DE2559254A1

DE2559254A1 - Lichtventil

Info

Publication number: DE2559254A1
Application number: DE19752559254
Authority: DE
Inventors: William P Bleha; Jan Grinberg; Joe A Jenney; Gary D Myer
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1975-01-06
Filing date: 1975-12-31
Publication date: 1976-07-08
Also published as: NL7600100A; IL48536A0; IT1053361B; SE7600017L; FR2296902A1; JPS5193195A

Description

Anmelderin; Stuttgart, den 29. Dezember 1975

Hughes Aircraft Company P 3119 S/kg

Oentinela Avenue and

Teale Street

Culver City, Calif., V.St.A.

Lichtventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtventil mit einer zwischen chemisch neutralen, elektrisch isolierenden Schichten angeordneten Flüssigkristallschicht und einer auf äußeres Schreiblicht ansprechenden photoleitenden Schicht mit hohem Flächenwiderstand, die zusammen zwischen zwei von transparenten, leitenden Schichten gebildeten Elektroden angeordnet sind, an die eine Wechsel, spannung angelegt ist.

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Ein solches Lichtventil ist aus der US-PS 5 824 002 bekannt. Diese Druckschrift behandelt die Vorteile, die im Verhindern eines unmittelbaren Kontaktes zwischen der Flüssigkristallschicht und jeglichem elektrisch leitenden Element liegen, die Anwendung eines Wechselstromes zur Erregung des Lichtventiles und das Prinzip der Impedanzanpassung bezüglich der Photoleiter-Flüssigkristall-Kombination. Diese Druckschrift befaßt sich allgemein mit neraatisehen Flüssigkristallen, jedoch wird bei dem im Detail beschriebenen Ausführungsbeispiel als Flüssigkristall MBBA verwendet, das mit einer ausreichend hohen Spannung betrieben wird, um eine dynamische Streuung im Flüssigkristall anzuregen.

Aus der US-PS 3 625 591 ist eine einen nematischen Flüssigkristall enthaltende Zelle bekannt, in der im Ruhezustand, also bei Fehlen eines elektrischen Feldes, alle Moleküle des Flüssigkristalle^ parallel zu einer bestimmten Kichtung angeordnet sind, längs der die Elektroden der Zelle gerieben worden sind. Wenn bei dieser bekannten Zelle eine niedrige Wechselspannung an die Elektroden angelegt wird, leitet der Flüssigkristallstrom, wodurch eine chaotische Neuverteilung der Moleküle in der Flüssigkristallschicht stattfindet, die wiederum zu einer Entpolarisierung des Lichtes führte Mit Hilfe von gekreuzten Polarisatoren kann diese Umverteilung einem Beobachter sichtbar gemacht werden»

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Aus der US-PS 3 731 986 ist eine bistabile Anordnung bekannt, bei der ein nematischer Flüssigkristall zwischen zwei Elektroden so angeordnet ist, daß sich die Längsachse des Flüssigkristalls schraubenförmig zwischen den beiden Elektroden erstreckt. Nach Anlegen einer Schwellenspannung werden die Moleküle gestreckt. In dieser Patentschrift wird die Verwendung von positiv dielektrischen, anisotropen Materialien gelehrt.

Es ist zu bemerken, daß es sich bei den Vorrichtungen nach den zuletzt genannten beiden Patentschriften um solche zur Darstellung Schwarz auf Weiß oder Weiß auf Schwarz zu handeln scheint, wie sie zur Datenausgabe bei Pultrechnern geeignet sind, und keinerlei Hinweis auf die Möglichkeit der Darstellung einer Grauskala oder gar verschiedener Farben gegeben ist. Weiterhin gibt keine dieser Patentschriften eine Lehre oder einen Hinweis auf die Verwendung einer äußeren Lichtquelle zur Modulation des elektrischen Feldes, dem der Flüssigkristall ausgesetzt wird. Gemäß der hier verwendeten Terminologie haben diese Patentschriften eher Flüssigkristall-Darstellungszellen als Flüssigkristall-Lichtventile zum Gegenstand, die von einem lichtempfindlichen Medium zur Modulation des Feldes, dem der Flüssigkristall ausgesetzt ist, in Abhängigkeit von Änderungen eines Üchreiblichtes Gebrauch machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lichtventil der eingangs beschriebenen Art so auszubilden,

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daß sie mit hoher Auflösung zur Darstellung farbiger Symbole in Darstellungssystemen mit großem Bildschirm geeignet ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Flüssigkristallschicht aus einem doppelbrechenden Flüssigkristall besteht, daß einer der isolierenden Schichten Mittel zum Ausrichten der Moleküle des Flüssigkristalls in einer bestimmten Richtung bei Fehlen eines elektrischen Feldes zugeordnet sind und daß Einrichtungen zur Polarisierung des in das Lichtventil eintretenden und die Flüssigkristallschicht durchdringenden Leselichtes sowie zur Blockierung des aus der Flüssigkristallschicht austretenden Leselichtes, das nicht eine vorbestimmte Polarisation aufweist, vorhanden sind.

Bei einem solchen Lichtventil ist nicht nur eine farbige Darstellung möglich, sondern es wird auch eine erhöhte Empfindlichkeit erzielt, so daß mit niedrigen Spannungen und Strömen gearbeitet werden kann. Hierdurch wird die Lebensdauer des Flüssigkristall-LichtVentiles erhöht.

Dabei wird dann auch nur ein kleiner Spannungsbereich benötigt, um unter Verwendung eines Photoleiters mit kleinem Schaltverhältnis den gesamten Bereich von Schwarz zu Weiß oder Weiß zu Schwarz durchlaufen zu können.

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Das erfindungsgemäße Lichtventil arbeitet sehr gut bei hohen Frequenzen, die über Λ kHz liegen können, so daß Synchronisationsprobleme mit dem zugeführten Schreiblicht vermieden werden, das von einer Kathodenstrahlröhre erzeugt werden kann.

