juli 1968, S.1162 bis 1171.'Die dynamische Lichtstreuung ist vermutlich auf die differentielle

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Ausrichtung von Bereichen .oder Schwärmen von doppelbrecnenden, flüssigen Kristallmolekülen in elektrischen Feldern, die an solche Systeme angelegt werden, zurückzuführen.

Gemische von cholesterischen und nematischen Flussigkristallen sprechen ebenfalls auf elektrische Felder an; vgl. Heilmeier G.H. und Goldmacher, J.E., Appl. Phys. Letters, Bd. 13, Nr. 4, (1968) S. 132, und Soref, R.A., "Thermo-Optic Effects in Nematic-Cholesteric Mixtures",'J.Applied Physics, Bd. 41, Hr. 7, Juni 1970 S. 3021 bis 3026, wo die optischen Veränderungen von induzierten Zuständen in nematisch-cholesterischen Gemischen beschrieben ist. Ferner ist in Haas, W., Adams, J., und Flannery, J.B., "ac-Field-Induced Grandjean Plane Texture in Mixtures of Room-Temperature Hematics and Cholesterics", Phys. Rev. Letters, Bd. 24, Nr. 11 (1970), S. (c), beschrieben, daß bestimmte Gemische von cholesterischen · und"nematischen Flüssigkristallen als Reaktion auf ein elektrisches Feld eine dynamische Streuung zeigen.

In neuen, sich erweiternden technologischen Bereichen, wie z.B. in elektrooptischen und Bilderzeugungssystemen, werden oft neue Verfahren, Vorrichtungen, Massen und Waren gefunden, die sich zur Anwendung der neuen Technologie mit überraschender, verbesserter Wirkung eignen. Die vorliegende Erfindung will ein Bilderzeugungssystem schaffen,-bei dem kontrastreiche Bilder entstehen, die mit oder ohne Einsatz von Lichtpolarisierungseinrichtungen zu beobachten sind. ■

Aufgabe, der Erfindung ist es, ein·.neues elektrooptischen Verfahren sowie ein neues Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung von Flüssigkristallen zur Verfugung zu stellen. Ferner sollen erfindungsgemäß Flüssigkristallmassen, die ein Gemisch aus cholesterischen Flüssigkristallen oder anderen optisch aktiven Materialien und nematischen, flüssigkristallinen Materialien .enthalten durch Anlegen von verschiedenen elektrischen Feldern aus ihrem durch ein elektrisches Feld induzierten, dynamischen Streuzustand in einen ausgerichteten nematischen Zustand umgewandelt werden. Weiterhin soll ein Abbildungssystem unter Verwendung von Flüssigkristallen zur Verfugung gestellt werden, das in durchtretendem Licht ohne

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die Hilfe von Lichtpolarisationseinr^Lchtungen betrachtet werden kann. Schließlich sollen neue Flüssigkristallmassen zur Verfugung gestellt werden, die sich zur Verwendung im erfindungsgemäßen Wechselstrom- oder Gleichstromfeld-Übergangssystem eignen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Schicht einer Flüssigkristallmasse, die ein Gemisch aus cholesterischen Flüssig-kristallen oder anderen optisch aktiven Materialien und nematischen» flüssigkristallinen Materialien enthält, in einem elektrischen Feld vorgesehen und durch Änderung der Variablen des angelegten elektrischen Felds aus ihrem durch den elektrischen Strom induzierten, dynamischen Streuzustand in einen ausgerichteten, nematischen Zustand umgewandelt. Ferner ist ein Abbildungssystem vorgesehen, in dem ein derartiges flüssigkristallines Element in einer gewünschten Bildkonfiguration durch das vorgenannte System abgebildet wird.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen an Hand der Zeichnungen.' Darin zeigen: .

Fig. 1 einen halbschematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen elektrooptischen Zelle;

Fig. 2 eine halbschematische, isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrooptischen Bilderzeugungszelle, bei der das gewünschte Bild durch die Gestalt von mindestens einer der Elektroden definiert ist;

Fig. 3 eine halbschematische, auseinandergezogene isometrische Ansicht einer.erfindungsgemäßen elektrooptischen Bilderzeugungszelle, bei der eine flüssigkristalline Bilderzeugungsmasse durch ein X-Y-Elektrodengitter-Adressensystem abgebildet wird;

Fig. 4 eine halbschematische, isometrische Ansicht einer· typischen, erfindungsgemäßen elektrooptischen Bilderzeugungszelle, bei der die Zelle zwischen Polarisatoren betrachtet wird. ·

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In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, typischen elektrooptischen.Flüssigkriställzelle 10 abgebildet, in der ein Paar 'von transparenten Platten.11 mit einem im wesentlichen transparenten, leitenden Überzug 12 auf ihren Kontaktflächen ein im wesentlichen paralleles Paar von transparenten Elektroden aufweisen. Zellen, bei denen beide Elektroden im wesentlichen transparent sind, werden bevorzugt, wenn das Abbildungselement in durchtretendem licht betrachtet werden soll. Jedoch können Flüssigkristallzellen auch unter Verwendung von reflektiertem Licht betrachtet werden, wobei nur eine einzelne transparente Elektrode notwendig ist, während die andere opak und/oder reflektierend sein kann. Die transparenten Elektroden sind durch ein dichtungsartig wirkendes Abstandsstück 13 voneinander getrennt. In diesem Abstandsstück 13 sind Hohlstellen vorgesehen, die eine oder mehrere flache, schalenartige Vertiefungen bilden. Darin ist -das flüssigkristalline Material in einem Film oder Schicht, der bzw. die das aktive Element der elektrooptischen Zelle umfassen, enthalten. Erfindungsgemäß enthält die Schicht des flüssigkristallinen Materials ein Gemisch aus cholesterischen Flüssigkristallen oder anderen optisch aktiven Materialien und. nematischen, flüssigkristallinen. Materialien. Durch einen externen Stromkreis 15 wird zwischen den Elektroden ein elektrische-s PeId erzeugt. Der Stromkreis 15 umfaßt typischerweise elektrische Potentialquellen V^ und V₂, die .durch leitungen 17 mit Teilen der beiden Elektroden verbunden sind. Der Stromkreis 15 kann gegebenenfalls auch eine geeignete Schalteinrichtung aufweisen.

