DE3500166A1

DE3500166A1 - Verfahren und vorrichtung zur bilderzeugung

Info

Publication number: DE3500166A1
Application number: DE19853500166
Authority: DE
Inventors: Yujiro Yokohama Kanagawa Ando; Shuzo Tokio/Tokyo Kaneko
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-01-06
Filing date: 1985-01-04
Publication date: 1985-07-18
Also published as: CA1237835A; FR2557996B1; GB8500330D0; JPS60144721A; JPH0414768B2; GB2153129A; GB2153129B; US4692779A; FR2557996A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bilderzeugung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bilderzeugung und insbesondere zur Bilderzeugung unter Verwendung einer fer roelektrise hen Flüssigkristalleinheit.

Es wurden bisher auf dem Gebiet von Sichtanzeigevorrichtungen, optischen Verschlüssen und dergleichen Flüssigkristalleinheiten eingesetzt, da sie Vorrichtungen mit geringen Abmessungen, in dünner Form und mit geringem Leistungsverbrauch ergeben. Insbesondere wurde auf dem Gebiet der Sichtanzeigevorrichtungen durch einige bemerkenswerte Entdeckungen ein schneller Fortschritt erzielt. Beispielsweise ist aus der Veröffentlichung "Voltage-Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal" von M. Schadt und W. Helfrich in Applied Physics Letters, Vol. 18, Nr. 4 (15. Februar 1971), Seiten 127 und 128 die Verwendung von verdrillten nematischen bzw. TN-FIüssigkrist a 11 en bekannt geworden. Als Sichtanzeigevorrichtungen eingesetzte Flüssigkrista I Ieinheiten haben im allgemeinen X-Y-MatrixeLektroden-Aufbau, um BiId-

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anzeigee lemente bzw. Bi L de Lemente in der Form einer Matrix anzuordnen.

ALs Verfahren zum Ansteuern solcher Sichtanzeigevorrichtungen wurde im allgemeinen ein ZeitmuLtiρ Lex-Ansteuerungsverfahren angewandt, bei dem an AbtasteLektroden aufeinanderfolgend, periodisch und selektiv Adressensignale und an SignaIeIektrode η vorbestimmte InformationssignaLe an-

^q geLegt werden. Wenn jedoch bei der Sichtanzeigevorrichtung bzw. dem An steuerungsverfahren die Anzahl der Bildelemente gesteigert wird, wird das Tastverhältnis bzw. Einschaltverhältnis verringert, wodurch der Bildkontrast herabgesetzt wird und ein "übersprechen" auftritt. Darüberhinaus ist

, j- es zum Verkleinern der Bildelemente und zum Erzielen eines verbesserten Auflösungsvermögens erforderlich, die Matrixelektoden und deren Verbindungen mit Zuleitungsdrähten unter einer hohen Bündelungsdichte anzuordnen, wodurch die Herstellung der Vorrichtungen kompliziert wird.

Beispielsweise ist von. T.P. Brody, Juris A. Asars und 6.

Douglas Dixon in der Veröffentlichung "A 6x6 Inch 20 Linesper-Inch Liquid Crystal Display Panel" in IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-20, No. 11, Nov. 1973, Seiten „P- 995 bis 1001 ein anderes Anzeigesystem beschrieben, bei welchem jeweilige Bildelemente mit einem Dünnfilmtransistor versehen sind und einzeln nacheinander eingeschaltet werden. Bei diesem System ist jedoch das Anbringen der Dünnfilmtransistoren an den jeweiligen Bildelementen komp-

_ liziert und es ist hinsichtlich der Herstellungskosten ei-

ne beträchtliche Verbesserung anzustreben.

Andererseits ist außer dem System mit einem Matrixelektrodenaufbau als System für das Anlegen von Bildsignalen an

_o _ eine Flüssigkristalleinheit ein Wärmeabtastsystem bekannt, ob

bei dem beispielsweise Laserstrahlen langer Wellenlängen

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. ot/t werden. Dieses System mit "der Wärmeabtastung' für dos Anlogen von Bildsignalen hat einen Vorteil durch die Erfordernis einer weitaus geringeren Anzahl von Zuleitungsdrähten, da bei dem System kein Matrixelektrodenaufbau hoher Dichte notwendig ist. Dieses Wärmeabtastsystem für das Einschreiben von Bildsignalen in eine Flüssigkristalleinheit ist beispielsweise in Fig. 1 dargestellt.

-^q Die Fig. 1 zeigt lichtdurchlässige Grundplatten 11 wie Glasplatten, eine lichtdurchlässige elektrisch leitende Schicht 12 beispielsweise aus Indiumzinnoxid (ITO), einen ALuminium-ReflexionsfiIm 13 und einen Orientierungs-Steuerfilm 14 zur Steuerung der Ausrichtung eines Flüssigkristalls

■■ p- Mit 15 ist eine Schicht aus einem Flüssigkristall bezeichnet, in dem entsprechend zunehmender Temperatur Phasenübergänge von einer smektischen Phase zu einer nematischen Phase und weiter zu einer isotropen Phase hervorgerufen werden. Die Dicke der Flüssigkristallschicht 15 wird mit-

rjj-j tels eines Abstandshalters 10 konstant gehalten. Ferner sind aufgrund des Wandeffekts des Orientierungs-Steuerfilms 14 die die Flüssigkristallschicht 15 bildenden Flüssigkristal Imolekü Ie in bezug auf die Zellenfläche gewöhnlich gleichförmig vertikal (homotrop) oder horizontal (homogen)

„c ausgerichtet.

Nachstehend wird die Funktionsweise der Flüssigkristalleinheit erläutert. Bei dem Einschreiben von Bildern wird die Flüssigkristallschicht 15 auf einer Temperatur für die _on smektische Phase nahe der Temperatur für den übergang von der smektischen zur nematischen Phase gehalten. Dann wird die Flüssigkristallschicht 15 bildweise mit Laserstrahlen 17A beispielsweise aus einem Yttrium-Aluminium-Granatbzw. YAG-Laser bestrahlt, wodurch allein ein bestrahlter

„_ Bildbereich 19 der Flüssigkristallschicht 15 in die nemaob

tische oder isotrope Phase versetzt wird. Wenn die Be-

strahlung durch die Laserstrahlen entfällt, wird der umgesetzte Bereich 19 schnell abgekühlt und in eine lichtstreuende smektische Phase versetzt. Wenn von der lichten durchlässigen Elektrode 12 her die Zelle mit diesem Bereich 19 in der streuenden smektischen Phase mit einem Ausleselichtstrom 17 bestrahlt wird, werden von dem ALuminium-Reflexionsfilm 13 Lichtstrahlen 17a und 17c in nahezu konstanter Richtung reflektiert, wohingegen auf den

,Q streuenden Bereich 19 gestrahlte Lichtstrahlen 17b gestreut werden. Infolgedessen werden bei der Projektion des Aus I ese I ichtstroms 17 über die Zelle auf einen Bildschirm 16 nur die Lichtstrahlen 17a und 17c auf den Schirm projiziert, während die Lichtstrahlen 17b kaum projiziert

.,- werden. Daher wird das in der Flüssigkristallschicht aufgezeichnete Bild als solches auf den Bildschirm 16 projiziert.

Das in der Flüssigkristallschicht 15 aufgezeichnete Bild „_ kann dadurch gelöscht werden, daß an die Zelle aus einer Gleichspannungsquelle 18 eine Spannung angelegt wird oder daß die ganze Zelle auf die nematische oder isotrope Phase erwärmt und dann allmählich abgekühlt wird. Eine solche F I üssigkrista Il-Sichtanzeigevorrichtung ergibt zwar unter _OI_ hoher Dichte eine große Anzeigefläche mit Speichercharakteristik, macht aber eine hohe Laser-Ausgangsleistung und eine lange Zeitdauer für das Einschreiben eines Einzelbilds erforderlich. Ferner ergibt sich bei einer Vergrößerung der Fläche der Flüssigkrist a I I einheit eine weitere Verlängerung der Einschreibedauer. Infolgedessen kann das anhand

der Fig. 1 erläuterte System nur bei einer Sichtanzeigevorrichtung mit Vergrößerungsprojektion angewandt werden.

