DE3545892A1

DE3545892A1 - Optische vorrichtung

Info

Publication number: DE3545892A1
Application number: DE19853545892
Authority: DE
Inventors: Masahiro Tokio/Tokyo Haruta; Yoko Kuwae; Toshihiko Tokio/Tokyo Miyazaki; Hirohide Yokohama Kanagawa Munakata; Yukuo Sagamihara Kanagawa Nishimura; Satoshi Yokohama Kanagawa Yuasa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-12-24
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1986-07-03
Anticipated expiration: 2005-12-24
Also published as: GB2170018B; GB2170018A; FR2575302B1; US5007714A; DE3545892C2; FR2575302A1; GB8531300D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung zur Verwendung in Anzeigevorrichtungen, Lichtmodulationsvorrichtungen etc., insbesondere eine neuartige optische Vorrichtung, bei der das Quellen und Schrumpfen eines Gels durch thermische Einwirkung nutzbar gemacht wird.

Nichtleuchtenden Anzeigevorrichtungen wird eine spezielle Bedeutung beigemessen, da diese natürliche Farbtöne erzeugen können und keine Ermüdung des menschlichen Auges bewirken. Derartige Vorrichtungen umfassen beispielsweise elektrochrome Anzeigevorrichtungen (ECD), Flüssigkristallanzeigevorrichtungen (LCD) etc. Die Qualität und das Betriebsverhalten von derartigen Vorrichtungen ist jedoch nicht zufriedenstellend. Beispielsweise besitzen die ECDs einen derart niedrigen Anzeigekontrast, daß sie an dunklen Stellen kaum wahrnehmbar sind und eine Unterscheidung bei einem feinen Bild kaum von einer gewissen Entfernung her durchführbar ist.

Auf der anderen Seite besitzen LCDs neben den vorstehend aufgeführten Nachteilen den Nachteil eines beschränkten Gesichtsfeldwinkels.

Die gleichen Probleme treten auf, wenn solche Vorrichtungen in Lichtmodulationsvorrichtungen, wie beispielsweise Ver-

Schlüssen etc., Verwendung finden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für die Probleme des Standes der Technik zur Verfügung zu stellen und eine klare und gute optische Vorrichtung zu schaffen.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Anzeige- / vorrichtung, die in der Lage ist, einen natürlichen Farbton zu erzeugen und keine Ermüdung des menschlichen Auges bewirkt. 10

Erfindungsgemäß soll ferner eine optische Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die rasch hergestellt und auch in einer Lichtmodulationsvorrichtung eingesetzt werden kann.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine optische Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine optische Vorrichtung geschaffen, die eine Flüssigkeitsschicht umfaßt, welche ein Polymer mit Flüssigkeitsabsorbtions- und -freigabevermögen enthält, das bei thermischer Einwirkung eine Flüssigkeit absorbiert und freigibt.

Erfindungsgemäß wird ferner eine optische Vorrichtung geschaffen, die eine Flüssigkeitsschicht, die ein Polymer mit Flüssigkeitsabsorbtions- und -freigabevermögen enthält, das bei thermischer Einwirkung eine Flüssigkeit absorbiert und freigibt, und eine Flüssigkeitsschicht umfaßt, die eine gefärbte Flüssigkeit enthält.
30

Darüberhinaus wird erfindungsgemäß eine optische Vorrichtung zur Verfügung geteilt, die eine Flüssigkeitsschicht umfaßt, welche ein gefärbtes Polymer mit Flüssigkeitsabsorbtions- und

-freigabevermögen enthält, das bei thermischer Einwirkung Flüssigkeit absorbiert und freigibt.

Schließlich wird erfindungsgemäß eine optische Vorrichtung geschaffen, die eine Flüssigkeitsschicht, welche ein Polymer mit Flüssigkeitsabsorbtions- und -freigabevermögen enthält, das bei thermischer Einwirkung eine Flüssigkeit absorbiert . und freigibt, und eine Wärmeerzeugungsvorrichtung umfaßt, welche die Flüssigkeitsschicht mit thermischer Energie beaufschlagt.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

15 Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

die Figuren l(a), 1 (b) und ICc)

die Figuren 2 bis

in schematischer Weise den Aufbau von erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Vorrichtungen, wobei Figur 1 (a) eine durchlässige optische Vorrichtung, Figur 1 Cb) eine reflektierende optische Vorrichtung und Figur 1 (c) eine optische Vorrichtung, die von einer Anordnung von feinen Gelpartikeln Gehrauch macht, zeigen;

den schematischen Aufbau von anderen Ausführungsformen einer erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Vorrichtung.