Die Anwendung einer hohen Frequenz fördert auch die Gleichförmigkeit der Eigenschaften des Photosensors sowie die Schnelligkeit und die Auflösung des Lichtventils, weil dadurch der Beitrag der Eigenschaften der Photokapazität der lichtempfindlichen Schicht gesteigert werden«,

Im Schwarz-Weiß-Betrieb ist es möglich, wenigstens zwölf G-rautöne darzustellen.

Endlich ist bei dem erfindungsgemäßen Lichtventil die Anwendung sehr dünner Flüssigkristall-Schichten möglich, wodurch kürzere Ansprechzeiten erzielt werden«.

Alle die genannten und weitere Vorteile werden bei dem erfindungsgemäßen, mit Wechselstrom betriebenen Flüssigkristall-Lichtventil durch die Ausnützung der optischen Doppelbrechung eines nematischen Flüssigkristalles erzielt, indem wenigstens einer chemisch neutralen, elektrisch isolierenden Substratoberfläche ein Mittel zur Ausrichtung der Moleküle des Flüssigkristalls in einer bestimmten Hichtung zugeordnet wird. Infolgedessen bewirkt ein elektrisches Wechselfeld, das an

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die Elektroden der Zelle angelegt wird und von einer innerhalb der Zelle vorgesehenen lichtempfindlichen Schicht moduliert werden kann, eine beträchtliche Änderung im Zustand der Polarisation von polarisiertem Licht, das in die Zelle eintritt. Diese Änderungen sind von der Modulation des elektrischen Feldes abhängig» Indem eine geeignete Einrichtung zum Sperren desjenigen Anteils des zum Betrachten oder Lesen dienenden Lichtes vorgesehen wird, das aus der Flüs-. sigkristallschicht austritt, abgesehen von dem eine bestimmte Polarisation aufweisenden Anteil, wird entweder ein Schwarz-weiß- oder Farbbild erzeugt, je nach der Art des angewendeten, speziellen Flüssigkristalls und der angelegten Spannung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläuterte Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale' können bei anderen Ausführung«formen dev Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Ea zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt üurcii ein mit Wechselstrom angeregtes Flüssigkristall-Lichtventil,

Fig. 2 die scheuatische Darstellung eines ein Lichtventil nach Fig. 1 enthaltenden Systems zur Projektion des Schirmbildes einer Kathodenstrahlröhre auf einen Projektionsschirm und

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Fig· 3 ein Diagramm der Charakteristik, mit der ein typischer doppelbrechender nematischer Flüssigkristall auf Licht vei*schiedener Wellenlängen anspricht.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten, durch Licht aktivierbaren, mit Wechselstrom angeregten Flüssigkristall-Lichtventil handelt es sich um eine ebene, mehrschichtige Anordnung, die es ermöglicht, einer Flüssigkristallschicht eine Wechselspannung in unmittelbarer, sowohl räumlicher als auch zeitlicher Beziehung zu Variationen der Intensität eines Eingangs-Lichtbildes eine Wechselspannung aufzuprägen. Da diese ebene Anordnung keine strukturell definierten Auflösungselemente aufweist und die dünnen Schichten der Anordnung einen hohen Flächenwiderstand besitzen, ist eine Abbildung mit hoher Auflösung möglich. Bezüglich einer genaueren Beschreibung von mit wechselstrom angeregten Flüssigkristall-Lichtventilen wird auf die oben erwähnte tIS-Pü 3 824- 002 verwiesen, in der insbesondere auf die Notwendigkeit hingewiesen wurde, die Wechselstrom-Impedanz des Photoleiters an diejenige des verwendeten Flüssigkristalles anzupassen.

Das Lichtventil wird auf einem Substrat 1 aus Glas oder einem anderen Material mit optischer Qualität hergestellt, das in dem Spektralbereich durchsichtig ist, für den der Photoleiter 7 empfindlich ist. Als Substrat kann auch die Endplatte einer Faseroptik verwendet werden.

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Auf das Substrat 1 wird eine dünne, durchsichtige leitende Schicht 2 aufgebracht. Ein für diese Schicht typisches Material ist Indiumzinnoxid· Der Flächenwiderstand dieser Schicht beträgt vorzugsweise 1 bis Λ0 Ohm. Der Wert wird durch die Forderung bestimmt, daß keine nennenswerte Variation der Wechselspannung über die Fläche dieser Schicht auftreten darf, wenn dae Lichtventil mit einer bestimmten Viechs eis troiafrequenz oder einer Kombination solchtr Frequenzen betrieben wird,

Es wurde festgestellt, daß eine Schichtdicke im Bereich von 0,01 m bis 0,20 m geeignet ist. Die als nächstes aufgebrachte Schicht ist ein Photoleiter 7 hoher Impedanz, der eine hohe Empfindlichkeit für ein schwaches Eingangsbild aufweist, d.h. mit einem Bild, dessen Intensität weniger als 100 W/cm beträgt. Diese photoleitende Schicht kann aus Gadriuaeulfid beatehen, das eine maximale Spektralempfindlichkeit in Bereich von 520 nm aufweist. Andere Photoleiter wie Zinkaulfid, Selen und Zinktellurid sowie auch Komplexe aus Zink- und Cadmiumsulfid oder Selen und Cadmiumsulfid können ebenfalls benutzt werden. Eine Hauptforderung für die Wahl des Photoleiters besteht darin, daß der Flächenwiderstand demjenigen des verwendeten Flüssigkristalls ähnlich sein muß, so daß ein Bild hoher Auflösung erhalten werden kann, ohne daß das Bild infolge eines Auseinanderflioßen des Stromes verschmiert. Es versteht

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sich, daß es ebenfalls notwendig; ist. wie es die US-PS j> 824 002 lehrt, daß der Photoleiter an den Flüssigkristall in einer zum Substrat 1 senkrechten liichtung impedanz-angepaßt ist_o -^s wurde eine spezielle Ausführung«form, «ines solchen Lichtventils unter Verwendung einer Gadiaiumsulfidschicht mit einer Dicke zwischen 2 und 20 m hergestellt, die einen Photo-

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leiter-Dunkelwiderstand von etwa 10 0hm_ocm aufweist. Die Photoleiterschicht wurde entweder durch Aufdampfen oder durch Verstäuben hergestellt.