Der elektrooptische Effekt der flüssigkristallinen Elemente der Erfindung, die' auch als flüssigkristalline, elektrooptische Bilder zeugungssyst.eme - verwendet werden können, ist in der US-PS 3 652 148 beschrieben. Auf diese Druckschrift wird hier vollinhaltlich Bezug genommen. Beim Verfahren dieser Druckschrift wird ebenso wie beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Gemisch oder eine Masse mit den Eigenschaften cholesterischer Flüssigkristalle in einer in Fig. 1 angegebenen, sandwichartigen Elektrodenkonfiguration so verwendet, daß starke, über den Film der Flüssigkristallmasse hinweg angelegte elektrische Felder einen feldinduzierten Phasenübergang hervorrufen, bei dem die optisch negative, cholesterisch^ Flüssigkristallmasse in einen optisch positiven, flüssigkristallinen

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Zustand umgewandelt wird. Elektrooptisch^, choT sterische Flüssigkristalle oder optisch aktive Massen, die sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen, weisen in der Regel einen Übergangsschwellenwert der Feldstärke auf, bei dem oder oberhalb dessen der Übergang stattfindet. Es wird angenommen, daß dieser Übergang aus einer Umwandlung des cholest.erischen Flüssigkristalls in die nematische, flüssigkristalline Mesophasenstruktur resultiert. Man nimmt an, daß dies ein Masseneffekt ist, der auf den gesamten Querschnitt der umgewandelten Teile der aus der Masse bestehenden Schicht einwirkt.

Im erfindungsgemäßen System tritt jedoch der cholesterisch-nematische Mesophasenübergang nicht zwischen einem ursprünglichen, cholesterischen, nicht unter der Einwirkung eines elektrischen Felds stehenden Materials in seinem natürlichen Zustand und dem anschließend durch ein elektrisches Feld induzierten, phasenumgewandelten, nematischen Zustand ein. Vielmehr wurde erfindungsgemäß festgestellt, daß ein cholesterisch-nematischer Phasenübergang auftritt, wenn ein Gemisch aus cholesterischen Flüssigkristallen oder anderen optisch aktiven Materialien und nematischen Materialien, das sich ursprünglich in einem.durch Wechselstrom oder Gleichstrom induzierten dynamischen Streuzustand befindet, durch ein elektrisches Feld verschiedener Spannung und/oder Frequenz so beeinflußt wird, daß sich das' Gemisch in einen induzierten, transparenten, nematischen Zustand umwandelt. Dabei ergibt sich ein sichtbarer Übergang einer hellen, stark lichtstreuenden Schicht mit kleinen, vorübergehenden, doppelbrechenden Bereichen in einen im wesentlichen transparenten, ausgerichteten, nematischen Zustand.

Ferner wurde jedoch erfindungsgemäß festgestellt, daß nicht nur ein Übergang in Gemischen aus cholesterischen Flüssigkristallen oder anderen optisch aktiven Materialien und nematischen Flüssigkristallen vom elektrisch induzierten, dynamischen Streuzustand · zum feldinduzierten, transparenten,-^ausgerichteten, nematischen .Zustand errejrcht· werden kann, sondern daß sich mit diesem System überraschenderweise gute Umschaltgeschwindigkeiten erreichen lassen. Ferner wurde festgestellt, daß sich das erfindungsgemäße Übergangssystem, als kontrastreiches Abbildungssystem eignet, ohne daß Licht-

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polarisatoren oder andere kontrastverstärkende Einrichtungen, die bei herkömmlichen Abbildungssystemen erforderlich waren, notwendig sind. Ein .Grund für die gesteigerte Kontrastkapazität des erfindungsgemäßen Systems liegt darin, daß der dynamische Streuzustand wesentlich heller ist, als die nicht durch Felder beeinflußten Zustände, wie der normale brennpunktkonische Zustand. Das vorliegende System arbeitet auch bei Schwellenbedingungen, .die sich leichter als bei herkömmlichen Systemen erreichen lassen.

In Pig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der durch Mg. 1 erläuterten elektrooptischen Zelle abgebildet, wobei das gewünschte Bild durch die Gestalt der Elektroden und somit durch die Gestalt des durch die Elektroden erzeugten elektrischen Felds definiert ist. Diese elektrooptische Bilderzeugungszelle umfaßt transparente Platten 11, die durch das dichtungsartig wirkende Abstandsstück voneinander getrennt sind. Das Abstandsstück 13 weist einen Hohlbereich 20 auf, -der mit dem Gemisch aus cholest;erisehen, Flüssigkristallen oder anderen optisch aktiven Materialien und nematischen, flüssigkristallinen Materialien gefüllt ist. Diese Fläche umfaßt im wesentlichen die gesamte Fläche des Abstandsstücks 1'3. Ein gewünschtes Bild ist durch die Gestalt eines im wesentlichen transparenten, leitenden Überzugs 21 definiert. Dieser Überzug ist an der inneren Oberfläche einer oder mehrerer der transparenten Trageplatten 11 aufgebracht. Die in Fig. 2 abgebildete Ausführungsform zeigt nur eine der beiden- Elektroden auf beiden Seiten der BiId-.erzeugungsmaterxalien in Bildkonfiguration. Dem Fachmann ist es jedoch klar, daß beide Elektroden leicht in'Kongruenz zueinander gebracht werden können, sodaß sie^: das gleiche gewünschte Bild definieren. Zusätzlich zum bildmäßig geformten, im wesentlichen transparenten, leitenden Überzug 21 ist an einer oder beiden der Platten 11 an deren Innenfläche ein weiterer, im wesentlichen transparenter Überzug 22· angebracht, dessen Gestalt komplementär zum bildmäßig geformten Überzug 21 ist, der aber räumlich getrennt vom Überzug 21 angeordnet"oder auf eine andere Weise gegenüber · diesem elektrisch isoliert ist. Der Überzug 22 kann als zur bildmäßigen Elektrode 21 komplementäre Hintergrundelektrode bezeichnetwerden. In Fig.-2 ist die Elektrode 12a an der entgegengesetzten Seite des Abstandsstücks 13 zu den geformten Elektroden

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und 22 als Vollflächenelektrode oder im. wesentlichen transparenter Überzug 12a gezeigt. Jedoch kann in.verschiedenen Ausführungsformen die Gegenelektrode 12a komplementär geformte Elektroden umfassen, wie die Elektroden 21 und 22. Die Elektroden 21 und 22 sind für einen separaten Betrieb oder einen·'Betrieb bei verschiedenen elektrischen Bedingungen ausgebildet. Sie können jedoch auch zusammen oder bei den gleichen Bedingungen betrieben werden, wie eine im wesentlichen die gesamte Fläche umfassende Elektrode.