Der hier verwendete Begriff "optische Vorrichtung" besitzt eine breite Bedeutung und soll Anzeigevorrichtungen, Lichtmodulationsvorrichtungen etc. umfassen. Der verwendete Begriff "Gel" soll einen Zustand eines Polymers (retikulären Polymers) mit Flüssigkeitsabsorbtions- und -freigabevermögen bezeichnen, das eine Flüssigkeit enthält.

Die Figuren 1 (a) und 1 (b) zeigen in schematischer Weise den Aufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Vorrichtung. Figur 1 Ca) zeigt eine durchlässige optische Vorrichtung, während Figur 1 (b) eine reflektierende optische Vorrichtung zeigt. Mit 1 ist ein Substrat, mit 2 eine ein Gel enthaltende Flüssigkeitsschicht und mit 3 eine transparente Schutzplatte bezeichnet. Die optische Vorrichtung umfaßt diese Elemente in feinen Schichten, vie dies in der Zeichnung dargestellt ist.

Bei dem Substrat 1 kann es sich um ein transparentes Substrat, beispielsweise Glas, Kunststoff etc., oder um ein opakes Substrat handeln, beispielsweise Metall, wie Aluminium etc., und opaker Kunststoff etc.

Die vorliegende optische Vorrichtung steht entweder als durchlässiger oder als reflektierender Typ zur Verfügung. Wenn die Vorrichtung durchlässig ausgebildet ist, wird naturgemäß ein transparentes Substrat verwendet, und es wird ein Material wie das transparente Substrat für die transparente Schutzplatte 3 eingesetzt.

Bei der das Gel enthaltenden Flüssigkeitsschicht 2 handelt es sich um eine Schicht,die eine Flüssigkeit und ein Polymer mit Flüssigkeitsabsorbtions- und -freigabevermögen enthält.

Dieses Polymer mit Flüssigkeitsabsorbtions- und - freigabevermögen, das für die vorliegende Erfindung geeignet ist, kann in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden. Zu einer dieser Gruppen gehören Polymere, die eine Flüssigkeit bei einer höheren Temperatur absorbieren und dadurch quellen und die die Flüssigkeit bei einer niedrigeren Temperatur freigeben und dadurch schrumpfen. Zu der anderen Gruppe gehören Polymere, die die Flüssigkeit bei einer höheren Temperatur freigeben und diese bei einer niedrigeren Temperatur absorbieren.

Bei den erstgenannten Polymeren handelt es sich um dreidimensional vernetzte Polymere, die durch Polymerisation eines Monomeren erhalten werden, beispielsweise eines Acrylamidderivates als Hauptbestandteil in Gegenwart eines vernetzbaren Monomeren, und die die aufgezeigten Eigenschaften aufweisen, beispielsweise um Enzafix P-SH (Handelsname eines Produktes der Firma Wako Junyaku K.K., Japan), und um dreidimensional vernetzte Polymere, die durch Polymerisation eines Acrylamidderivates als Hauptbestandteil in Gegenwart eines ionisierbaren Monomeren und eines vernetzbaren Monomeren erhalten werden, beispielsweise einas Terpolymer von Acrylamid-Acrylsäure-Divinylbenzol.

Die letztgenannten Polymere umfassen dreidimensional vernetzte Polymere, die durch Polymerisation erhalten werden, beispielsweise eines Acrylamidderivates als Hauptbestandteil in Gegenwart eines vernetzbaren Monomeren, und die die vorgenannten Eigenschaften aufweisen, beispielsweise M-100 (Handelsname eines Produktes der Firma Mitsui-Toatsu Kagaku K.K., Japan) und ein Terpolymer von N-Isopropylacrylamid-Acrylsäure-N, N'-Methylenbisacrylamid,

und dreidimensional vernetzte Polymere, die durch Polymerisation eines Acrylatesterderivates als Hauptbestandteil in Gegenwart eines vernetzbaren Monomeren erhalten werden,beispielsweise eines Terpolymers von Acrylsäure-Oligoäthylen-5 oxidester-Divinylbenzol.

Die in die das Gel enthaltende Flüssigkeitsschicht 2 einzufüllende Flüssigkeit umfaßt Wasser, organische Lösungs- / mittel, wie beispielsweise Aceton, Methanol, Äthanol, T-Butylalkohol, Chloroform, N-Methylpyrrolidon, Pyridin, Benzol, Ν,Ν-Dimethylformamid, Dimethylsulfon etc., sowie deren Gemische.

Wenn in der das Gel enthaltenen Flüssigkeitsschicht 2 eine gefärbte Flüssigkeit Verwendung findet, um den Kontrast zu erhöhen oder den Farbton zu verändern (Figur 3), wird eine Lösung oder eine Dispersion eines färbenden Materiales in diesem Lösungsmittel eingesetzt, wo es erforderlich ist, daß das färbende Material aufgrund irgendeines physikalischen oder chemischen Faktors in die Gele eindringt.