Wie später verständlicher wird, ist für Geräte mit hoher Ansprechgeschwiiidigkeit, wie sie für die Bildeingabe mit Fernseh-Abtastfrequeiizen benötigt werden, eine besonders dünne Flüssigkriiitall-Schicht mit geringer !Schwankung der Schichtdicke erforderlich. Bevorzugt wird eine FlüssigKristallschicht mit einer Dicke in der Größenordnung von 2 m und einer »Schwankung der Dicke von weniger als 0,25 ö.

Schwankung der Dicke der ].''lüssigki"istall_Schicht von 0,25 Di kann nur eingehalten werden, wenn die den Photoleiter bildende dünne Schicht eine minimale Dickenschwankung aufweist. Kine luöglichkeit zur Einhaltung einer geringen Dickenschwankuug besteht im mechanischen Polieren. Ks wurde jedoch festgestellt, daß Oberflächenzustände'des Cadmiumsulfids, die durch Verunreinigungen, Absorption und Zerstörungen bedingt sind, einen erheblichen lJinfluß auf die Dunkel«trom-JJmpfin<ilichkt;it und

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die Ansprechgeschwindigkeit der Vorrichtung haben. Ja in mechanisches Polieren hat nachteilige Einflüsse auf die Dunkelstrom- und Ansprechzeit-Eigenschaften des Photoleiters. Ein leichtes Anlassen oder Glühen in Luft oder Argon hat jedoch die Tendenz; j die photoelektrischen Eigenschaften der Cadmiumsulfidschicht etwas zu verbessern» Es wurde auch festgestellt, daß ein chemisch-mechanisches Polieren mit einer Transene-Jod-Cabοsil-Aufschlämmung nach dem Polieren an der Oberfläche ein höheres Cadmiura-Schwefel-Verhältnis ergibt. Es wird angenommen, daß das überschüssige Cadmium flache Donatoren bildet, die zu einem angereicherten Oberflächenzustand führen, der für die photo-elektrischen Eigenschaften des Cadmiumsulfids günstig istο

Im Fall eines Lichtventils, das für Reflexions-Darstellung verwendet werden soll, ist als nächste Schicht eine undurchsichtige Lichtsperrschicht 6 zu bilden, die verhindert, daß das Leselicht 9 den Photoleiter 7 erreicht. Für diese Schicht kann Cadmiumtellurid verwendet werden, das den zusätzlichen Vorteil hat, mit dem Photoleiter 7 einen HeteroÜbergang zu bilden, der die erforderliche Impedanzanpassung zwischen dem Photoleiter und dem Flüssigkristall erleichtert. Die Lichtsperrschicht aus Cadmiumtellurid kann durch Aufdampfen oder Zerstäuben aufgebracht werden. Sie hat

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einen typischen ax>ezifischen Widerstand von 10 Ohm. cm und ein· Dicke im Bereich von 1 bis 4· m. Es versteht sich, d*ß für die Lichtsperrschicht 6 andere Materialien benutzt werden können, vorausgesetzt! daß ihr Flächenwiderstand in der gleichen Größenordnung ist wie der-r jonige der Flüssigkristallschicht und daii sie gleichzeitig in dem Spektralbereich eine hohe Lichtabaorption aufweisen, auf den der Photoleiter anspricht. Vienn als Photoleiter Cadmiumsulfid verwendet wurde, das im sichtbaren bpektralbereich besonders empfindlich ist, ist Cadsiuatellurid, das im gesamten sichtbaren Spektralbereich, eine besonders hohe Absorption aufweist, besonders wirksam, iiine Schicht aus GudEiiumtellurid mit einer Dicke von 2 m dämpft Licht im sichtbaren Spektralbereich um einen Faktor von mehr als 10000. Für diese spezielle Anwendung können jedoch auch andere Stoffe, die ein« Bandlücke im Infrarotbereich aufweisen, wie Indiumphosphid, Galliumarsenid, Silicium oder ein Komplex aus iiink- und Uadmiumtellurid ebenfalls benutzt werden·

Das nächste Llement des Liohfcventila ist ein mehrschichtiger dielektrischer Spiegel 5» der aus abwechselnden Viertelwellen-Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex besteht. Ks wird ein dielektrischer Spiegel und nicht ein metallischer Spiegel benötigt, um den erforderlichen hohen Flächenwiderstnnd zu erzielen. Weiterhin verlangt die Anwendung eint*a dielektrischen Spiegels,

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10 der einen spezifischen Widerstand von mehr als 10 Ohm.cm aufweist, die Anwendung von Wechselstrom zum Betreiben der Vorrichtung, weil er das Anlegen einer Gleichspannung an den Flüssigkristall verhindert. 'Wie in der oben genannten US-PS 3 824 002 angegeben wurde, liegt hierin ein Vorteil,'weil der Wechselstrombetrieb die Anwendung eines chemisch neutralen isolierenden Materials zur Abgrenzung des Flüssigkristalle und den Schutz des Flüssigkristalls gegen Verunreinigungen und elektrochemische Wirkungen ermöglicht. Bei einer typischen Ausführungsform der Erfindung besteht der dielektrische Spiegel 5 aus abwechselnden Schichten von thermisch abgeschiedenem Zinksulfid und Natriumaluminiumfluorid. Statt dessen wurden auch durch Zerstäuben aufgebrachte, abwechselnde Schichten aus Titandioxid und Siliziumdioxid benutzt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung "wurde der dielektrische Spiegel 5 mit" einer Dicke von 1,5 *-^m hergestellt, indem zwei zusammengesetzte Spiegel, von denen der eine sechs abwechselnde, auf Blau abgestimmte Schichten und der andere sechs abwechselnde, auf Rot abgestimmte Schichten aufwies, übereinander angeordnet wurden, um einen im sichtbaren Spektralbereich breitbandig wirkenden Spiegel zu schaffen. Das mittlere Reflexiongvermögen eines solchen Spiegels ist im sichtbaren Spektralbereich von 450 nm bis 700 nm größer als 90%_o Durch Verwendung einer größeren Anzahl von Schichten kann im Prinzip ein Reflexionsvermögen von mehr als 99><» im sichtbaren Spektralbereich realisiert werden» Wenn die Vorspannungs-Zer- stäubungstechnik zum Aufbringen der Schichten des Spiegels