In dieser Ausfuhrungsform wird in der Regel ein sehr dünner oder im wesentlichen unsichtbarer Leiter 16 verwendet, um die bildmäßig geformte Elektrode 21 an den externen Stromkreis 15 anzuschließen. Der Leiter 16 ist von der komplementären Hintergrund-.elektrode 22 räumlich getrennt angeordnet oder auf eine andere Weise von dieser elektrisch isoliert. Der Leiter 16 ist mit dem Leiter 19 verbunden, der zur elektrischen Potentialquelle "^ führt. Die komplementäre Hintergrundelektrode 22 ist mit dem Leiter 28 verbunden, der zur elektrischen Potentialquelle V^ führt. In der Abbildung ist die Gegenelektrode 12a gemeinsam zwischen den Quellen V₁ und Vp geerdet. Wenn jedoch die Gegenelektrode separat geformte Elektroden, wie die Elektroden -21 und 22, umfaßt, werden diese separat geformten Elektroden in der Regel mit den gleichen elektrischen Potentialquellen verbunden, wie ihre kongruent geformte Elektrode auf der anderen Seite des Abstandsstücks und des Abbildungsmaterials.

Beim Betrieb wird eine der geformten Elektroden, z.B. eine geformte Hintergrundelektrode 22 elektrisch mit einer Klemme einer elektrischen Potentialquelle, z.B. der Quelle V.., verbunden, während die andere Klemme mit einer Vollflächenelektrode oder einer -kongruent geformten Elektrode an der gegenüberliegenden Seite des Bilderzeugungsmaterials verbunden wird. Die Quellet V₁ erzeugt, ein elektrisches Potential,das ausreicht, um in dem Teil der Schicht des flüssigkristallinen Bilderzeuguhgsmaterials, der geometrisch der ' -geformten Hintergrundelektrode entspricht, dynamisches Streuen hervorzurufen/ Eine bildmäßig geformte Elektrode, z.B. die Elek- · · trode 21, wird elektrisch mit einer Klemme einer elektrischen ' Potentialquelle, z.B. der Potentialquelle Vo > verbunden, während .'

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die andere Klemme mit einer Vollflächenelektrode oder einer k.ongruent geformten Elektrode an der gegenüberliegenden Seite des. Bilderzeugungsmaterials verbunden wird. Die Quelle Vp liefert ein elektrisches Potential, das ausreicht, um über die Schicht des flüssigkristallinen Bilderseugungsmaterials hinweg ein elek- -triaches Feld zu erzeugen, daa stark genug istj, um ©is.© Umwandlung des Bilderzeugungsmaterials in seinen transparenten, induzierten, ' nematischen Zustand hervorzurufen. Das transparente Bild auf einem lichtstreuenden Hintergrund kann entweder mit DurohsichtbeleuGMung oder reflektiertem Licht betrachtet werden. Bei der Verwendung von reflektiertem Licht kann eine der Elektroden gegebenenfalls, opak sein. Ferner sind durch eine Veränderung des Potentials und/oder der Frequenz (wenn die Quelle eine Wachse Is tr omquelle ist) eine Reihe von Abbildungskombinationen mögliche Verschiedene Seil© der Bilderzeugungsmasse können leicht von ©iaem Zustand in den anderen überführt werden. Wird beispielsweise in dem iro^fcesohrigbeiien System das-Potential der Quelle V« so variiert₉ daß "-sie dem konstant bleibenden Potential der Quelle Y« nahe kommt«, so verschwindet das transparente Bild und die gesamte Fläche ίίΙΰΘΚϊΐΜ&ΐ cl©a dynamischen Streuzustand. In ähnlicher Weise können beliebig geformte Elektrodenflächen von Bedingungen, die den dynamischen Streuzustand bewirken, zu Bedingungen gebracht werden, die den transparenten, induzierten, nematischen Zustand im Bilderzeugungsmaterial 10a hervorrufen. So können erfindungsgemäß entweder transparente Bilder auf einem lichtstreuenden· Hintergrund oder lichtstreuende Bilder auf' einem transparenten Hintergrund erzeugt werden.

In den hier beschriebenen elektrooptischen, flüssigkristallinen Zellen können die Elektroden aus beliebigen geeigneten transparenten, leitfähigen Materialien bestehen. Typische geeignete transparente, leitfähige Elektroden bestehen aus Glas- oder Kunststoffsubstraten mit im wesentlichen transparenten und kontinuierlich leitfähigen Überzügen aus Leitern wie Zinn, Indiumoxid, Aluminium, Chrom, Zinnoxid öder anderen geeigneten Leitern. Diese im wesent'-.liehen transparenten, leitfähigen Überzüge können aufgedampft oder nach einem anderen Verfahren auf die transparenten Substrate aufgebracht werden. JUESA-Glas, ein mit Zinnoxid beschichtetes Glas der Firma Pittsburgh Plate Glass Company, ist ein im Handel

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erhältliches, typisches Beispiel für ein transparentes, leitfähiges Elektrodenmaterial.

Das Abstandsstück 13, das die transparenten Elektroden voneinander trennt und den flüssigkristallinen Film zwischen diesen Elektroden enthält, ist in der Regel chemisch inert, im wesentlichen isolierend, gegebenenfalls transparent■und weiet entsprechende"dielektrische Eigenschaften auf. Beispiele für Materialien, die sich als isolierende Abstandsstücke eignen, sind Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatbutyrat, Polyurethanelastomere, Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Polystyrol,. Polycarbonate, Polyvinylfluorid, Polytetrafluoräthylen, Polyäthylenterephthalat und Gemische dieser Materialien..

Diese Abstandsstücke definieren auch annähernd die Stärke der Bilderzeugungsschicht bzw. des Bilderzeugungsfilms der Flüssigkristalle. Vorzugsweise weisen sie eine Stärke im Bereich von etwa 0,25 mm (10 mil) oder, weniger auf. Optimale Ergebnisse erhält man in der Regel mit Abstandsstücken, deren Stärke im Bereich von etwa 0,006 bis etwa 0,13 mm (etwa 0,25 bis etwa 5mil) liegt.

Die Schicht bzw. der Film 14 der Flüssigkristallmasse enthält ein Gemisch aus cholesterischen Flüssigkristallen oder anderen optisch aktiven Materialien und nematischen, flüssigkristalline«. Materi-. alien. Gemische von Flüssigkristallen können in organischen Lösungsmitteln, wie Chloroform, Petroläther und Methyläthylketon , hergestellt werden. Diese Lösungsmittel werden in der Regel anschließend aus dem Gemisch abgedampft, wodurch das flüssigkristalline Gemisch an der gewünschten Stelle zurück bleibt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die einzelnen Flüssigkristalle des Gemisches direkt durch Erhitzen der· gemischten Bestandteile über die isotrope Übergangstemperatur zu vereinigen. Derartige Lösungen oder Schmelzen von Flüssigkristallen sind besonders geeignet zur Schaffung von Flüssigkristallschichten auf Oberflächen.