Als ein weiteres Verfahren ohne Verwendung von Matrixelektroden ist ein Verfahren bekannt, bei dem ;um Einschreiben 35

ein Elektronenstrahl benutzt wird. Dieses Verfahren ist

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jedoch wie ein Verfahren unter Verwendung einer Kathoden-Strahlrohre mit den Mängeln behaftet, daß infolge der Verbreiterung des Elektronenstrahls kein hohes Auf lösungsverr mögen erzielbar ist und daß bei der Vorrichtung hinter der Sichtanzeigefläche eine große Bautiefe erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Behebung der vorstehend angeführten Mängel und zur Anwendung bei ■IQ einem Sichtanzeigeelement ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bilderzeugung zu schaffen, die eine große Sichtanzeigefläche bei hoher Bündelungsdichte ermöglichen.

Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfah-,-ren zur Bilderzeugung unter Verwendung einer Einheit mit

einem elektrisch leitenden Teil, einem Ladungsaufnahmeteil zur Annahme elektrischer Ladung und einem zwischen das elektrisch leitende Teil und das Ladungsaufnahmeteil eingefügten Flüssigkristall, und zwar insbesondere ferroelek_on irischen Flüssigkristall mit einem ersten und einen zwei-

ten stabilen Zustand geschaffen, wobei das Verfahren einen ersten Verfahrensschritt, bei dem Ladung gleichförmiger Polarität auf die ganze Oberfläche des Ladungsaufnahmeteils oder einen Teil derselben aufgebracht wird, um zwischen „ρ- dem elektrisch leitenden Teil und dem Ladungsaufnahmeteil ein elektrisches Feld zu errichten, durch das das ferroelektrische Flüssigkristall gleichförmig in seinen ersten stabilen Zustand ausgerichtet wird, und einen zweiten Verfahrensschritt zum Einschreiben umfaßt, bei dem bildgemäß _n Ladung mit der zur Polarität der bei dem ersten Verfahrensschritt aufgebrachten Ladung entgegengesetzten Polarität auf das Ladungsaufnahmeteil aufgebracht wird, um zwischen dem Ladungsaufnahmeteil und dem elektrisch leitenden Teil ein elektrisches Feld zu errichten, durch das das in den ersten stabilen Zustand ausgerichtete Flüssigkristall teilweise in den zweiten stabilen Zustand ausgerichtet wird.

ORIGI_NAL

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

c Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 ist eine schematische Schni11ansicht , die die erfindungsgemäße BiI der/eugungsvorrichtung gemäß eijQ nem Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 3 und 4 sind schematische perspektivische Ansichten, die eine FIüssigkristaI Ieinheit und deren Funktionsprinzip veranschaulichen, welches bei dem er-, c findungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen

Vorrichtung angewandt wird.

Fig. 5A ist eine schematische Schni11ansicht , die ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.

Fig. 5B ist eine Draufsicht, die Änderungen der Ausrichtung in einer Flüssigkristallschicht zeigt.

p. Fig. 6A ist eine Schnittansicht, die ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.

Fig. 6B ist eine Schnittansicht einer bei dem in Fig. 6A _on gezeigten Ausführungsbeispiel eingesetzten Flüssig-

kristalleinheit.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können außer einem ferroeIektrise hen Flüssigkristall einschließlich eines bistabilen smektisehen Flüssigkristalls auch andere Flüssig-35

kristalle wie nematische Flüssigkristalle mit positiver

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oder negativer dielektrischer Anisotropie verwendet werden. ™ Nachstehend wird jedoch die Erfindung unter Bezugnahme auf ..* die Zeichnung hauptsächlich anhand eines bistabilen smektischen Flüssigkristalls und eines smektischen Flüssigkri- < stalls erläutert.

Die Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Ausführung des

IQ erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt. Im einzelnen zeigt die Fig. 2 ein Beispiel der Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Ionengenerator 201 als Schreibvorrichtung und einer Flüssigkri sta I Ie i nhe i t 202 als zu beschriftende Vorrichtung. Der Ionengenerator 201 kann beispielsweise ein Generator sein, der in der JP-OS 78134/1979, der US-PS 4195927, 4267556 oder 4160257, der CA-PS 1120992 oder der japanischen Patentanmeldung No. 35874/1981 beschrieben ist.

Der Ionengenerator 201 wird dadurch betrieben, daß eine 2Q hohe Wechselspannung an eine Elektrode 203 angelegt wird und durch ein zwischen der Elektrode 203 und einer Elektrode 204 erzeugtes elektrisches Feld Gasentladungen hervorgerufen werden, durch die eine Isolierschicht 205 geladen und entladen wird. Auf diese Weise wird durch das 2{- Laden und Entladen der Isolierschicht 205 an einer öffnung 206 der Elektrode 204 eine Quelle positiver oder negativer Ionen gebildet. An der Elektrode 204 ist über ein Isolierteil 207 zum Bilden eines vorbestimmten Abstands eine Elektrode 208 zum Herausziehen von Ionen angebracht.

Durch das Anlegen einer Gleichspannung zwischen die Elektrode 208 und eine Elektrode 210, die als Gegenelektrode für den Ionengenerator 201 dient und die auf einer Grundplatte 213 aus Glas, Kunststoff oder dergleichen der Flüs-

_p. s i gk r i s t a 11 e i nhe i t 202 gebildet ist, werden die Ionen aus der Öffnung 206 zu einem Ladungsaufnahmeteil 209 zur Auf-

nähme elektrischer Ladung hin gestrahlt. In diesem Fall werden durch die Wahl der Richtung des elektrischen Felds zwischen den Elektroden 204 und 208 selektiv entweder po~ sitive oder negative Ionen zu der Elektrode 208 hin geleitet. Zwischen den Elektroden 208 und 210 werden wegen des elektrischen Gleichfelds nur entweder positive oder negative Ionen zu der Elektrode 210 hin gestrahlt. Infolgedessen werden durch das Anlegen einer einem digitalen BiId-•j^q signal entsprechenden S i gna I spannung an die Elektrode 204 die Ionen bildgemäß auf das Ladungsaufnahmeteil 209 aufgestrahlt, so daß an diesem ein Ladungsbild erzeugt wird.

In dem Ionengenerator 201 kann mit einer einzelnen öffnung -je 206 ein einzelnes Bildelement erzeugt werden. Falls daher in der Tiefenrichtung der Zeichnung eine große Anzahl von Öffnungen 206 zum Bilden einer Öffnungsreihe bzw. Öffnungszeile angeordnet wird und die Öffnungszeile in der Richtung eines Pfeils 214 bewegt wird, werden auf die ganze, dem 2Q Ionenlader bzw. Ionengenerator 201 zugewandte Oberfläche der F lüssigkrista11 einheit 202 bildgemäß bzw. bildweise Ladungen aufgebracht. Das bildgemäße Aufbringen der Ladungen auf die Flüssigkristalleinheit kann auch mittels eines Ionenladers herbeigeführt werden, der öffnungen hat, die in ₂p- Matrixform und parallel zur Flüssigkristalleinheit angeordnet sind. In diesem Fall ist jedoch entsprechend der erforderlichen Anzahl von Bildelementen auf der Flüssigkristalleinheit eine große Anzahl von öffnungen erforderlich, so daß dementsprechend eine gesteigerte Anzahl von Ansteue- _n rungse Iementen erforderlich ist. Im Gegensatz dazu ist die Anzahl der öffnungen beträchtlich verringert, wenn der in Fig. 2 gezeigte Ionengenerator mit den in einer Reihe bzw. Zeile angeordneten öffnungen eingesetzt wird. Darüberhinaus wird durch das Anwenden eines Matrixansteuerungssyst ems _O[- zwischen der an die Elektrode 203 angelegten Wechselspannung und der an die Elektrode 204 angelegten Bildsignal-

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spannung die Anzahl der AnsteuerungseLemente beträchtlich verringert.

g Das LadungsaufnahmeteiL 209 kann durch einen FiLm oder eine dünne PLatte aus Kunststoff wie Polyimid oder Polyamid oder aus einem anorganischen Isoliermaterial wie Glimmer oder Glas gebildet sein. Durch die an dem Ladungsaufnahmeteil 209 erzeugten elektrostatischen Ladungen (wie beispiels-

JQ weise die in der Fig. 2 mit Qy dargestellten negativen Ladungen) und die hierdurch in der Elektrode 210 induzierten Ladungen (wie beispielsweise die in der Fig. 2 mit (+) dargestellten positiven Ladungen) wird an einer Flüssigkristallschicht 212 ein elektrisches Feld erzeugt, durch

,p- das die Or i ent i e rung s r i ch tung bzw. Ausrichtung des Flüssigkristalls geändert wird.