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angewendet wird, ist es vorteilhaft, eine Sperrplatte anzuwenden, die so ausgebildet ist, daß sie das Substrat dicht umgibt, und eine solche Höhe hat, daß sie mit der oberen Fläche des Substrates während des ü-ufbringens der Schicht fluchtet. Diese Platte dient dazu, Schwankungen des elektrischen Feldes auszuschalten, und ermöglicht so das Erreichen einer gleichförmigeren optischen Spiegelqualität. Variationen des elektrischen Feldes könnten eine ungewünschte räumliche Variation der Abscheidungsrate in Richtung auf die Ecken des Substrates haben»

Die letzte Schicht auf dem Substrat 1 ist eine zur Passivierung dienende dielektrische Schicht 3j die hinsichtlich einer chemischen, elektro-chemischen oder mechanischen Wechselwirkung mit dem verwendeten Flüssigkristall neutral ist. Bei dieser Schicht kann es sich um die letzte Schicht des dielektrischen Spiegels 5 oder um eine zusätzliche Schicht aus durch Zerstäuben aufgebrachtem Siliziumdioxid mit einer Dicke im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 m handeln. Es versteht sich, daß Schichten anderer Dicke sowie aus einem anderen durchsichtigen, isolierenden Material, wie beispielsweise Aluminiumoxid, benutzt werden können., Die passivierende Schicht dient auch einer noch im einzelnen zu beschreibenden Ausrichtung des Flüssigkristalls.

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Zur Bildung der Flüssigkristallzelle wird eine Gegenelektrode benötigt, die aus einer dem Substrat 1 gleichen Platte la besteht, auf welche eine Gegenelektrode 2a aufgebracht ist, die der Elektrode 2 entspricht. Eine zur Passivierung dienende' dielektrische Schicht 3a, die ebenso ausgebildet ist wie die Schicht 3 und ebenso eine Ausrichtung des Flüssigkristalls bewirkt, wird ebenfalls benötigt. Zwischen den neutralen Isolierschichten 3 und 3a befindet sich ein doppelbrechender nematischer Flüssigkristall 13» der die im folgenden noch zu beschreibenden Eigenschaften aufweist. Für einen optimalen Betrieb eines nach der Erfindung ausgebildeten Lichtventils soll die von dem Flüssigkristall gebildete dünne Schicht eine Dicke im Bereich von 1 bis 12 m aufweisen. Die gewünschte Dicke wird durch Abstandsstücke 4- und 4a bestimmt, die aus Teflon, durch Zerstäuben aufgebrachtem Siliziumoxid oder einem anderen isolierenden Material bestehen können, das mit dem Flüssigkristall nicht chemisch reagiert, wie beispielsweise Mylar. Die Anwendung von Abstandsstücken aus SiOp ist besonders vorteilhaft, wenn eine sehr dünne Flüssigkristallschicht benötigt wird. Wie oben angegeben, erfordert ein nach der Erfindung ausgebildetes Lichtventil ein sehr genaues Einhalten der Dicke der Flüssigkristallschicht, damit ein gleichmäßiges Arbeiten des Lichtventils gewährleistet ist. Um diese Gleichförmigkeit zu erzielen kann es manchmal vorteilhaft sein, Dickenstellschrauben zu verwenden, die ein Verstellen der Dicke der Flüssigkristallschicht um einen kleinen Betrag ermöglichen. Diese Einstellung kann erfolgen, während die Dicke der Flüssigkristallschicht mittels einer optischen Interferometertechnik beobachtet wird. '

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Für die vorstehende, detaillierte Beschreibung wurde die Verwendung eines doppelbrechenden nematischen Flüssigkristalls vorausgesetzt. Vor einer Beschreibung der Wirkungsweise der Vorrichtung und möglicher Anwendungen soll daher der Effekt der Doppelbrechung im einzelnen behandelt werden. Die Moleküle nematischer Flüssigkristalle sind optisch anisotrop, d.h., daß der Brechungsindex in Richtung ihrer langen Achse vom Brechungsindex in Richtung ihrer kurzen Achse verschieden ist. Weiterhin ist der Brechungsindex längs der kurzen Achse der Moleküle stets der gleiche, unabhängig von der Ausrichtung des Moleküls um seine lange Achse. Dieses Verhalten steht in Übereinstimmung mit dem Sinn des Wortes "nematisch", das "stabförmig" bedeutete -Es ist üblich, den Brechungsindex in Längsrichtung der Moleküle als außerordentlichen Index N

und den Brechungsindex in Richtung der kurzen Achse als ordentlichen Index η zu bezeichnen.

Das Grundprinzip, dem die Anwendung der optischen Doppelbrechung unterliegt, besteht darin, daß linear polarisiertes Licht keine Änderung seiner Polarisation erfährt, wenn es in ein Material, dessen Moleküle alle körperlich aufeinander ausgerichtet sind, die langen Achsen aller Moleküle also parallel verlaufen, derart eingeleitet wird, daß die Polarisationsrichtung sich genau parallel zur außerordentlichen Achse oder zur ordentlichen Achse erstreckt. Wenn jedoch die Richtung

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des einfallenden, linear polarisierten Lichtes sowohl eine Komponente in Dichtung der außerordentlichen Achae als auch eine Komponente in Hichtung der ordentlichen Achse aufweist, dann ändert sich der Zustand der Polarisation von linearer zu elliptischer oder auch zirkularer Polarisation und ggf. wieder zurück, während das Licht das Material durchläuft. Das Ausmaß der Änderung hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der ursprünglichen Ausrichtung des polarisierten Lichtes im Verhältnis zur außerordentlichen und zur ordentlichen Achae.