Der cholesterische Bestandteil -des flüssigkristallinen Gemisches .kann alle geeigneten cholesterisohen Flüssigkristalle, Gemische

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oder Massen mit den Eigenschaften cholesterischer Flüssigkristalle umfassen. Als cholesterische Flüssigkristalle eignen sich im er-•findu'ngsgemäßen Verfahren beispielsweise Reaktionsprodukte aus Cholesterin und anorganischen Säuren, wie Cholesterylchlorid, Cholesterylbromid, Cholesteryljodid, Cholesterylfluorid und Cholesterylnitrat, Ester aus Cholesterin und Carbonsäuren, wie Chole- . sterylcrotonat, Cholesterylnonanoat, Cholesterylhexanoat, Cholesterylf ormiat, Cholesterylchlorformiat, Cholesterylpropionat, Cholesterylacetat, Cholesteryllinoleat, Cholesteryllinolenat,.Cholesteryloleat, Cholesterylerucat, Cholesterylbutyrat, Cholesterylcaprat, Cholesteryllaurat, und Cholesterylmyristat; Chole st erinäther', wie Cholesteryldeqyläther, Cholesteryllaurylather, Cholesteryloleyläther und Cholesteryldodecyläther, Cholesterincarbamate und Cholesterincarbonate, wie Cholesteryloleylcarbonat, Cholesteryläthylcarbonat, Cholesterylbutylcarbonat, Cholesterylgeranylcarbonat, Cholesterylerucat , Cholesterylcetylcarbonat, Cholesteryl-p-nonylphenylcarbonat, Cholesteryl-2-(2-äthoxyäthoxy)-äthylcarbonat, Cholesteryl-2-(2-butoxyäthoxy)-äthylcarbonat, Cholesteryl-l-2-(2-methoxyäthoxy)-äthylcarbonat und Cholesterylheptylcarbamat, Peptide, wie Polybenzylglutamate, insbesondere Poly-^-benzyl-L-glutamat, Derivate von ß-Sitosterin, wie' Sitosterylchlorid," und aktive Amylester von Cyanobenzylidenaminocinnamat. Die Alkylgruppen dieser Verbindung . leiten sich in der Regel von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren oder Alkoholen ab und haben höchstens·etwa 25 Kohlenstoffatome und ungesättigte Ketten mit höchstens etwa 5 Doppelbindungen. •Die Aryireste in diesen Verbindungen sind in der Regel einfach substituierte'Benzolringe. Im erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige der vorgenannten Verbindungen und Gemische dieser Verbindungen als 'cholesterische, flüssigkristalline Materialien verwendet werden.

Anstelle der vorgenannten cholesterischen, flüssigkristallinen Materialien können in den erfindungsgemäß verwendeten Abbildungsmassen andere optisch aktive, nicht mesomorphe Materialien verwendet werden. Spezielle Beispiele für geeignete optisch aktive,· nicht mesomorphe Materialien sind: Derivate von Alkoholen, wie 1-Menthol, 1-Linanool, d-Mannit, d-Borneol und d-Quercit, Ketone wie d-Kampfer, d-3-Methylcyclohexanon, 1-Menthon und 1-6-Isopropyl-

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3-cyclohexanon, Carbonsäurederivate, wie d-Citronellsäure, 1-Citronellsäure, d-Chaulmoograsäure, 1-Kampholsäure, 1-Arabonsäure, d-Weinsäure und 1-Ascorbinsäure, Aldehyde, wie d-Citronellal, Alkene, wie 1-ß-Pinen, d-Silvesteren und d-Limonen, Amine, wie 1-2-Methylpiperidin, Mtrile, wie d-Mandelsäurenitril, Amide, wie d-Hydrocarbamid, sowie Gemische dieser- Verbindungen.

Beispiele für nematische, flüssigkristalline Materialien, die sich im erfindungsgemäßen Verfahren als Bestandteile der flüssigkristallinen Masse eignen,sind: p-Azoxyanisol, p-Azoxyphenetol, p-Butoxybenzoesäure, p- Methoxyzimtsäure, Butyl-p-anisyliden-p-aminocinnamät, Anisyliden-p-aminophenylacetat, p-Äthoxybenzalamino-ctf-methylzimtsäure, 1 ,4-bis--(p-Ä'thoxybenzyliden)-cyclohexanon, 4,4'-Dihexyloxybenzol, 4,4'-Diheptyloxybenzol, Anisal-p-aminoazobenzol, Anisaldazin, η,η'-Nonoxybenzotoluidin, Anile mit der allgemeinen Gruppe (p-n-Alkoxybenzyliden-p-n-alkylaniline), wie p-Methoxybenzylidenp-n-butylanilin un.d p-Äthoxybenzyliden-p'-n-butylanilin, Chlörstilbene, sowie Gemische der vorgenannten Verbindungen.

Die vorstehende Aufzählung von geeigneten Materialien ist keineswegs erschöpfend oder beschränkend. In dieser Aufzählung sind die verschiedensten repräsentativen Materialien'angegeben, die sich für die Verwendung in den elektrooptischen, flüssigkristallinen Massen, die das aktive Element■im erfindungsgemäßen Verfahren darstellen, eignen.

■Bevorzugte Flussigkristallmassen mit cholesterischen-nematischen Mischeigenschaften, die sieh zur Verwendung im erfindungsgemäßeh Verfahren eignen, sind Gemische aus p-/N-(p-Butoxybenzyliden).-amino/-phenylacetat, p-Anisalaminophenylacetat, p-Anisalaminovalerophenon, N-(p-Äthoxybenzyliden)-p-butylanilin, H-(p-Butoxybenzyl.ideri) -p-butylanilin und ÜT-(p-Methoxybenzyliden)-p-butylanilin mit einem oder mehreren der folgenden Bestandteile: Cholesterylchlorid, Cholesterylerucat, 2-(2-Äthoxy)-äthylcarbonat oder Cholesteryl- '· geranylcarbonat.

Die vorgenannten Kombinationen von Materialien werden im erfind ungsgemäßen Verfahren bevorzugt verwendet. Es sei jedoch festgehalten, daß auch beliebige andere Gemische aus cholesterischen

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Flüssigkristallen oder anderen optisch aktiven Materialien und nematischen Flüssigkristallen, die sowohl einen elektrisch indu.-. zierten dynamischen Streuzustand als auch den transparenten, durch elektrische Felder induzierten, ausgerichteten, nematisehen Zustand zeigen, zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind. Die vollständigen theoretischen Grundlagen, warum diese Gemische diese besondere Kombination von Eigenschaften zeigen, sind nicht bekannt. Es wird jedoch angenommen, daß der Schlüssel dafür in der dielektrischen Anisotropie der einzelnen Bestandteile des Gemisches sowie des Gemisches insgesamt zu suchen ist.