Zwischen der Flüssigkristallschicht 212 und dem Ladungsaufnahmeteil 209 oder zwischen der Flüssigkristallschicht

^_n 212 und der lichtdurchlässigen Elektrode 210 kann ein Orientierungssteuerfilm angebracht werden, der ein Film aus einem anorganischen Material wie SiO, S i 0 _? oder T i 0 _? oder ein Film aus einer organischen Verbindung wie Polyimid, Polyamid, Po lyvinyl-AIkohoI oder Polyester sein kann und der

„c auch als Isolierfilm wirken kann, wenn er auf der lichtdurchlässigen Elektrode 210 gebildet wird.

Das hierbei eingesetzte Flüssigkristall kann zweckdienlich ein Fe Ideffekt-Flüssigkrist a 11 wie ein nematisches Flüs_o sigkristall, ein cho I esterisches Flüssigkristall, eine smektisches Flüssigkristall oder ferner ein ferroelektrisches Flüssigkristall einschließlich eines chiralen smektischen FIüssigkrista I I s sein.

_or. Die Feldstärke des elektrischen Felds für das Orientieren ob

bzw. Ausrichten kann abhängig von der Art des Flüssigkri-

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stalls geändert werden, soll aber in der Größenordnung von

0,5 bis 10 χ 10 V/m liegen, was der Größenordnung 1,5 bis 44 χ 10 C/m hinsichtlich der aufgebrachten elektrischen g Ladungen entspricht und sich in Abhängigkeit von den Dielektrizitätskonstanten der Flüssigkristallschicht 212 und des Ladungsaufnahmeteils 209 ändert.

Di» Dicke des Ladungsaufnahme teil s 209 hat. keinen merk-,Q liehen Einfluß auf die verteilte und an die Flüssigkristallschicht 212 angelegte Spannung, soll aber vorzugsweise gleich dem Durchmesser bzw. der Größe der Öffnung 206 oder kleiner sein, und zwar insbesondere die Hälfte des Durchmessers oder geringer, da eine große Dicke infolge der V e r ,p. breiterung des elektrischen Felds ein schlechteres Auflösungsvermögen ergibt. Genauer ausgedrückt ist eine Dicke von 30 pm oder darunter anzustreben, wenn ein einzelnes Bildelement die Größe von beispielsweise 60 pm hat. Da zwischen dem Ladungsaufnahmeteil 209 und der Elektrode 210 _on eine elektrostatische Anziehungskraft wirkt, ist es vorteilhaft, in ausreichender Dichte Abstandshalter 211 beispielsweise in Streifenform anzubringen, um eine Verformung des Ladungsaufnahmeteils zu verhindern.

op- In Abhängigkeit von dem verwendeten Sichtanzeigesystem wird der Bereich der Abstandshalter 211 geschwärzt oder zur Lichtstreuung gestaltet, so daß sich keine Beeinträchtigung des Bildanzeigekontrasts ergibt. Wenn das Verhältnis zwischen dem Teilungsabstand der Abstandshalter 211 und dem _n Teilungsabstand der Bildelemente nahe einer ganzen Zahl

liegt, kann eine Moire-Erscheinung (als Interferenzmuster) auftreten. Diese Erscheinung kann dadurch vermieden werden, daß der Teilungsabstand oder der Anordnung¹;winkel der Abstandshalter 211 geeignet gewählt wird, oder die Abstandshalter 211 zufa 11svertei11 angeordnet werden. 35

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Der spezifische Widerstands des LadungsaufnahmeteiLs 209 kann bis 10 Ohm * cm herab, nämlich 10 Ohm * cm oder höher sein, wenn ein FLüssigkristaLL mit Speichereigenschaft wie ein bistabiles smektisches Flüssigkristall verwendet wird, da in diesem Fall das Ladungsaufnahmeteil die Ladungen nur über eine Zeitdauer festhalten muß, welche für das Ändern der Orientierung bzw. Ausrichtung des Flüssigkristalls erforderlich ist. In diesem Fall ist es IQ vorteilhaft, das Ladungsaufnahmeteil mit Masse oder einem niedrigen Potential zu verbinden, damit sich in dem Ladungsaufnahmeteil die Ladungen nicht ansammeln.

Für das Neueinschreiben von Bildern können die Bilder nach , p- verschiedenerlei Verfahren in Abhängigkeit von dem verwendeten Flüssigkristall gelöscht werden. Beispielsweise kann das auf die vorstehend beschriebene Weise eingeschriebene Bild durch das Errichten eines gleichförmigen elektrischen Felds über die ganzen Abmessungen der Flüssigkrista11 ein-_9n heit gelöscht werden. Zu diesem Zweck kann ein gesonderter Koronaentlader zum Erzeugen einer Korona, durch die die Ladungen entfernt oder Ladungen mit der zur Polarität der für das Schreiben benutzten Ladungen entgegengesetzten Polarität aufgebracht werden, oder der Ionengenerator 201 „p. eingesetzt werden, an den statt der für das Schreiben benutzten Bildsignale bildweise Löschsignale in der Weise angelegt werden, daß Ionenstrahlen mit der zur Polarität des für das Schreiben benutzten Ionenstrahlen entgegengesetzten Polarität hervorgerufen werden. Ferner kann das _n eingeschriebene Bild auch dadurch gelöscht werden, daß das Ladungsaufnahmeteil ganz oder teilweise gleichförmig mit Ionenstrahlen mit der zur Polarität der für das Einschreiben benutzten Ionenstrahlen entgegengesetzten Polarität bestrahlt wird. An dem gelöschten Bereich kann ein Bild

im wesentlichen auf die vorangehend erläuterte Weise wie-35

der durch das bildweise Bestrahlen mit den Ionenstrahlen

_BEt«7 ³⁵°⁰¹⁶⁶

für das Einschreiben erzeugt werden.

Falls die Ausrichtung des Flüssigkristalle durch eine auf c die vorstehend beschriebene Weise von außen aufgebrachte bestimmte Ladungsmenge verändert wird, wird als Flüssigkristall am günstigsten ein ferroeIektrisches Flüssigkristall verwendet, da dieses hohe Impedanz bzw. hohen spe-

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zifischen Widerstand von 10 Ohm χ cm oder darüber hat

,λ und wirkungsvoll das Abfließen von Ladung verhindert. Zu diesen ferroe Iektrise hen FIüssigkrista I I en zählen chirale smektische Flüssigkristalle, von denen Flüssigkristalle im Zustand der chiralen smektischen C-Phase (SmC*), H-Phase (SmH*), I-Phase (SmI*), J-Phase (SmJ*), K-Phase (SmK*), G-Phase (SmG*) oder F-Phase (SmF*) geeignet sind. Diese f e r r ο eIe k t r i s c h e η Flüssigkristalle sind beispielsweise in "LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTERS" 36 (L~69), 1975, "Ferroelectric Liquid Crystals", in "Applied Physics Letters" 36 (11), 1980, "Submicro Second Bistable Electro-

__n optic Switching in Liquid Crystals", in "Solid State Physics" 16 (141), 1981, "Liquid Crystal" und so weiter beschrieben. Die in diesen Veröffentlichungen beschriebenen ferroelektrischen Flüssigkristalle können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrich-

„c tung zur Bilderzeugung verwendet werden.