Der Unterschied zwischen dem außerordentlichen Brechungsindex und dem ordentlichen Brechungsindex des Materials wird die Doppelbrechung . η des Flüssigkristalls genannt. Das Ausmaß der Änderung des Polarisationszustandes ist eine Funktion der Doppelbrechung des Materials, der Strecke, welche das Licht im Flüssigkristall durchläuft und der Wellenlänge, also der'Farbe des Lichtes. Die Gleichung, welche diese Größen in Beziehung setzt, ist

sin² (20) sin² ( '

In dieser Gleichung bedeuten

T *» der Bruchteil des einfallenden Lichtes, der aus dem Flüssigkristall austritt und dann einen Polarisator passiert, der senkrecht zur Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtes orientiert ist,

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0 = der Azimutwinkel zwischen der Polariaation dea einfallenden Lichtea und der Richtung der außerordentlichen Achse des Flüssigkristalle ,

Λη = die Doppelbrechung des Flussigkristails, d = die Dicke des Flüssigkristalls, A = die Wellenlänge des Lichtes und

K <= eine für die Durchlässigkeit der Zelle charakteristische Konstante.

Es ist ersichtlich, daß "bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Azimutwinkel 0 zwischen der Polarisation des einfallenden Lichtes und der Richtung der außerordentlichen Achse des Flüssigkristalles durch die bevorzugte Ausrichtung der Flusaigkristall-Moleküle bestimmt ist, welche durch die Mittel zur Ausrichtung bestimmt ist, welche in die Isolierschichten 3 und 3a eingebaut sind. Wenn dem Flüssigkristall keine bevorzugte Ausrichtung erteilt würde, würde der Azimutwinkel 0 offensichtlich an verschiedenen Stellen verschiedene Werte haben und es wäre infolgedessen die Änderung des Polarisationszuatandes und damit auch die Übertragung durch das Lichtventil über der gesamten Öffnung der Zelle völlig willkürlich.

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Um die Wirkungsweise des Lichtventils nach Fig. 1 zu verstehen, ist zu beachten, daß die Doppelbrechung . η sich bei einer Änderung der Ausrichtung der Flüssigkristall-Moleküle ändert» Wenn die Moleküle ao gekippt oder gedreht werden, daß der Anteil der außerordentlichen Achse, welche das Licht beim Durchlaufen des Materials "sieht" zunimmt, wird die Doppelbrechung Λη entsprechend erhöht, wenn angenommen wird, daß der Anteil der ordentlichen Achse des Flüasigkristalla, welchen das Licht sieht, konstant bleibt» Es sei darauf hingewiesen, daß der Betrag der Drehung durch die Stärke des elektrischen Feldes bestimmt wird, dem die Flüssigkristallschicht 13 durch die Wirkung der Wechselspannung ausgesetzt wird, die an die Elektroden 12 und 12a angelegt und mit Hilfe des Photoleiters 7 moduliert wird.

Die homeotrope, also zu den Zellenwänden senkrechte Ausrichtung stellt den günstigsten Ruhezustand für das erfindungsgemäße Lichtventil dar. Mit gekreuzten Polarisatoren ergibt diese Ausrichtung einen Schirm mit gleichförmig dunklem Hintergrund. Dies ergibt einen hohen Kontrast zu dynamischen Symbolen, die im Betrieb erzeugt werden, und erlaubt die Überlagerung einer statischen, projezierten Information, wie beispielsweise von Kartendarstellungen oder dergleichen.

Es ist auch erforderlich, daß alle Moleküle genau in die gleiche Ebene gedreht werden, weil sonst das Ausgangssignal des Lichtventils, das in der obigen Gleichung

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durch T gegeben ist, nicht nur durch Änderungen in sondern gemäß Vorstehendem auch durch Änderungen in 0 bestimmt sind. Die oben erwähnten Mittel zur Ausrichtung sind infolgedessen erforderlich, damit bei Fehlen eines elektrischen Feldes alle Flüssigkristall-Moleküle die gleiche Richtung haben und bei Anlegen eines äußeren Feldes alle Moleküle in die gleiche Ebene drehen· Es sei erwähnt, daß diese Beschränkung nicht für den Fall •der Anwendung von zirkulär polarisiertem Licht gilt.

Bei Fehlen einer definierten Kipprichtung können die Flüssigkristall-Moleküle in jeder beliebigen Richtung in bezug auf die Achse des Systems drehen. Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, besteht daher bezüglich der Richtung des Kippwinkels eine Freiheit von 360°. Um diese willkürliche Verteilung zu beseitigen, hat es sich als nützlich erwiesen, eine bevorzugte Kipprichtung einzuführen, indem die Oberflächen des Substrats, die mit dem Flüssigkristall in Berührung stehen, sowohl für eine homeοtrope als auch für eine homogene, also zu den Zellenwänden parallele Ausrichtung, vorbereitet werden. Der Wettbewerb zwischen diesen beiden Kräften führt im ausgeschalteten Zustand oder Ruhezustand zu einer einheitlichen Drehung in Richtung der homogenen Ausrichtung um einige Grad. Wenn der Kippwinkel im Ruhezustand zu groß ist, ist die Durchlässigkeit im Ruhezustand hoch, so daß ein vermindertes Kontrastverhältnis erzielt wird. Andererseits ist ein kleiner Kippwinkel beim Erzwingen einer gleichen Ausrichtung

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der gekippten Moleküle nicht wirksam. Es wurde festgestellt, daß ein Optimum im Bereicl gegenüber der Normalrichtung liegt.

gestellt, daß ein Optimum im Bereich zwischen 4 und

Als Behandlung zum Erzwingen der gewünschten homogenen Ausrichtung wird eine Ätzung mit einem Ionenstrahl unter einem flachen Winkel bevorzugt. Es kann auch ein Abscheiden der neutralen Schicht unter streifendem Winkel ebenso angewandt werden wie ein mechanisches Reiben oder Polieren, wie es aus der US-PS 3 625 bekannt ist. Als Mittel zum Erzwingen einer zur Oberfläche senkrechten Ausrichtung können Zusätze zu dem Flüssigkristall wie Sterate und Lecithin sowie auch eine Behandlung mit Silan verwendet werden.