Al^ elektrische Potentialquellen können erfindungsgemäß Gleichstromquellen, Wechselstromquellen oder Kombinationen davon verwendet werden. Bei Verwendung eines Gleichstromfelds erreicht man einen zusätzlichen Freiheitsgrad, da dann sowohl Frequenz als auch Spannung variiert werden können, um die gewünschten flüssigkristallinen Zustände und Übergänge zu steuern. Typische Bedingungen für die Arbeitsweise mijfc Gleichstrom in einer 8 u starken erfindungsgemäßen Zelle sind: ΕΙϊΓ-Zustand (dynamisches Streuen): Etwa 8 Voltj AUS-Zustand (transparent, nematisch): Etwa 30 Volt. Diese Voltangaben sind jedoch nur beispielhaft, und je nach den verschiedenen Gemischen von flüssigkristallinen Materialien und nach den verschiedenen Zellstärken können die Voltzahlen beträchtlich variieren. Außerdem wird durch die Verwendung eines Wechselstrompotentials ein Mittel zur Kontrasteinst.ellung zwischen dem AUS- und AN-Zustand geschaffen, indem man die Frequenz des Potentialeingangs ändert. Es wurde festgestellt, daß der Kontrast zwischen den· beiden im. erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Zuständen mit sinkender Frequenz des angelegten Wechselstrompotentials zunimmt. Diese Erscheinung wird durch die·in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Daten näher erläutert.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der elektrooptischen Dar-. Stellungszelle der Erfindung ist schematisch in Fig. 3 in auseinandergezogener, isometrischer. Darstellungsweise abgebildet. Die Zelle von Fig. 3 schließt Platten 11 ein, zwischen denen die Dichtung 13 sandwichartig angeordnet ist. Die Dichtung 13 weist

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einen Hohlraum 20 für die Bilderzeugungsmasse auf, wie es auch in den Ausfünrungsformen der Figuren 1 und 2 der Fall ist. Hier " haben jedoch die Elektroden an den Platten 11 die Form von Streifen aus im wesentlichen transparentem, leitfähigem Material, wobei eine Mehrzahl von solchen Streifen 41 räumlich getrennt voneinander oder auf andere Weise voneinander elektrisch isoliert angeordnet sind. Diese Streifen bilden an den Innenseiten der Platten 11 eine parallele Gitteranordnung. Die Elektrodenstreifen 41a an der Innenseite der Frontplatte sind gegenüber den Elektrodenstreifen 41b an der rückwärtigen Platte in verschiedener Richtung orientiert, vorzugsweise um etwa 90 gedreht. Die Elektrodenstreifen bilden auf diese Weise gekreuzte X-Y-G-itter, zwischen denen sich eine Schicht der Bilderzeugungsmasse.befindet. Durch selektive Verbindung von beliebigen der Frontstreifen 41a mit beliebigen der rückwärtigen ,Streifen 41b mit einer elektrischen Potentialquelle, z.B. V^ oder V₂, können beliebige Flächen -zwischen den beiden gekreuzten Elektrodenstreifen elektrisch aktiviert werden, wodurch die Abbildungsmasse in diesem Bereich dazu veranlaßt wird, entweder ihren dynamischen Streuzus.tand oder ihren transparenten, induzierten, nematischen Zustand anzunehmen.

Die Zelle von Fig. 3 mit den X-Y-Gitterelektroden ist schematisch mit einer solchen Stromkreisanordnung versehen, daß'jedes beliebige Streifenpaar aus den Gruppen 41a und 41b mit einer der beiden elektrischen Potentialquellen V.. oder Vp verbunden werden kann. Im erfindungsgemäßen Verfahren weisen alle Teile des Bereichs der Abbildungszelle in der Regel ein elektrisches Potential auf, das über die Stärke der Bilderzeugungsmasse hinweg gerichtet ist (d.h. senkrecht zur. von der Bilderzeugungsmasse gebildeten Fläche), wobei einige Teile der Fläche ein elektrisches Potential, aufweisen, das ausreicht, daß die Abbildungsmasse in diesen Bereichen sich im dynamischen Streuzustand befindet, während andere Teile ein elektrisches Potential aufweisen,' das ausreicht, um die Abbildungsmasse in ihren transparenten, von einem elektrischen Feld induzierten, nematischen Zustand umzuwandeln. D$s in Fig.3 gezeigte X-Y-Gritterelektrodensystem schließt Leiter 29a und 29b ein,' um beliebige, gewünschte Elektrodenstreifen 41a und

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beliebige, gewünschte Elektrodenstreifen 41b mit der elektrischen Potentialquelle V₁ zu verbinden. V₁ kann beispielsweise ein Po-"tential zur Verfugung stellen, das ausreicht, bei einer erfindungsgemäß verwendeten Bilderzeugungsmasse dynamisches Streuen hervorzurufen. Leiter 30a und'30b können verwendet werden, um beliebige, gewünschte Streifen 41a und beliebige, gewünschte Streifen 41b mit der elektrischen Potentialquelle Vp zu verbinden, die beispielsweise ein Potential erzeugt, das ausreicht, um eine erfindungsgemäß verwendete Abbildungsmasse in ihren transparenten, induzierten, nematischen Zustand umzuwandeln. Die einzelnen Streifen sind schematisch mit einem Schaltmittel 31 abgebildet, durch da's der Elektrodenstreifen mit einem Leiter 29a, 29b, 30a oder 30b verbunden werden kann. Auf die vorbeschriebene Weise kann die Fläche der Abbildungsmasse zwischen beliebigen, zwei sich kreuzenden Streifen 41a und 41b selektiv aktiviert werden, sodaß die Bilderzeugungsmasse in dieser Fläche eine lichtstreuende Einheit auf einem transparenten Hintergrund bildet oder umgekehrt.