Derartige Färbmittel bzw. Farbstoffe umfassen beispielsweise polymergebundene Färbmittel, d.h. Farbstoffe, wie Poly R-478, Poly S-119, Poly T-128 (sämtliche Produkte von der Firma Dinapole Co.), Seikagen W-Blue-BK 1600, Seikagen W-Blue-1300 (sämtliche Produkte von der Firma Dainichi Seika K.K., Japan), und Pigmente wie Benzidin Yellow-GR, Chromophthal Orange 4R, Toluidine Maroon MT-2, Vulkan Fast Orange GG, Permanent Red F5R, Lithol Rubin GK, Brilliant Carmine 3B, Sanyo Red B-G511, Monastral Maroon, Permanent Red E5B, Permanent Pink E, Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Green, Naphthol Green BN, Diamond Black, etc.

Wenn ein farbiges Polymer verwendet wird (Figur 4), ist es erforderlich, daß das Farbmittel in begrenzter Weise nur im Inneren der Polymerpartikel oder um die Innenflächen derselben herum vorhanden ist (retikuläres Polymer). 5

Das Färbmittel kann so hergestellt werden, daß es über eine chemische Bindung nur eine begrenzte Existenz besitzt, d.h. durch chemisches Binden des Färbmittels an ein retikuläres Polymer oder durch Umhüllen der Makromoleküle im Netzverband durch eine dreidimensionale Vernetzungsreaktion in Gegenwart von Makromolekülen des Färbmittels.

Das hier verwendete Färbmittel umfaßt Reaktivfarbstoffe, wie beispielsweise Diamira Yellow G, Sumifix Red B, Diamira Brilliant Green 6B, Celmazol Brilliant Blue G, etc., neben den vorstehend erwähnten Färbmitteln.

Wenn bei der vorliegenden Erfindung Polymere eingesetzt werden, die eine Flüssigkeit bei einer höheren Temperatur absorbieren und diese bei einer niedrigeren Temperatur freigeben, wird es bevorzugt, das Gel in der gelenthaltenden Flüssigkeitsschicht 2 in Abhängigkeit von der Anordnung von Bildelementen oder öffnungen (die hiernach nur noch als "Bildelemente" bezeichnet werden) vorzusehen. Das von einem Gelstück besetzte Volumen muß viel kleiner sein als der Bildelementraum (d.h. die Fläche des Bildelementes multipliziert mit der Dicke der gelenthaltenden Flüssigkeitsschicht) und beträgt vorzugsweise nicht mehr als 1/3 des Bildelementraume s.

Der Bildelementraum muß nicht nur von einem Gel besetzt sein, sondern er kann auch durch eine Ansammlung einer Vielzahl von kleinen Gelstücken besetzt sein (Figur 1 (c) ). Im letztgenannten Fall muß das Volumen dieser Ansammlung viel geringer

sein als der Bildelementraum.

Das Gel ist vorzugsweise auf chemischem oder physikalischem Wege an einem Substrat der beiden Substrate fixiert, wie dies nachfolgend erläutert wird.

Wenn Polymere Verwendung finden, die eine Flüssigkeit bei einer höheren Temperatur freigeben und diese bei einer niedrigeren Temperatur absorbieren, kann die Größe, Form und An-Ordnung des Gels in der gelenthaltenden Flüssigkeitsschicht ausgewählt werden, wie dies gewünscht wird. Das Gel kann als Ganzes oder im Zustand einer aufgebrochenen Masse, einer Dispersion oder eines Blocks in die gelenthaltende Flüssigkeitsschicht 2 eingefüllt werden.

Das Gel oder eine Ansammlung von kleinen Gelstücken kann in Abhängigkeit von der Form, der Anordnung etc. der Bildelemente vorgesehen werden. Allgemein beträgt die Größe eines Gels vorzugsweise etwa der des Bildelementes. Die Dicke der gel-enthaltenden Flüssigkeitsschicht 2 beträgt vorzugsweise 1 bis 1000 pm, insbesondere 1 bis 100 um.