Das in Fig. 2 dargestellte optische System, das von einem im Reflexionsbetrieb arbeitenden Lichtventil nach der Erfindung Gebrauch macht, umfaßt außer dem Lichtventil 15 eine Projektions-Lichtquelle 16 mit einem zugeordneten Kondensor 17» der das gesamte Projektionslicht einem Polarisator 18 zuleitet· Das den Polarisator 18 verlassende Licht 19 ist linear polarisiert und gelangt durch eine Projektionslinse und den im Lichtventil 15 enthaltenen Flüssigkristall zum dielektrischen Spiegel 5» von dem es zurück in Richtung auf die Projektionslinse 20 reflektiert wird, wie es später noch im einzelnen beschrieben wird« Nur dasjenige Licht, das Abschnitte des Flüssigkristalls

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durchläuft, die einem elektrischen Feld ausgesetzt sind, welches das von einer Schwellenspannung erzeugte Feld überschreitet, wird bezüglich seines Polarisationszustandes erheblich geändert. Das Licht, dessen Polarisationszustand von dem Lichtventil 15 nicht wesentlich geändert wird, wird von einem Analysator 21 blockiert, dessen Polarisationsachse zur Achse des Polarisators 18 senkrecht steht, um einen schwarzen Hintergrund zu erzeugen· Das Licht, dessen Polarisationszustand in einen zirkulären oder elliptischen geändert worden ist, weist einen Anteil auf, dessen Polarisation parallel zur Polarisationsachse des Analysators 21 verläuft. Dieser Lichtanteil wird vom Analysator 21 durchgelassen und auf einen Schirm 22 projiziert. An die Elektroden des Lichtventils 15 ist eine Wechselspannungsquelle 23 angeschlossen, deren Eigenschaften sich nach den Eigenschaften des Flüssigkristalls richten. Die Wechselspannungsquelle 23 kann typischerweise eine Wechselspannung im Bereich von 5 "bis 80 V mit einer Frequenz im Bereich von 0,1 bis 1000 kHz erzeugen.

Das optische System nach Fig. 2 umfaßt auch eine Kathodenstrahlröhre 24, die eine Quelle für Schreiblicht 25 bildet, das mittels einer Schreiblinse 26 auf die Rückseite des Lichtventiles 15 gerichtet wird, wo es auf die photoleitende Schicht 7 trifft und dadurch das elektrische Feld moduliert, dem der Flüssigkristall 13 ausgesetzt ist. Statt dessen können auch andere Schreiblicht-Quellen verwendet werden. Beispielsweise kann auch

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das feste Bild eines Diapositivs mittels eines geeigneten optischen Systems auf die Rückfläche des Lichtventils projiziert werden.

Es wird nunmehr anhand Fig. 3 die Ansprechcharakteristik eines typischen doppelbrechenden Flüssigkristalle^ erläutert. Fig. 3 zeigt drei Kurven, welche die Durchlässigkeit des Lichtventiles für die drei Hauptfarben, nämlich Rot (Kurve 30), Grün (Kurve 3"O und Blau (Kurve 32) veranschaulichen. Den verschiedenen Farben entsprechen verschiedene Kurven, weil der Übertragungs- oder Transmissionsfaktor T von der Wellenlänge des Lichtes abhängt, wie es die obige Gleichung zeigt. Wird daher eine Farbprojektion verlangt, ist es nur erforderlich, eine Spannung anzulegen, bei der sich eine Farbe in ihrem Maximum befindet, während die anderen Farben ein Minimum annehmen oder jedenfalls unterhalb des Maximums liegen. Beispielsweise hat bei einer Spannung von 6,5 V Grün (Kurve 31) ein Minimum. Bei dieser Spannung wird ein magenta-farbiges Licht (Rot mit einer gewissen Beimischung an Blau) übertragen. Zum Wechsel von Farben ist ein Wechsel der Spannung erforderlich. Beispielsweise wird bei einem Wechsel auf 7»0 V die Übertragung von rotem Licht auf ein Minimum reduziert und es ist das resultierende, übertragene Licht in diesem Falle grün mit einer geringen Beimischung an blau. Es iat demnach ersichtlich, daß durch Änderung der an den Flüssigkristall angelegten Spannung die Drehung der Moleküle und damit die Doppelbrechung . η verändert und auf diese V/eise die eine oder die andere Farbe ausgewählt werden kann_o

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Es ist zu beachten, daß bei dem erfindungsgemäßen Lichtventil die Steuerung des Doppelbrechungs-Effektes nicht durch eine Änderung der an die Elektroden angelegten Spannung erfolgt, sondern des an den Flüssigkristall angelegte Feld durch Änderungen der Photo-Leitfähigkeit und der Photo-Kapazität der photoleitenden Schicht 7 moduliert wird. Schreiblicht 10 bildet das Eingangssignal, das zur Aktivierung des Lichtventils benutzt wird. Die Menge des Schreiblichtes, die auf einen bestimmten Flächenabschnitt des Photoleiters einfällt, bestimmt den Anteil der Spannung, der vom Photoleiter auf den unmittelbar benachbarten Abschnitt des Flüssigkristalles aufgeschaltet wird. Demgemäß bestimmt die Menge des Lichtes, die auf eine Stelle des Photoleiters fällt, die Farbe, welche das System an dem zugeordneten Punkt auf den Bildschirm überträgt. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, durch Eingabe eines Grauskalenbildes alphanumerische Zeichen auf den Photoleiter auf den großen Schirm 22 nach Fig. 2 ein mehrfarbiges Bild zu projizieren, wobei jeweils eine Farbe jeder Graustufe des Eingangesignales zugeordnet ist. Es ist demnach ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung dazu benutzt werden kann, ein durch Licht aktivierbares Lichtventil hoher Auflösung zu schaffen, das eine Farbeymbolik erlaubt und für Darstellungssysteme mit großen Bildschirmen geeignet ist.