Das erfindungsgemäße Abbildungssystem ist so kontrastreich, daß es ohne Polarisatoren oder andere den Kontrast verstärkende Einrichtungen verwendet werden kann. In einigen Ausführungsformen oder Anwendungen des Systems, kann es jedoch erwünscht sein, derartige Einrichtungen zu verwenden. Beispielsweise zeigt Fig. 4 eine elektrooptische Abbildungszelle, die zwei im wesentlichen transparente Elektroden 18 umfaßt, die das.einen flussigkristal-.linen Film enthaltende Abstandsstück 13 sandwichartig einschließen. Diese Zelle wird zwischen Polarisatoren 23 betrachtet. Wie vorstehend ausgeführt, sind Gemische' aus cholesterischen Flüssigkristallen oder anderen optisch aktiven Materialien und'nematischen Flüssigkristallen im elektrisch induzierten, dynamischen Streuzustand diffus lichtstreuend und weisen viele kleine doppelbrechende Bereiche auf. Diese Gemische sind bei ihrer Umwandlung in den induzierten, ausgerichteten, nematischen Zustand im wesentlichen transparent. Wird ein derartiges Gemisch zwischen gekreuzten Polarisatoren betrachtet, ist es bei Durchsichtbeleuchtung nicht sichtbar, während es im doppelbrechenden, dynamischen Streuzustand klar sichtbar is-t. Gemäß Fig. 4 wird Licht aus der Quelle 24 durch

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den Polarisator 23a linear polarisiert. Reim Durchlaufen des fliJssigkristallinen Films verbleibt das Licht 'in den umgewandelter (transparenten)j ausgerichteten, nematisehen Flächenbereichen linear polarisiert, während diese Polarisation in den doppelb'reeilenden, dynamischen Streubereichen 25 aufhört. Beim Passieren des Polarisators 23b,der auf einen entsprechenden Winkel eingestellt ist, erscheinen die ausgerichteten, nematischen Bereiche 26 dunkel, während die doppelbrechenden, dynamischen Streubereiche 25 hell erscheinen, sodaß sich ein dunkles Bild auf einem hellen Hintergrund ergibt.

Die bevorzugte Ausführungsform des in JB¹Ig. 4 abgebildeten erfindungsgemäßen Systems weist einen flüssigkristallinen Film auf, der zwischen Polarisatoren betrachtet wird. Es können aber auch andere Mittel zur Verstärkung der Bild- oder Nichtbildbereiche eine ähnliche Funktion wie die in der abgebildeten Ausführungsform verwendeten Polarisatoren ausüben. Beispielsweise können zusätzlich zu Polarisatoren Randbe-leuchtungssysteme, optische Filtersysteme oder andere geeignete Mittel zur Steigerung der Qualität des gewünschten Bildes verwendet werden. Es ist somit verständlich, daß beliebige, gewünschte Bilder in dunkel-aufhell, he11-auf-dunkel oder auch in gefärbten Kombinationen aus Bild und Hintergrund geschaffen werden formen.

Das Abbildungssystem der^-Erfindung wurde vorstehend einfachheitshalber für eine einzige Ausführungsform mit Sandwichelektroden beschrieben. Es sei jedoch festgehalten, daß das erfindungsgemäße Verfahren 'in beliebigen Ausführungsformen angewendet werden kann, die zur' Erzeugung der erforderlichen elektrischen Potentiale und Felder in der Lage sind. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren für großflächige Darstellungen oder für Anwendungen vom "stacked nixie tube"-Typ verwendet werden, wie in der US-PS 3 622 224 ausgeführt ist. Andere geeignete Anwendungen sind Bit-Matrix-Adressensysteme sowie Elektronadel- und Elektronenstrahl-Adressensysteme gemäß der US-PS 3 652 148.

In sämtlichen vorgenannten Ausführungsformen oder in verschiedenen Kombinationen dieser Ausführungsformen kann das erfindungsgemäße Abbildungssystem zur Schaffung beliebiger, gewünschter Figuren . '

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oder Schriftzeichen in. beliebigen Sprachen oder Zahlensystemen oder zur Schaffung beliebiger anderer, gewünschter Zeichnungen oder Bilder,--je nach den Wünschen des Anwenders, verwendet 'werden.

Im Verfahren der Erfindung tritt im allgemeinen ein Übergang vom · stark sichtbaren, dynamischen Streuzustand bei relativ niedrigen elektrischen Potentialen.zum transparenten, feldinduzierten, ausgerichteten, nematischen Zustand bei relativ hohen leidstärken auf. Es wurde jedoch überraschenderweise festgestellt, daß in einigen Ausführungsformen der feldinduzierte, ausgerichtete, nematische Zustand bei 'Feldstärken auftreten kann, die geringer sind als die Feldstärken, die in der gleichen Flüssigkristallmasse dynamisches Streuen hervorrufen. Eine theoretische Begründung für diese Erscheinung gibt es gegenwärtig nicht.

Die folgenden Beispiele geben eine nähere Erläuterung der Erfindung bezüglich der elektrischen Umwandlung einer gemischten cholesterisch-nematischen !Flüssigkristallmasse vom dynamischen Streuzustand in den durch elektrische Felder induzierten, ausgerichteten, nematischen Zustand. Teil- und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben. Die Beispiele sollen verschiedene, bevorzugte Ausführungsformen des neuen flüssigkristallinen, elektrooptischen Darstellungssystems erläutern.

Beispiel. I

Eine elektrooptische Zelle wird wie folgt hergestellt: Ein gläserner Objektträger wird mit Zinnoxid beschichtet. Auf der leitfähigen Seite des Trägers wird ein etwa 0,012 mm (0,5 mil) starkes, als Dichtung wirkendes Abstandsstück aus Tedlar, einer Polyvinylfluorid-Folie der Firma Dupont, mit einer kleinen, eingeschnittenen, quadratischen Öffnung angeordnet. Ein weiterer mit Zinnoxid beschichteter, gläserner Objektträger wird auf dem Abstandsstück angeordnet. Zwischen den mit einer leitfähigen Beschichtung versehenen Objektträgemund innerhalb der Öffnung des AbstandsStücks ist eine Flüssigkristallmasse mit cholesterischen optischen Eigenschaften eingeschlossen. Ein Gemisch aus cholesterischen und nematischen Flussigkristallen wird hergestellt, indem man zunächst