Besondere Beispiele für ferroelektrisch Flüssigkristall-Verbindungen sind Decycloxybenzyl iden-p'-amino-2-methylbutylcinnamat (DOBAMBC), Hexyloxy benzyl idcn-p'-amino-2- _ chlorpropy I cinnamat (HOBACPC), 4-o-(2-Methy I )-butyLresor-

cyIiden-4'-octyI aniIiη (MBRA8) usw.

Wenn die Flüssigkrista 11 einheit unter Verwendung dieser Materialien gebildet wird, kann die Einheit mit einem Kupfer-

_o_ block oder dergleichen gehalten werden, in den ein Heiz-

element eingebettet ist, um damit Temperaturbedingungen zu

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schaffen, bei denen die Flüssigkrista I I verbindungen die SmC*-, SmH*-, SmI*-, SmJ*-, SmK*-, SmG*- oder SmF*-Phase annimmt.

In der Fig. 3 ist schematisch ein Beispiel für eine ferroelektrische Flüssigkristallzelle gezeigt. Hierbei ist zur Vereinfachung der Darstellung ein Ladungsaufnahmeteil mit den aufgebrachten Ladungen als Elektrodengebilde dargestellt.

Zwischen eine Elektrode 31 (die beispielsweise einem Ladungsaufnahmeteil in Verbindung mit der darauf aufgebrachten Ladung entspricht) und eine Elektrode 31a ist ein _1R Flüssigkristall beispielsweise in der SmC*- oder SmH*- Phase eingefügt, das derart ausgerichtet ist, daß eine Flüssigkristall-Molekülschicht 32 senkrecht zu den Elektrodenflächen steht.

„_n FlüssigkristalL-Moleküle sind durch ausgezogene Linien

33 dargestellt. Jedes Flüssigkrista 11-Mo leküL 33 hat ein Dipolmoment 34 bzw. P_L_in einer zu seiner Achse senkrechten Richtung. Wenn zwischen die Elektroden 31 und 31a eine Spannung angelegt wird, die höher als ein bestimmter Schwel-

_K lenwert ist, wird eine He Iixstruktur des Flüssigkristallmoleküls 33 gelockert oder aufgewunden, wodurch die Orientierungsrichtung bzw. Ausrichtung der jeweiligen Flüssigkristallmoleküle 33 so geändert wird, daß die Dipolmomente

34 bzw. PX- alle in die Richtung des elektrischen Felds gerichtet werden. Die Flüssigkristallmoleküle 33 haben

langgestreckte Form und zeigen Brechungsanisotropie zwischen ihren langen und ihren kurzen Achsen. Infolgedessen ist es ersichtlich, daß beispielsweise dann, wenn auf der oberen und der unteren Seite der Elektroden jeweils Polarisatoren unter Nikolscher überkreuzung, nämlich unter Kreu-35

zung ihrer Po larisierrichtungen angeordnet werden, die der-

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maßen gestaltete Flüssigkristallzelle als Flüssigkristallvorrichtung zum optischen Modulieren wirkt, deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der Polarität einer angelegten Spannung ändern.

Das vorzugsweise bei der Flüssigkristalleinheit 201 verwendete F lüssigkrist a 11-Ze I IengebiI de kann ausreichend dünn gestaltet werden (wie beispielsweise in einer Dicke ig von 10 μη\ oder darunter). Da auf diese Weise die Flüssigkristallschicht dünner wird, wird die Helixstruktur der Flüssigkristallmoleküle ohne Anlegen eines elektrischen Felds gelockert oder aufgewunden, wodurch das Dipolmoment einen von zwei Zuständen einnimmt, nämlich einen Zustand

, p- P in einer Richtung 44 nach oben oder einen Zustand Pa in einer Richtung 44a nach unten gemäß Fig. 4. Wenn an eine Zelle mit den vorstehend genannten Eigenschaften über SpannungsanI egevorrichtungen 41 und 41a ein elektrisches Feld E oder Ea errichtet wird, welche eine Stärke über ei-

o_n nein bestimmten Schwellenwert haben und gemäß Fig. 4 voneinander hinsichtlich der Polarität verschieden sind, wird in Abhängigkeit von dem Vektor des elektrischen Felds E oder Ea das Dipolmoment entweder in die obere Richtung 44 oder in die untere Richtung 44a ausgerichtet. Dementspre-

OC- chend werden die F I üs s i gk r i s t a I I mo I ek ü I e entweder in einen ersten stabilen Zustand 43 oder in einen zweiten stabilen Zustand 43a ausgerichtet.

Wenn das vorstehend genannte ferroe Iektrisehe Flüssigkri_n stall als Element zur optischen Modulation eingesetzt wird, können damit gemäß den vorstehenden kurzen Ausführungen zwei Vorteile erzielt werden: der erste Vorteil besteht darin, daß die Ansprechgeschwindigkeit ziemlich hoch ist. Der zweite Vorteil besteht darin, daß die Orientierung bzw. __ Ausrichtung des Flüssigkristalls Bistabil!tat zeigt. Der zweite Vorteil wird als Beispiel anhand der Fig. 4 erläutert

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Wenn das elektrische Feld E an den Flüssigkristallmolekülen errichtet wird, werden diese in den ersten stabilen Zustand 43 ausgerichtet. Dieser Zustand bleibt auch dann stabil bzw. beständig, wenn das elektrische Feld aufgehoben wird. Wenn andererseits das zu dem elektrischen Feld E entgegengesetzt gerichtete elektrische Feld Ea an den Flüssigkristallmolekülen errichtet wird, werden diese in den zweiten stabilen Zustand 43a ausgerichtet, wobei sich die Richtungen der Mo-

iQ leküle ändern. Der letztere Zustand bleibt gleichermaßen auch dann beständig, wenn das elektrische Feld aufgehoben wird. Ferner bleiben die Flüssigkristallmoleküle in den jeweiligen Ausrichtungszuständen, solange die Stärke des anliegenden elektrischen Felds E nicht über einem bestimmten

,r Schwellenwert liegt. Zum wirkungsvollen Herbeiführen dieser hohen Ansprechgeschwindigkeit und dieser Bistabilität ist es vorteilhaft, wenn die Dicke der Zelle so gering wie möglich ist und normalerweise 0,5 bis 20 um, insbesondere 1 bis 5 jum beträgt. Eine F I üs s i g k r i s ta I I ei nhe i t mit Matrix-

PQ e I ektrodenaufbau, bei der das fer roe lektrisehe Flüssigkristall dieser Art verwendet wird, ist beispielsweise in der US-PS 4367924 von Clark und Lagerwall vorgeschlagen worden.

Die Fig. 5A zeigt ein Beispiel, bei dem die Bilderzeugungs- ^p- vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zur Sichtanzeige verwendet wird.

Eine in Fig. 5A gezeigte Flüssigkristalleinheit 501 ist eine Reflexionseinheit, in der ein dielektrischer Spiegel O₀ 502 angebracht ist. Der dielektrische Spiegel 502 hat allgemein ein hohes Reflexionsvermögen für sichtbares Licht und weist einen mehrschichtigen Film mit Schichten aus Ge/MgF₂ (VAWCeO₂ (V4WMgF₂ (V4WCe(>₂ (V 4). auf. Ferner wird bei diesem Beispiel ein Polarisationsstrahlenteiler

_or_ 503 dazu benutzt, eine zwischen dem ersten und dem zweiten ob

stabilen Zustand auftretende optische Modulation zu erfassen.