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Die vorstehend beschriebene Betriebsart mit einer Farbensymbolik ist Jedoch nicht die einzig mögliche, sie stellt auch keineswegs den wichtigsten Aspekt der Erfindung dar. Aus Fig. 3 ist weiter ersichtlich, daß in der Nähe des Schwellenwertes des Doppelbrechungs-Effektes, also bei etwa 5»3 V in dem dargestellten Diagramm, alle drei Farben etwa gleichmäßig übertragen werden. Dies ist der Fall bis zum ersten Maximum von etwa 5»7 V. Infolgedessen überträgt die Vorrichtung in diesem relativ beschränkten Spannungsbereich weißes Licht. Die Menge T des tatsächlich übertragenen Lichtes ist eine Funktion der Spannung und infolgedessen der Intensität des Eingangslichtes. Da die Bereiche der Flüssigkristallschicht, an denen eine Spannung anliegt, die geringer ist als die Schwellenspannung von 5»3 V, polarisiertes Licht mit ungeänderter Polarisationsrichtung übertragen, wird der Analysator 21 dieses Licht sperren. Es ist daher möglich, die Vorrichtung zur Projektion weißer oder grauer Symbole oder Grauskalen-Bilder auf einem schwarzen Hintergrund zu benutzen. Bei dieser Anwendung ist die Vorrichtung außerordentlich empfindlich, da eine Spannungsdifferenz von nur 0,4 V über der Schwellenspannung von 5»3 V ausreicht, um eine Änderung von vollständigem Dunkel zu vollständigem Weiß zu erreichen. Im Hinblick auf dieses kleine, weniger als 10 % betragende Schaltverhältnis werden weniger Photonen benötigt, die auf den Photoleiter 7 einfallen, so daß die Schreiblichtquelle eine relativ schwache Lichtquelle sein kann, wie beispielsweise

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eine übliche Kathodenstrahlröhre. Da weiterhin der Flüssigkristall nur zur Änderung des Polarisations-Zustandes des Projektionslichtes dient, hängt der Schwarz-Weiß-Kontrast des erfindungsgemäßen Systems ausschließlich von der Qualität des optischen Systems ab, das die Tiefe der Schwärze des Bildschirmes bestimmt. Daher können extrem hohe Kontraste verwirklicht werden. Weiterhin kann die Flüssigkristallschicht sehr dünn gehalten sein, ohne daß hierdurch eine Verminderung des erreichbaren Kontrastes eintritt, weil das Produkt d^n der maßgebliche Faktor ist. Wie leicht gezeigt werden kann, ermöglichen dünnere Schichten eine höhere Ansprechgeschwindigkeit und eine höhere Auflösung.

Die Anregungszeit für eine doppelbrechende Flüssigkristallschicht ist gegeben durch

,2

während die Abklingzeit gegeben ist durch

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In diesen Gleichungen ist

y » der Viskositäts-Koeffizient des Plussigkristails d = die Dicke der Flüssigkristallschicht £ = die Dielektrizitätskonstante des freien Raumes £ = die dielektrische Anisotropie des Flüssig-

kristalle
V., = die Schwellenspannung des Flüssigkristalls V = die an die Zelle angelegte Betriebsspannung und K β eine geeignete Elastizitätskonstante.

Die Schwellenspannung für den Flüssigkristall ist gegeben durch

_v " _ TT ^£ V2

Unter Einführung des Schaltverhältnisses E = V/V. ^ ergibt sich durch Kombination der Gleichungen (3) und (1) für die Anregungszeit

^r τ % "(η² - D .

Für das Verhältnis der Abklingszeit zur Anregungszeit ergibt sich dann

t_d/t_r = TT (s² - D

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Um die Ansprechgeschwindigkeit der Zelle zu erhöhen, können K und/oder T geändert werden. Die Änderung dieser Größen erfordert jedoch die Synthese eines neuen Flüssigkristalls. Ein einfacherer Weg besteht in einer Verminderung der Dicke d der Zelle. Die Ansprechzeit, also sowohl die Anregungszeit als auch die Abklingzeit, nehmen

mit d ab. Demgemäß wird bei dem erfindungsgemäßen Lichtventil die Anwendung einer Flüssigkristallschicht bevorzugt, deren Dicke in der Größenordnung von zwei Mikrometer liegt.

Wenn in der oben angegebenen Gleichung für die Transmission λ. die Wellenlänge bezeichnet wird, bei der die Transmission ein Maximum hat, und mit Δ λ die Wandbreite bezeichnet wird, bei der die Transmission auf 50% abgefallen ist, kann gezeigt werden, daß die relative Lichtbandbreite ΔΧ/Χ des Systems gegeben ist durch

mit k = 1, 2, 3, · · ·

X₀

In dieser Gleichung ist k der Parameter, der die einzelnen Ordnungen der schwingungsförmigen Transmissions charakteristik nach Fig. 3 angibt. Für k = 1 beträgt die relative Lichtbandbreite 100%. I η der unten angegebenen Tabelle sind einige Werte der relativen Bandbreite als Funktion der ÜbertragungsOrdnung berechnet. Die verschie-

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denen ÜbertragungsOrdnungen sind wachsenden Verzögerungen dAß in der Schicht zugeordnet. Demnach entspricht k = einer Verzögerung um A/2, k = 2 einer Verzögerung von 3λ/2 usw..

dAn ίλ_η1 0.5 1.5 2.5 3-5 4.5

r%3 100 20 11.1 7.7 5.9

Bei kleiner Verzögerung, nämlich bis zum ersten Transmissionsmaximum (dAn * 0,5/0 ist die Bandbreite sehr groß und es wird das gesamte sichtbare Spektrum übertragen, so daß ein weißes Bild auf schwarzem Hintergrund entsteht. Wenn die Verzögerung dem zweiten Transmissionsmaximum entspricht (άΔα = 1,5X₀) tritt eine bedeutende Änderung der Bandbreite ein, so daß eine gewisse Farbtrennung erfolgt. Für Fernsehzwecke arbeitet die Zelle im Bereich O ^TdDn ■< °»5\j* ^In diesem Bereich ist ein sehr hoher Kontrast von 80:1, der hauptsächlich durch das optische System begrenzt ist, mit 6 Grautönen zu beobachten. Die Empfindlichkeit beträgt 50 bis 100 uW/cm und es liegt die Summe der Anregungs- und Abklingzeiten im Bereich von 100 bis 150 ms. Diese Eigenschaften machen das System zur Projektion von Schwarz-Weiß-Fernsehbildörn geeignet.