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etwa 1 Teil p-/iJ-(p-Butoxybenzyliden)-amino/ -phenylacetat, etwa 1 Teil p-Anisalaminophenylacetat, etwa 2 Teile p-Anisalaminovalerophenon, etwa 1 Teil eines Gemisches aus etwa 65$ ϊΓ-(ρ-Äthoxybenzyliden)-p-butylanilin und etwa 35$ N-(p-Methoxybenzyliden)-p-butylanilin vermischt. Dieses an-J.ngliche Gemisch wird zusätzlich mit etwa 3$ Cholesterylchlorid versetzt. Dieses Gemisch wird während der Herstellung der Zelle in die Zelle eingebracht. Die elektrisch leitfähigen Zinnoxidbeschichtungen auf den beiden Objektträgerelektroden werden elektrisch mit einem Stromkreissystem verbunden, wodurch entweder Gleichstrom- oder Wechselstrompotentiale an die Elektroden angelegt werden. Die Zelle wird ohne Polarisatoren zwischen eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von etwa 5460 A und. eine Photodiode gebracht, die mit einem Voltmeter zum Ablesen der Ausgangsspannung verbunden ist. Die Ausgangsspannung steigt mit zunehmender Belichtung der Photodiode. Bei einer Kontrolle ergibt die Photodiode zunächst eine am Voltmeter abgelesene Ausgangsspannung von etwa 2 mV, wenn kein Feld an die Zelle angelegt wird. Beim Anlegen eines Gleichstromfeldes von etwa 50 Volt ergibt sich eine Ablesung von etwa 20 mV, wobei das Gemisch in den.transparenten, ausgerichteten, nematischen Zustand umgewandelt wird. Eine Gleichstromspannung von etwa 6 bis 8 Volt ergibt einen Photodioden-Ausgang von weniger als etwa 1 ,0 mV, was die gesteigerte Reflexion und Absorption des Gemisches im , dynamischen Streuzustand erläutert. Die Wirkungen von Wechselstromfeldern (angegeben als quadratischer Mittelwert der Spannungs-.werte) und die V/irkungsänderungeii mit steigender Wechselstromfrequenz sind nachstehend näherungsweise angegeben: .

Wechselstrom	schwaches	Photodioden-	starkes '	Photodioden-
frequenz	Feld	Aus gangs s ignal	Feld	Ausgangs signal
5 Hz	6 V	0,7 mV	50 V -	4,0 mV
10 Hz	6 V	1,0 mV·■	50 V	2,5 mV
20 Hz	6 V	' 1,2 mV	50 V	3,0 mV
40 Hz	6 V	15,0 mV	50 V	17,0 mV

Diese Daten zeigen, daß mit steigender Wechselstromfrequenz der Kontrast zwischen dem dynamischen Streuzustand und dem transformierten, ausgerichteten, nematischen Zustand abnimmt.

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Beispiel II

Die Zelle von Beispiel I wird im gleichen System wie in Beispiel I verwendet, mit der Ausnahme, daß die Zelle zwischen im wesentlichen gekreuzte Polarisatoren (wie in Fig. 4 abgebildet) gebracht wird. Diese gekreuzten Polarisatoren sind zwischen der Photodiode und einer lichtquelle der Wellenlänge etwa 6328 A angeordnet. In einem Kontrollversuch ergibt die Photodiode zunächst eine Ausgangs-Voltmeterablesung von etwa 20,0 χ 10 mV, wenn kein PeId angelegt ist. Dies ist auf die große Doppelbrechung des flüssigkristallinen Gemisches zurückzuführen, was zu einer Drehung des Lichts führt und es leicht durch die gekreuzten Polarisatoren passieren läßt. Die Ausgangsablesung an der Photodiode beträgt etwa 24,0 mV wenh ein Gleichstromfeld von etwa 100 Volt angelegt wird. Die Wirkungen von Wechselstromfeldern ( angegeben als quadratischer Mittelwert der Spannungswerte-) ~uiid die Änderungswirkungen mit steigender Wechselstromfrequenz werden durch die nachstehenden, näherungsweisen Werte erläutert:

Vfech se !strom- schwaches Photodioden- starkes Photodiodenfrequenz geld Ausgangssi gnal Feld Aus gangssignal

40 Hz
100'Hz
150 Hz
250 Hz

Zwischen gekreuzten Polarisatoren erscheint die Zelle heller, wenn sie im dynamischen. Streuzustand vorliegt, als wenn sie sich im ausgerichteten, nematischen Zustand befindet. Jedoch- zeigen die vorstehenden Daten ebenfalls die Tendenz der Daten von Beispiel I, d.h. der Kontrast zwischen dem dynamischen Streuzustand und dem transformierten, ausgerichteten, nematischen Zustand nimmt ,mit steigender Preq.uenz der V/echseIstromfelder ab.

Beispiele III-VI

6	V	36,0	mV	100	V	18,0	mV
6	V	32,0	mV	100	V	18,0	mV
6	V	28,0	mV	100	V	20,0	mV
6'	V	24,0	mV	100	V	20,0	mV

Das ursprüngliche Gemisch von Beispiel I wird in den Systemen . von Beispiel I, und II verwendet, mit der Ausnahme, daß an Stelle , der im endgüitigen Gemiscn von Beispiel I verwendeten 3$ Chole-

sterylchlorid folgende Materialien verwendet werden: [ .·609816/1038

III. Etwa 5fo Cholesterylerucat, etwa 0,006 mm (etwa 0,25 mil) dieses·endgültigen Gemisches wird bei etwa 12 bis 15 Volt Gleichstromspannung umgewandelt.

IV. Etwa if° Cholesterylchlorid.

V. Etwa 5$ 2-(2-Äthoxyäthoxy)-äthylcarbonat; etwa 0,006 mm (0,25 mil) dieses endgültigen Gemisches werden bei etwa 100 bis 125 Volt Gleichstromspannung umgewandelt.·

VI. Etwa 5fo Cholesterylgeranylcarbonat; etwa .0,006 mm (o,25 mil) dieses endgültigen Gemisches werden bei¹ etwa 100 bis 125 Volt Gleichstromspannung umgewandelt. . · *

B' e i s ρ i e 1 VII " . ·

Eine elektrooptische Zelle wird gemäß Beispiel I hergestellt, " mit der Ausnahme, daß der zweite, mit Zinnoxid beschichtete, gläserne Objektträger einen X-förmigen Bildbereich (hergestellt durch ätzen oder durch Entfernen der Beschichtung rund um den Bildbereich nach einem anderen physikalischen Verfahren) aufweist, der von einer komplementären Hintergrundfläche in dem Teil des Objektträgers, der die Öffnung im Abstandsstück bedeckt, getrennt is/fc. Der Bildbereich und "der komplementäre Hint erg*rundb er eich -des zweiten Objektträgers sind mit getrennten elektrischen Leitungen versehen, sodaß sie zusammen mit dem ersten leitfähigen.Objektträger mit einem Wechselstrom- oder Gleichstrompotential verbunden werden können. Die in Beispiel I beschriebenen niederen Spannungen bzw. schwachen Felder werden an die Hintergrundbe-r reichselektrode und den ersten Objektträger und die in Beispiel I beschriebenen höheren Spannungen bzw. stärkeren Felder an die geformte Bildbereichselektrode und den ersten Objektträger angelegt, wodurch ein transparentes, induziertes, nematisches Bild auf einem lichtstreuenden Hintergrund entsteht. Dabei ergeben sich verschiedene Kontraste je nach den in Beispiel I beschriebenen niederen und hohen Feldstärken.

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Das System von Beispiel II und die Massen der Beispiele III bis VI können ebenfalls in der Zelle gemäß Beispiel VII verwendet werden.