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Die FLüssigkristaLleinheit 501 hat ein Zellengebit de mit

einem Ladungsaufnahmeteil 504, an dem der dielektrische Spiegel 502 angebracht ist, einem Substrat 506 wie einer Glasplatte, an der eine lichtdurchlässige Elektrode 505 beispielsweise aus Indiumzinnoxid (ITO) angebracht ist, und einer zwischen das Ladungsaufnahmeteil und das Substrat eingefügten Flüssigkristallschicht 507. Der Zwischenraum in der Zelle wird durch einen Abstandshalter 508 auf-•j^g rechterhalten.

Vor der Bilderzeugung wird die ganze Fläche des Ladungsaufnahmeteils mit negativen Ionenstrahlen aus einem Ionengenerator 509 bestrahlt, um eine gleichförmige negative

, p- Ladung aufzubringen, durch die an die Flüssigkristallschicht 507 eine Spannung Eaa angelegt wird. Falls die dermaßen angelegte Spannung Eaa höher als die Schwellenspannung des F I ü3sigkrista I I s ist, wird das Flüssigkristall in seinen ersten stabilen Zustand gemäß der Darstellung durch 510 in Fig. 5B ausgerichtet.

Darauffolgend werden aus dem Ionengenerator 509 bildgemäß positive Ionenstrahlen auf das Ladungsaufnahmeteil 504 aufgestrahlt. Hierbei wird entweder der Ionengenerator „ρ- oder die Flüssigkristalleinheit 501 relativ 2u dem anderen Element bewegt, wodurch die Ionenstrahlen das Ladungsaufnahmeteil 504 in der Richtung eines Pfeils 514 abtasten bzw. überstreichen können. Durch die Bestrahlung mit den Ionenstrahlen werden bildgemäß an dem Ladungsaufnahmeteil

_oo positive Ladungen (gemäß der Darstellung durch (*) in Fig. oU

5B) erzeugt, durch die an der Flüssigkristallschicht 507 ein dem Feld Eaa entgegengesetztes elektrisches Feld Ea errichtet wird. Falls die Spannung Ea bzw. die Spannung des Felds Ea die Schwellenspannung übersteigt, wird ein

_OI_ Teil des in den ersten stabilen Zustand 510 ausgerichteten do

Flüssigkristalls in den zweiten stabilen Zustand gemäß der

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Darstellung durch 511 umgestellt. Die auf das Ladungsaufnahmeteil 504 aufgebrachte Ladung fließt allmählich ab, so daß sie verschwindet und damit auch die an die Flüssig-

U₁ k r i s t a I I s c hi cht 507 angelegte Spannung entfällt. Bei diesem Beispiel wird jedoch das aufgezeichnete Bild festgehalten, da das fer roelektrisehe Flüssigkristall der Schicht 507 Speichereigenschaft hat.

IQ Zur Sichtanzeige des aufgezeichneten Bilds wird die Flüssigkristalleinheit 501 über den Polarisationsstrahlenteiler 503 mit Projektionslichtstrahlen 512a, 512b und 512c bestrahlt, durch die das in der Flüssigkristallschicht 507 aufgezeichnete Bild auf einen Projektionsschirm 513

, ,- projiziert wird. Bei diesem Beispiel wird die Polarisierrichtung des Polarisationsstrahlenteilers 503 zu der Orientierungsrichtung 510 des Flüssigkristalls parallel oder senkrecht gestellt, wobei die Projektionslichtstrahlen 512a, 512b und 512c als polarisierte Strahlen der P-Komponente

_on bezeichnet werden. Die Lichtstrahlen 512a, 512b und 512c werden über den Polarisationsstrahlenteiler auf die Flüssigkrista I Ieinheit 501 gestrahlt, da sie polarisierte P-Komponenten-Strahlen sind. Von diesen polarisierten P-Komponenten-Strah I en werden die Strahlen 512a und 512c durch

„_R die in den ersten stabilen Zustand 510 ausgerichteten Bereiche des F I üssigkrista I I s durchgelassen, von dem dielektrischen Spiegel 502 reflektiert und dann wieder durch den Polarisationsstrahlenteiler 503 durchgelassen, da sie polarisierte P-Komponenten-StrahI en sind.

Im Gegensatz dazu wird von den polarisierten P-Komponenten-Strahlen der Projektionsstrahl 512b durch den in den zweiten stabilen Zustand ausgerichteten Bereich 511 des Flüssigkristalls durchgelassen, von dem dielektrischen Spiegel

reflektiert und zu einem polarisierten Lichtstrahl moduob

liert, der die S-Komponente enthält und aus dem nur die

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S-Komponente von dem Po L arisationsstrah IenteiL er 503 reflektiert wird, so daß ein Strahl 512bb entsteht, der dann auf den Projektionsschirm 513 projiziert wird, wodurch das

pr in der Flüssigkristalleinheit aufgezeichnete Bild auf den Projektionsschirm 513 projiziert wird.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Bi^erzeugungsvorrichtung wird Flüssigkristall in smek-•■Q tischer Phase verwendet. Das Flüssigkristall in der smektischen Phase wird zuerst bis zu einer isotropen Phase erwärmt und dann durch Wärmeabstrahlung bei Vorliegen eines mittels eines lonengenerators errichteten elektrischen Felds schnell abgekühlt, wodurch der in dem elektrischen -^p- Feld gelegene Teil des Flüssigkristalls in eine lichtdurchlässige smektische Phase umgesetzt wird, während der außerhalb des elektrischen Felds gelegene Teil des Flüssigkristalls in eine smektische Phase mit Lichtstreuung umgesetzt wird. Eine in den Fig. 6A und 6B gezeigte Flüssig-„ ~ kristalleinheit 601 hat einen Zellenaufbau aus einem lichtdurchlässigen Substrat 602 wie einer Glasplatte, einer an dieser in der Form von Streifen angebrachten lichtdurchlässigen Elektrode 603, Abstandshaltern 6OA und einem Ladungsaufnahmeteil 605 sowie eine in der Zelle angeord-„P-nete Flüssigkristallschicht 606. In diesem Fall ist das Ladungsaufnahmeteil 605 vorzugsweise weiß oder in einer anderen Farbe eingefärbt. Ein Ionengenerator 607 ist an einer mittels eines Motors 608 verstellbaren Kugelmutter 609 gelagert und wird in der Richtung eines Pfeils 610 hin_n und herbewegt. Die streifenförmi ge lichtdurchlässige Elektrode 603 wirkt als Gegenelektrode für den Ionengenerator 607, der aufeinanderfolgend Ionenstrahlen erzeugt. Die Erwärmung der Flüssigkristallschicht 606 wird dadurch herbeigeführt, daß im Gleichtakt mit der Bewegung des Ionengenerators 607 Strom über die lichtdurchlässige Elektrode ob

603 geleitet wird, und zwar im einzelnen unmittelbar vor

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oder im wesentlichen gleichzeitig mit der bitdweisen Bestrahlung des Ladungsaufnahmeteils 605 mit den Ionenstrahlen. Statt der streifenförmigen Elektrode kann als Erwarte mungsvorrichtung ein Infrarot-Heizelement zur Abtastung in Verbindung mit dem Ionengenerator eingesetzt werden.

Zum Löschen des eingeschriebenen bzw. aufgezeichneten Bilds wird das smektische Flüssigkristall auf seine i s ο -

,Q trope Phase erwärmt und durch Wärmeabstrah lung beim Anliegen eines elektrischen Felds abgekühlt, wodurch wieder die lichtdurchlässige smektische Phase erreicht wird. Das elektrische Feld kann mittels eines Paars von die Flüssigkristallschicht an den beiden Seiten abdeckenden Elektro-

_lf- den gebildet werden, wird aber bei der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung vorzugsweise durch Ladungen gebildet, die durch Ionenstrahlen aufgebracht werden. Die dermaßen gelöschten Bereiche des Flüssigkristalls können wieder einem Aufzeichnungsvorgang mit der Erwärmung auf

_on die isotrope Phase und der Ionenbestrahlung unter Abkühlung unterzogen werden.