Besonders vielversprechend ist die Anwendung der Erfindung zur optischen Datenverarbeitung, für die das verbesserte Signal- Rausch -Verhältnis, das bei einem

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doppelbrechenden Flüssigkristall im Vergleich zur dynamischen Streuung erreicht wird, besonders günstig ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß im Flüssigkristall keine Turbulenzen vorhanden sind, die im Sinn der Kohärenz-Optik ein Rauschen verursachen könnten. Eine andere vielversprechende und sehr wichtige Anwendung ist die Projektion von Fernsehbildern auf einen großen Schirm, bei der ein hoher Kontrast, eine hohe Empfindlichkeit und eine hohe Geschwindigkeit sowie verschiedene Graupegel in besonderem Maße erforderlich sind.

Die vorstehende, detaillierte Beschreibung beruhte auf der Verwendung einer speziellen Art von Flüssigkristall und einer speziellen Molekülausrichtung. Es wurde angenommen, daß die Moleküle negativ anisotrop waren, was bedeutet, daß ihre elektrischen Dipole senkrecht zur Längsachse der Moleküle ausgerichtet sind. Es wurde weiterhin angenommen, daß die Moleküle im Aus-Zustand nahezu senkrecht zu den beiden Elektroden ausgerichtet waren, während sie im Ein-Zustand eine solche Ausrichtung hatten, daß sie sich in Ebenen bewegten, welche durch die Normalen zu den Elektrodenoberflächen und einer zu einer der Ränder der Vorrichtung parallelen Linie auf den Elektrodenflächen definiert sind. Es sind jedoch viele Abwandlungen dieser Anordnung möglich. Wenn positiv anisotrope Materialien verwendet werden, dann sollten die Moleküle im Aus-Zustand so ausgerichtet sein, daß sie sich nahezu parallel zu den Elektroden-Oberflächen erstrecken.

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Weiterhin ist es möglich, anstelle von gekreuzten Polarisatoren, wie sie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vorhanden waren, Polarisatoren mit zueinander parallelen Polarisationsrichtungen zu verwenden. Hierdurch würde eine Weiß-auf-Schwarz-Darstellung in eine Schwarz-auf-Weiß-Darstellung umgewandelt und umgekehrt. Ferner ist es möglich,die schnelle Ansprechzeit, die mit verdrillten nematischen Einrichtungen erzielbar ist, mit den oben beschriebenen Effekten der Doppelbrechung zu kombinieren.

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Claims

Patentansprüche

(Λ.JLichtventil mit einer zwischen chemisch neutralen, elektrisch isolierenden Schichten angeordneten Flüssigkristallschicht und einer auf äußeres Schreiblicht ansprechenden photoleitenden Schicht mit hohem Flächenwiderstand, die zusammen zwischen zwei von transparenten, leitenden Schichten gebildeten Elektroden angeordnet sind, an die eine Wechselspannung angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallschicht (13) aus einem doppelbrechenden Flüssigkristall besteht, daß einer der isolierenden Schichten (3, 3a) Mittel zum Ausrichten der Moleküle des Flüssigkristalls in einer bestimmten Richtung bei Fehlen eines elektrischen Feldes zugeordnet sind und daß Einrichtungen (18, 21) zur Polarisierung der in das Lichtventil (15) eintretenden und die Flüssigkristallschicht (13) durchdringenden Leselichtes (9) sowie zur Blockierung der aus der Flüssigkristallschicht (13) austretenden Leselichtes, das nicht eine vorbestimmte Polarisation aufweist, vorhanden sind.

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2. Lichtventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Blockierung des Leselichtes (9) einen Linearpolarisator (21) umfaßt und die Mittel

zum Ausrichten der Moleküle des Flüssigkristalls zur Erzeugung einer bevorzugten Schrägstellung der Moleküle bei Anlegen eines elektrischen Feldes eingerichtet ist.
3. Lichtventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausrichten der Moleküle den Molekülen eine "Ausschalf'-Ausrichtung erteilen, bei der die Moleküle in Bezug auf die Normale zu der einen
isolierenden Schicht (3) eine Anfangsdrehung von 7° bis 10° aufweisen.
4. Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht (7) eine spiegelnde, polierte Fläche aufweist, die sich über die gleiche Fläche erstreckt wie eine der isolierenden Schichten (3)·
5. Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Flüssigkristallschicht (13) etwa 2 um beträgt.
6. Lichtventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Flüssigkristallschicht (13) um weniger als 0,25 um schwankt.

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7· Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Blockierung des Leselichtes einen Zirkularpolarisator umfaßt.
8. Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausrichten der Moleküle auch der anderen isolierenden Schicht (3a) zugeordnet sind.
9. Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausrichten der Moleküle wenigstens teilweise in einem Aufbau der isolierenden Schicht bestehen, der durch Abscheiden der Schicht unter streifendem Winkel erzielt wurde.
10. Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausrichten der Moleküle wenigstens teilweise in einer Atzung der isolierenden Schicht (3) mit einem unter streifendem Winkel einfallenden Ionenstrahl bestehen.
11. Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausrichten der Moleküle wenigstens teilweise in dem flüssigkristall beigefügten Zusätzen bestehen.

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12. Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausrichten der Moleküle wenigstens teilweise in einer Oberflächenbehandlung der isolierenden Schicht (3» 3a) mit einem Silan bestehen.
13. Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die angelegte Wechselspannung so hoch ist, daß ein von dem Schreiblicht (10) erzeugtes Schwarz-Weiß-Bild im Leselicht (9) ein mehrfarbiges Bild ergibt, das von der Einrichtung zur Blockierung des Leselichtes übertragen wird.
14. Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall (13) von einem Wert, der kleiner ist als die Schwellenspannung, bis zu einem Wert, der etwa einem ersten Maximalwert entspricht, modulierbar ist und in diesem Bereich alle drei Hauptfarben annähernd gleichmäßig übertragen werden, so daß ein Schwarz-Weiß-Bild darstellbar ist.
15· Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltverhältnis von weniger als 10% ausreicht, um die Helligkeit des Leselichtes von Schwarz auf volles Weiß zu ändern.
16. Lichtventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreiblichtquelle eine Kathodenstrahlröhre (24) ist.

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