Vorstehend wurden spezifische Bestandteile, Mengenverhältnisse · und Anordnungen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung angegeben. Es können gedoch auch andere äquivalente Bestandteile und Anordnungen der Elemente mit zufriedenstellenden Ergebnissen und verschiedenen Qualitätsgraden angewendet w .""den. Ferner können Abänderungen vorgenommen werden, um den Wert.der Erfindung zu erhöhen. Es ist ersichtlich, daß Veränderungen-in den Details, Materialien, Anordnungen und Anwendungszwecken der vorstehend erläuterten Erfindung vorgenommen werden können, ohne dadurch den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patent.anspräche

^ΓΛ J Verfahr en zur Abbildung einer Flüssigkristallmasse, dadurch gekennze i chnet, daß man

(a) eine Schicht einer Flüssigkristallmasse, die ein Gemisch aus einem optisch aktiven Material und einem nematischen, flüssig-' kristallinen Material enthält, vorsieht,

(b) an eine Teilfläche dieser Schicht ein erstes elektrisches Potential quer zur Stärke der Schicht anlegt, wobei die Stärke des Potentials ausreicht, um das Gemisch in seinen elektrisch induzierten, dynamischen Streuzustand zu versetzen, und

(c) an eine weitere Teilfläche der Schicht ein zweites elektrisches Potential quer zur Stärke der Schicht anlegt, wobei die Stärke des Potentials ausreicht, um das Gemisch in seinen durch ein elektrisches Feld induzierten, ausgerichteten, nematischen Zustand umzuwandeln, wodurch ein Bild erzeugt wird, das die vorgenannten Teilflächen der Schicht umfaßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch aktive Material ein cholesterisches, flüssigkristallines Material enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das optisch aktive Material'ein nicht mesomorphes, optisch aktives Material enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das angelegte elektrische Feld ein Gleichstromfeld ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das angelegte elektrische Feld ein Wechselstromfeld ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht der Flüssigkristallmasse eine Stärke von höchstens etwa 0,25 mm (10 mil) aufweist. . Λ

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7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzei*chnet₅ daß die Schicht der Flüssigkristallmasse eine Stärke im Bereich von etwa 0,006 bis etwa 0,13 mm (etwa 0,25 bis etwa 5 mil) aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch zwei oder mehr der folgenden Bestandteile enthält: p-^-(p-Butoxybenzyliden)-amino_7-phenylacetat, p-Anisalaminophenylacetat, p-Anisalaminovalerophenon, N-(p-Äthoxybenzyliden)- -p-butylanilin, N-(p-Butoxybenzyliden)-p-butylanilin, !-(p-Methoxybenzyliden)-p-buty!anilin, Cholesterylchlorid, Cholesterylerueat, 2-(2-Äthoxyäthoxy)-äthylcarbonat und Cholesterylgeranylcarbonat.
9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch p-ZN-Cp-ButoxybenzylidenaminoZ-phenylaeetat, p-Anrsalaminophenylacetat, p-Anisalaminovalerophenon, H-(p-Äthoxybenzyliden)-p-butylanilin, N-(p-Butoxybenzyliden)-pbutylanilin und Ή-(p-Methoxybenzyliden)-p-butylanilin enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 9', dadurch gekennze ichne t, daß das Gemisch zusätzlich Cholesterylchlorid, Cholesterylerueat,. 2-(2-Äthoxyäthoxy)-äthylcarbonat oder Cholesterylgeranylcarbonat enthält.
11. Abbildungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild in der·Schicht der Flüssigkristallmasse in Durchsichtbeleuchtung sichtbar ist.
12. Abbildungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht der Flüssigkriotallmasse sich zwischen im wesentlichen gekreuzten Polarisatoren befindet.
13. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,, daß das erste· elektrische Potential an die eine Teilfläche der · Schicht angelegt wird, indem man anfangs quer zur Stärke der Schicht ein erstes elektrisches Feld mit einer zur Umwandluns des Gemisches in den durch ein elektrisches Feld induzierten, ausgerichteten, nematischen Zustand ausreichenden Feldstärke anlegt,

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und anschließend die Stärke des ersten elektrischen Felds auf das erste elektrische Potential mit ausreichender Stärke, um . das Gemisch in seinen elektrisch induzierten, dynamischen Streuzustand zu versetzen,' ändert, wobei diese eine Teilfläche der Schicht von ihrer durch ein elektrisches Feld von ihrem durch ein elektrisches Feld induzierten, transparenten, ausgerichteten, nematischen -Zustand zu ihrem elektrisch induzierten, dynamischen Streuzustand wechselt.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i ohne t, daß das zweite elektrische Feld an eine andere Teilfläche der Schicht angelegt wird, indem man zunächst an diese andere Teilfläche quer zur Stärke der Schicht ein zweites elektrisches Potential mit einer ausreichenden Feldstärke, um das Gemisch in seinen elektrisch induzierten, dynamischen Streuzustand zu versetzen, anlegt, und anschließend die Stärkendes zweiten Potentials so -ändert, daß an der weiteren Tei-lflache das zweite elektrische Feld mit einer zur Umwandlung des Gemisches in seinen durch ein elektrisches Feld induzierten, ausgerichteten, nematischen Zustand ausreichenden Stärke vorgesehen wird, wobei die weitere Teilfläche der Schicht von ihrem elektrisch induzierten, dynamischen Streuzustand in ihren durch ein elektrisches Feld induzierten, transparenten, ausgerichteten, nematischen Zustand wechselt,
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennz e i ohne t, daß eine Teilfläche in einer Bildkonfiguration vorliegt. ^;
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennze ichn-e.t, daß die weitere Teilfläche in einer weiteren Bildkonfiguration vorliegt, die zur Bildkonfiguration der ersten Teilfläche komplementär ist. . ■

j -.
17. Masse mit einem Gehalt an einem Gemisch aus cholesterischen und nematischen, flüssigkristallinen Materialien, dadurch gekennze ichnet, daß das Gemisch p-/lr-(p-Butoxy- ■ ' · · benzyliden)-aminq/-phenylacetat ,· p-Anisalaminophenylacetat, p-Anisalaminovalerophenon, F-(p-A'thoxybenzyliden)-butylanilin i

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N-(p-Butoxybenzyliden)-p-butylanilin und B-(p-Methoxybenzyliden) -p-butylanilin enthält.
18. Masse nach Anspruch 17» dadurch gekennze ichnet, daß sie zusätzlich Cholesterylchlorid, Cholesterylerucat, 2-(2-Äthoxyäthoxy)-äthylcarbonat oder Gholesterylgeranylcarbonat enthält.

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