Das hierbei verwendete smektische Flüssigkristall soll vorzugsweise ein Flüssigkristall sein, das einen Phasen-„p. übergang über die smektische Phase, die nematische Phase und die isotrope Phase verursacht.

Bei der in den Fig. 6A und 6B gezeigten Vorrichtung kann mit einigen Abwandlungen auch ein fer roelektrisehes Flüs-

sigkristall verwendet werden. In diesem Fall muß die E I e k oU

trode 603 nicht streifenförmig sein, sondern es kann als Gegenelektrode für den Ionengenerator 6Q7 ein in Fig. 2 mit 210 bezeichneter Elektrodenfilm verwendet werden. Die Flüssigkristalleinheit 601 soll zwischen ein Paar von Polarisatoren gesetzt werden, die unter Nikolscher über-35

kreuzung angeordnet sind. Einer der Polarisatoren wird

_DE45₂₇

an der Außenseite des Substrats 602 angebracht oder in der Nähe desselben angeordnet. Das Ladung saufnähmeteiL 605 kann durch einen Polarisator gebildet sein, der als der andere des Paars der Polarisatoren eingesetzt wird. Ansonsten wird der andere Polarisator vorzugsweise außerhalb des Ionengenerators 607 so angeordnet, daß er dessen Bewegung nicht behindert.

,Q Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel kann ein durch die elektrische Entladung in den Ionengenerator 607 erzeugtes aktives Gas eine Korrosion der in dem Ionengenerator verwendeten Elektroden oder eine Verschlechterung des Isoliermaterials oder des Ladungsaufnahmeteils hervor-

, p- rufen, wodurch die Lebensdauer der Bilderzeugungsvorrichtung herabgesetzt wird. Zur Vermeidung dieser Mangel ist es vorteilhaft, eine Schutzmaßnahme gegen die Verschlechterung zu treffen, wie beispielsweise dadurch, daß der Innenraum eines in Fig. 6A gezeigten Behälters 611 mit

„p. einem inerten bzw, chemisch tragen Gas wie Neon oder Argon gefüllt wird. Eine Druckverringerung in dem Innenraum ist nicht nur zur Förderung der elektrischen Entladung, sondern auch zum Verhindern der Verschlechterung der vorstehend genannten betreffenden Materialien wirkungsvoll.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird durch die Verwendung einer Vorrichtung, bei der zur Aufzeichnung eine mit einem Ladungsaufnahmeteil versehene F I üssigkrist a I I einheit mit Ionenstrahlen abgetastet wird, die Erfordernis einer _n feinen bzw. dichten Elektrodenverdrahtung verringert bzw.

erleichtert und die Anzahl von Ansteuerungselementen herabgesetzt, wodurch eine feine bzw. dichte Bildanzeige bei kleinen Abmessungen der Vorrichtung erzielt wird.

BAD

Zum Bilden einer FLüssigkristaLleinheit wird zwischen ein elektrisch leitendes Teil und ein Ladungsaufnahmeteil für die Aufnahme elektrischer Ladung ein Flüssigkristall, und zwar insbesondere ein ferroe Iektrisehes Flüssigkristall eingefügt. Bei einem ersten Schritt zur Bilderzeugung wird auf das ganze Ladungsaufnahmeteil oder einen Teil desselben Ladung gleichförmiger Polarität aufgebracht, wodurch in einem damit gebildeten gleichförmigen elektrischen Feld

-^q das Flüssigkristall gleichförmig in seinen ersten stabilen Zustand ausgerichtet wird. Bei einem zweiten Schritt wird auf das Ladungsaufnahmeteil bildweise Ladung entgegengesetzter Polarität aufgebracht, wodurch zum Erzeugen eines Bilds das Flüssigkristall bildgemäß in den zweiten stabi-

, ,- len Zustand umorientiert wird.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Bilderzeugung, gekennzeichnet durch eine Einheit (205; 501; 601) mit einem elektrisch leitenden Leiterteil (210; 505; 603), einem Ladungsaufnahmeteil (209; 504; 605) zur Aufnahme elektrischer Ladung und einem zwischen das Leiterteil und das Ladungsaufnahmetei I gesetzten Flüssigkristall (212; 507; 606) und eine Ladevorrichtung (201; 509; 607) zum Aufbringen elektrischer Ladung auf das Ladungsaufnahmeteil, die ausreicht, zwischen dem Ladungsaufnahmeteil und dem Leiterteit ein elektrisches Feld zu errichten, das eine Schwellenspannung des F I üssigkrista I I s übersteigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladevorrichtung (201; 509; 607) ein Ionengenerator für die Erzeugung von Ionenstrahlen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristall (212; 507; 606) in einem Zellenger bilde mit dem Leiterteil (210; 505; 603) und dem Ladungsaufnahmeteil (209; 504; 605) eingeschlossen ist und daß das Leiterteil eine Gegenelektrode für dnn I on engen»· ra t ο r (?01; 509; 607) bildet.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn- * zeichnet, daß der Ionengenerator - (201; 509; 607) eine Viel- j zahl von in einer Reihe angeordneten 'Öffnungen (206) für

die Abgabe der Ionenstrahlen aufweist. *

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Bewegungsvorrichtung (608) zum Bewegen der Ladevorrichtung (607) in bezug auf das Ladungs-

iQ aufnahmeteiL (605).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das FlussigkristaLL (212; 507; 606) ein ferroe Iektrisehes Flüssigkristall ist, mit dem

je durch eine Schicht aus demselben durchgelassenes Licht modulierbar ist, und daß eine Aufnahmevorrichtung (503) zum Aufnehmen des dermaßen modulierten Lichts vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, 2Q daß die Aufnahmevorrichtung (503) eine Po larisiervorricht ung ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Schicht aus dem fer roe Iektrisch en

„c Flüssigkristall (507) durchgelassene Licht (512) das durch die Polarisiervorrichtung (503) polarisierte Licht ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Reflektorvorrichtung (502) zum Reflektieren des durch

_on die Schicht aus dem fer roe Iektrise hen Flüssigkristall (507) durchgelassenen modulierten polarisierten Lichts und einen Polarisationsstrahlenteiler (503) zur Aufnahme der modulierten Komponente des von der RefIektor vorrichtung reflektierten modulierten polarisierten Lichts.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 , gekennzeichnet durch

einen Projektionsschirm (513) zum Aufpro jizieren der modulierten Komponente des von dem Po IarisationsstrahL entei-κ ler (503) aufgenommenen polarisierten Lichts.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorvorrichtung (502) ein dielektrischer Spiegel ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Flüssigkristall (212; 507; 606) ein bistabiles Miiekt isches Flüssigkristall ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das bistabile Flüssigkristall (212; 507; 606) ein chirales smektisches Flüssigkristall ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich- A U

net, daß das chirale smektische Flüssigkristall (212; 507; 606) eine nichtspiralförmige Struktur hat.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich-

„r- net, daß sich das chirale smektische Flüssigkristall (212; /ο

507; 606) im Zustand der C-Phase, der Η-Phase, der I-Phase, der J-Phase, der K-Phase, der G-Phase oder der F~Phase befindet.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da~ 30

durch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristall (212; 606) ein ferroelektrisches Flüssigkristall in der Form einer Schicht ist und daß außerhalb der Schicht ein Paar Polarisiervorrichtungen angebracht ist.

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1/. Vor r if,hiijrif) noch Anspruch 16, dadurch gekennz ei c h~

riet, daß die Polarisiervorrichtungen in Ni ko I sehe r über- ,

kreuzung angeordnet sind.

I

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Po Larisiervorrichtungen auch * als LadungsaufnahmeteiL (209; 605) eingesetzt ist.

^q 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Polarisiervorrichtungen in bezug auf das Flüssigkristall (212; 606) außerhalb der Ladevorrichtung (201; 607) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterteil ein auf einem lichtdurchlässigen Substrat (213; 506; 602) aufliegender lichtdurchlässiger elektrisch leitender Film (210; 505; 603) ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Leiterteil (210; 505; 603) ein das Flüssigkristall (212; 507; 606) berührender OrientierungssteuerfiLm angebracht ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladungsaufnahmeteil (209; 504; 605) ein organisches oder anorganisches Isoliermaterial aufweist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem Flüssigkristall (212; 507; 606) errichtete elektrische Feld eine Feldstärke im

Bereich von 0,5 χ 10⁶ V/m bis 10 χ 10 V/m hat.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels der Ladevorrichtung (201; 509; 607) aufgebrachte elektrische Ladung im Bereich

von 1,5 χ 10~⁵ ZIm² bis 44 χ 10~⁵ C/m² liegt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionengenerator (201; 509; 607) für die Abgabe der Ionenstrahlen eine Öffnung mit einem Durchmesser

jQ hat, der gleich der oder größer als die Dicke des Ladungsaufnahmeteils (209; 504; 605) ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Ladungsaufnahmeteils (209; 504; 605)

TL5 die Hälfte des Öffnungsdurchmessers des Ionengenerators (201; 509; 607) oder geringer ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladungsaufnahmeteil (209;

1 0 2Q 504; 605) einen spezifischen Widerstand von 10 Ohm . cm oder darüber hat.

28. Vorrichtung zur Bilderzeugung, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristalleinheit (200; 501; 601) mit einem ZeI-

of- Lengebilde mit einem elektrisch leitenden Leiterteil (201; 505; 603), einem Ladung sauf nähmeteiL (209; 504; 605) zur Aufnahme elektrischer Ladung und einer zwischen das Leiterteil und das Ladungsaufnahmeteil gesetzten Schicht aus ferroelektrischem Flüssigkristall (212; 507; 606), eine PoIa-

„₀ risiervorrichtung (503) zur Aufnahme von moduliertem Licht, das durch die Schicht aus dem fer roe I ektrise hen Flüssigkristall durchgelassen und durch dieses optisch moduliert ist, eine Schreibvorrichtung (201; 509; 607) zum Erzeugen von Ionenstrahlen mit dem Leiterteil als Gegenelektrode

_orr und zum überstreichen des Ladungsaufnahmeteils mit den I ο nenstrahlen für das Einschreiben eines Bilds in die Schicht

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aus dem ferroelektrischen FLüssigkristaLL und eine Lösch- ** Vorrichtung /um Löschen des eingeschriebenen Bilds. $

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich- t net, daß die Löschvorrichtung eine Vorrichtung zum Erzeugen von Ionenstrah L en aufweist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichiQ net, daß die Löschvorrichtung IonenstrahLen mit einer Po-Laristät erzeugt, die zur derjenigen der von der Schreibvorrichtung (201; 509; 607) erzeugten IonenstrahLen entgegengesetzt ist.

■,g 31. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung eine KoronaentLadevorricht ung aufweist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, da_on durch gekennzeichnet, daß die Schreibvorrichtung (201; 509;

607) eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten öffnungen für die Abgabe der Ionenstrahlen aufweist.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, da- _c durch gekennzeichnet, daß außerhalb der Schicht aus dem ferroelektrischen Flüssigkristall (212: 507; 606) ein Paar Polarisiervorrichtungen angebracht ist.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeich-

net, daß die Polarisiervorrichtungen in Nikolscher über-30

kreuzung angeordnet sind.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroe Iektrise he Flüssigkristall (212; 507; 606) ein bistabiles smektisches Flüssig-

kristall ist.

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36. Vorrichtung nach Anspruch 3 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bistabile FLüssigkrista LL (212; 507; 606) ein chirales smektisches FLüssigkrist a LL ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das chirale smektische FLüssigkristaLL (212; 507; 606) eine nichtspiraLförmige Struktur hat.

iQ 38. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß sich das chirale smektische FlüssigkristaLL (212; 507; 606) im Zustand der C-Phase, der Η-Phase, der I-Phase, der J-Phase, der K-Phase, der G-Phase oder der F-Phase bef i ndet.

39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 38, gekennzeichnet durch eine Schutzvorrichtung zum Verhindern einer auf der Ionenbestrahlung beruhenden Verschlechterung der Flüssigkristalleinheit (200; 501; 601).

40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 39, gekennzeichnet durch eine Schutzvorrichtung zum Verhindern einer auf der Ionenstrah lenabgabe beruhenden Verschlechterung der Schreibvorrichtung (201; 509; 607).

41. Vorrichtung zur Bilderzeugung, gekennzeichnet durch

eine Einheit (601), die ein elektrisch leitendes Leiterteil (603), ein Ladungsaufnahmeteil (605) zur Aufnahme elektrischer Ladung und ein zwischen das Leiterteil und

das Ladungsaufnahmeteil gesetztes smektisches Flüssigkri-30

stall (606) aufweist, eine Heizvorrichtung (603) zum Erwärmen des smektischen Flüssigkristalls in dessen isotrope Phase und einen Ionengenerator (607) zum Erzeugen von Ionenstrahlen mit dem Leiterteil als Gegenelektrode und

zum Aufstrahlen der Ionenstrahlen auf das Ladungsaufnahme-35

teil.

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42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeich- '*

net, daß das smektische FLüssigkristaLL (606) in ein ZeL- t

lengebilde mit dem Leiterteil (603) und dem Ladungsaufnahmeteil (605) eingeschlossen ist. ι

43. Vorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß in dem smektischen FIüssigkrist a I L (606) Phasenübergänge über die smektische Phase, die nematische

-,Q Phase und die isotrope Phase entstehen.

44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterteil (603) ein streifenförmig auf einem lichtdurchlässigen Substrat (602) an-

p. geordneter lichtdurchlässiger elektrisch leitender Film ist, der eine Gegenelektrode für das aufeinanderfolgende Erzeugen von Ionenstrahlen bildet und, der Wärme durch Stromleitung erzeugt, die im wesentlichen gleichzeitig mit oder unmittelbar vor der Ionenbestrahlung hervorgerufen wird.

45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionengenerator (607) eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Öffnungen für die Abgabe der Ionenstrahlen aufweist.

46. Verfahren zur Bilderzeugung unter Anwendung einer

Einheit mit einem elektrisch leitenden Leiterteil, einem Ladungsaufnahmeteil zur Aufnahme elektrischer Ladung und einem zwischen das Leiterteil und das Ladungsaufnahmeteil

eingefügten ferroe Iektrischen Flüssigkristall mit einem ο U

ersten und einem zweiten stabilen Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß auf das ganze Ladungsaufnahmeteil oder einen Teil desselben Ladung gleicher Polarität aufgebracht wird, um zwischen dem Leiterteil und dem Ladungsaufnahmeteil ein

elektrisches Feld zu errichten, durch das das fer roe Iektri-35

sehe Flüssigkristall gleichförmig in seinen ersten stabilen

Zustand ausgerichtet wird, und daß eine bildgemäße Besc.hriftung vorgenommen wird, bei der Ladung mit der zur Polarität der zuerst auf das Ladungsaufnahmeteil aufgebrachten Ladung entgegengesetzten Polarität aufgebracht wird, um zwischen dem Ladungsaufnahmeteil und dem Leiterteil ein elektrisches Feld zu errichten, durch das das in den ersten stabilen Zustand ausgerichtete Flüssigkristall teilweise in den zweiten stabilen Zustand ausgerichtet wird.

47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet,

daß das ferroeIektrise he Flüssigkristall ein bistabiles smektisches Flüssigkristall ist.

,r 48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das bistabile Flüssigkristall ein chirales smektisches Flüssigkristall ist.

49. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet,

das chirale smektisc
ralförmige Struktur hat.

„_ daß das chirale smektische Flüssigkristall eine nichtspi-

50. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß sich das chirale smektische Flüssigkristall im Zustand

-,,_ der C-Phase, der Η-Phase, der I-Phase, der J-Phase, der Ao

K-Phase, der G-Phase oder der F-Phase befindet.

51. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß das bildgemäß in seinen ersten

und zweiten stabilen Zustand ausgerichtete ferroelektri-3U

sehe Flüssigkristall mit polarisiertem Licht mit einer einzelnen Polarisationskomponente bestrahlt wird, um die Modulation des polarisierten Lichts herbeizuführen und die Modulation zu einer Abbildung zu erfassen.

52. Verfahren nach Anspruch 51, da'durch gekennzeichnet, daß das polarisierte Licht mit der einen Po L arisations komponente, das einen PoLarisationsstrah L ent ei I er durchlaufen hat, durch eine Schicht aus dem Flüssigkristall durchgelassen und reflektiert wird, um die Modulation herbeizuführen, und daß mittels des Po IarisationsstrahI entei I ers das auf diese Weise modulierte Licht mit einer anderen Polarisationskomponente erfaßt wird.

53. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet,

daß außerhalb einer Schicht aus dem ferroe lektrise hen Flüssigkristall ein Paar von Polarisatoren angeordnet wird, daß das über einen der Polarisatoren geleitete polarisier-, _c te Licht durch die Schicht aus dem ferroelektrischen Flüssigkristall geleitet wird, um optisch moduliert zu werden, und daß das auf diese Weise modulierte polarisierte Licht mittels des anderen Polarisators aufgenommen wird.

„_. 54. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Po I arisatoren in Nikolscher Überkreuzung angeordnet werden.

55. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 54, d a _oc durch gekennzeichnet, daß das Leiterteil ein auf einem lichtdurchlässigen Substrat anliegender lichtdurchlässiger Elektrodenfilm ist, der zusammen mit dem Ladungsaufnahmeteil ein Zellengebilde bildet.

56. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 55, da-

durch gekennzeichnet, daß die elektrischen Ladungen auf das Ladungsaufnahmeteil durch Bestrahlen mit Ionenstrahlen aufgebracht werden.

57. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, 35

daß mit den Ionenstrahlen das Ladungsaufnahmeteil abgetastet wird.

58. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 57, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem ersten Schritt das ganze LadungsaufnähmeteiL oder ein Teil desselben mit Io-

c nenstrahLen gleicher Polarität bestrahlt wird, um zwischen dem Leiterteil und dem Ladungsaufnahmeteil ein elektrisches Feld zu errichten, durch das das fer roe Iektrisehe Flüssigkristall gleichförmig in seinen ersten stabilen Zustand ausgerichtet wird, daß bei einem zweiten Schritt zur b i Ldgemäßen Beschriftung bildmäßig Ionenstrahlen mit der zur Polarität der bei dem ersten Schritt auf das Ladungsaufnahmeteil aufgestrahlten Ionenstrahlen entgegengesetzten Polarität aufgestrahlt werden, um zwischen dem Leiterteil und dem Ladungsaufnahmeteil ein elektrisches Feld zu er-

. _c richten, durch das das in dem ersten stabilen Zustand aus-Ib

gerichtete Flüssigkristall teilweise in seinen zweiten stabilen Zustand ausgerichtet wird und ein Bild eingeschrieben wird, und daß bei einem dritten Schritt zur Bildlöschung das ganze Ladungsaufnahmeteil oder ein Teil desselben mit Ionenstrahlen gleicher Polarität bestrahlt wird, um zwisehen dem Leiterteil und dem Ladungsaufnahmeteil ein elektrisches FeLd zu errichten, durch das das ferroelektrische Flüssigkristall gleichförmig entsprechend dem elektrischen Feld in den ersten oder den zweiten stabilen Zustand ausgerichtet wird und das bei dem zweiten Schritt eingeschrie-25

bene Bild gelöscht wird.

59. Verfahren nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die bei dem dritten Schritt eingesetzten Ionenstrahlen

die gleiche Polarität wie die bei dem ersten Schritt ein-30

gesetzten Ionenstrahlen haben.

60. Verfahren nach Anspruch 58 oder 59, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem vierten Schritt zur Neubeschriftung

der bei dem dritten Schritt bestrahlte Bereich des Ladungs-35

aufnähmeteiIs bildgemäß ganz oder teilweise mit Ionenstrahlen bestrahlt wird, durch die in dem entsprechenden Teil

BAD

der Flüssigkristallschicht ein Bild neu eingeschrieben wird.

61. Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die bei dem vierten Schritt eingesetzten Ionenstrahlen die gleiche Polarität wie die bei dem zweiten Schritt eingesetzten Ionenstrahlen haben.

,λ 62. Verfahren zur Bilderzeugung unter Verwendung einer Einheit mit einem elektrisch leitenden Leiterteil, einem Ladungsaufnahmeteil zur Aufnahme elektrischer Ladung und einem zwischen das Leiterteil und das Ladungsaufnahmeteil eingefügten smektischen Flüssigkristall, dadurch gekenn-

,p. zeichnet, daß bei einem ersten Schritt das smektische Flüssigkristall zur isotropen Phase desselben erwärmt wird und daß bei einem zweiten Schritt das Ladungsaufnahmeteil unter Abkühlung bildgemäß mit Ionenstrahlen unter Verwendung des Leiterteils als Gegenelektrode bestrahlt wird, wodurch

__ in dem smektischen Flüssigkristall an den den bestrahlten Teilen des Ladungsaufnahmeteils entsprechenden Teilen eine lichtdurchlässige smektische Phase und an den den unbestrahlten Teilen des Ladungsaufnahmeteils entsprechenden Teilen eine Lichtstreuende smektische Phase herbeigeführt wird,

_2f- wodurch ein Bild eingeschrieben wird. .

63. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß in dem smektischen Flüssigkristall Phasenübergänge über die smektische Phase, die nematische Phase und die isotrope Phase herbeigeführt werden.

64. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem ersten Schritt das smektische Flüssigkristall in dessen isotrope Phase erwärmt wird, daß bei einem zweiten Schritt das Ladungsaufnahmeteil untοrAbkühlung bildweise

mit Ionenstrahlen unter Verwendung des Leiterteils als

Gegenelektrode bestrahlt wird, wodurch in dem smektischen Flüssigkristall an den bestrahlten Teilen des Ladungsaufnahmeteils entsprechenden Teilen eine lichtdurchlässige κ smektische Phase und an den unbestrah 11en Teilen des Ladungsaufnahmeteils entsprechenden Teilen eine I ichtst reuende smektische Phase hervorgerufen wird, wodurch ein Bild eingeschrieben wird, und daß bei einem dritten Schritt das smektische Flüssigkristall zu der isotropen Phase erwärmt

,λ und das Ladungsaufnahmeteil unter Abkühlung ganz oder teilweise gleichförmig mit Ionenstrahlen unter Verwendung des Leiterteils als Gegenelektrode bestrahlt wird, um in dem Flüssigkristall an den den bestrahlten Teilen des Ladungsaufnahmeteils entsprechenden Teilen die lichtdurchlässige

,p- smektische Phase hervorzurufen, wodurch das bei dem zweiten Schritt eingeschriebene Bild gelöscht wird.

65. Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einschreiben eines anderen Bilds nach dem dritten

_nn Schritt der erste und der zweite Schritt wiederholt werden.

66. Verfahren nach einem der Ansprüche 62 bis 65, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterteil ein auf einem lichtdurchlässigen Substrat anliegender lichtdurchlässiger

„,_ Elektrodenfilm ist, der zusammen mit dem Ladungsaufnahmeteil ein Ze 11engebiI de bildet.