Um die gelenthaltende Flüssigkeitsschicht 2 in wirksamer Weise mit thermischer Energie zu beaufschlagen, kann eine Strahlungsabsorbierende Schicht benachbart zu der gelenthaltenden Eiüfsigkeitsschicht vorgesehen werden (Figur 5). Diese strahlungsabsorbierende Schicht, insbesondere Infrarot-absorbierende Schicht 7, kann erhalten werden, indem diverse bekannte anorganische oder organische Materialien, die nur schwer unter Hitzeeinwirkung aufschmelzen, zu einem Film geformt werden. Derartige Materialien sind beispielsweise Si, SiO, SiO₂, ZnS, As₂S₃, Al₂O₃, NaF, ZnSe, Cd-Tb-Fe, Ruß Metallphthalocyanin etc. Die strahlungsabsorbierende Schicht kann unabhängig davon vorgesehen werden, ob es sich um eine durchlässige oder eine reflek-

tierende Vorrichtung handelt. Die Dicke der strahlungsabsorbierenden Schicht beträgt vorzugsweise 100 bis 5000 A, insbesondere 200 - 2.000 Ä .

Die Temperatur, bei der das Polymer eine Flüssigkeit absorbiert oder freigibt, hängt von der Art und der Kombination des Verwendeten Polymers und Lösungsmittel ab und liegt praktisch in einem Bereich von 5 bis 80° C.

Das eyfindungsgemäße Bilderzeugungs- oder Lichtmodulationsprinzip wird nachfolgend in Verbindung mit Figur 1 (a) erläutert.

Wenn keine Bestrahlung mit Infrarotstrahlen vorhanden ist, VS wird das Gel nicht erhitzt und befindet sich somit in einem geschrumpften Zustand 4-2. Das Gel besitzt Lichtstreu- und Lichtbrechungseigenschaften, wenn es sehr klein ist, so daß daher der Strahl 6-2 vom Gel 4-2 gestreut oder gebrochen und eine geradlinige Fortpflanzung desselben verhindert wird. 20

Wenn ein Infrarotstrahl 5 gemäß einem Informationssignal etc. von der rechten Seite der Zeichnung auf eine vorgegebene Stelle in der gelenthaltenden Flüssigkeitsschicht 2 auftrifft, wird die angestrahlte Stelle 4-1 erhitzt, wonach das Gel 4-1 eine Flüssigkeit absorbiert und quillt. Als Folge davon verliert das Gel seine Lichtstreu- und Lichtbrechungseigenschaften, und der das Gel durchdringende Strahl 6-1 kann sich geradlinig fortpflanzen.

Das gequollene Gel 4-1 schrumpft mit absinkender Temperatur und kehrt in seinen Originalzustand zurück, so daß der Strahl wieder unterbrochen wird.

Durch thermisches Steuern des Gelvolumens in der gewünschten Weise können der Kontrast, der Farbton etc. verändert und darüberhinaus eine neutrale Farbtönung erhalten werden. Die vorliegende Erfindung macht sich das vorstehend beschriebene Prinzip bei einer optischen Vorrichtung zu Nutze.

Vorstehend wurde eine optische Vorrichtung mit Lichtdurchlässigkeit beschrieben. Die Erfindung ist jedoch genauso auf eine optische Vorrichtung vom Reflektionstyp anwendbar (Figur 1 Cd).

Figur 1 (c) zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Ansammlung von feinen Stücken eines Gels Verwendung findet. Hierbei ist das Bilderzeugungs- und Lichtmodulationsprinzip das gleiche wie bei den Figuren 1 (a) und (b).

Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit Figur 2 (a) beschrieben.

Ohne Infrarotbestrahlung wird das Gel nicht erhitzt und befindet sich somit in einem gequollenen Zustand 4-2. Somit pflanzt sich der das Gel 4-2 durchdringende Strahl 6-2 durch die gelenthaltende Flüssigkeitsschicht 2 ohne jegliche Streuung oder Brechung durch das Gel 4-2 fort.

Wenn ein Infrarotstrahl 5 auf eine vorgegebene Stelle der gelenthaltenden Flüssigkeitsschicht 2 in Abhängigkeit von einem Informationssignal etc. von der rechten Seite der Zeichnung auftrifft, wird die angestrahlte Stelle 4-1 erhitzt, so daß das Gel eine Flüssigkeit freisetzt und dabei schrumpft (4-1). Das Gel erhält Lichtstreu- und Lichtbrechungseigenschaften, wenn es viel kleiner wird, so daß

daher der durch das geschrumpfte Gel 4-1 dringende Strahl 6-1 gestreut oder gebrochen und seine geradlinige Fortpflanzung verhindert wird. Wenn feine Gele in dichter Weise eingefüllt sind, wie dies in Figur 2 Cb) dargestellt ist, entwickeln sich zwischen den einzelnen Gelpartikeln Hohlräume, wenn die Gelpartikel feiner werden, so daß auf diese Weise ähnliche optische Effekte erhalten werden.

Das geschrumpfte Gel 4-1 quillt mit absinkender Temperatur und kehrt in seinen Originalzustand zurück, so daß sich auf diese Weise der Strahl wieder geradlinig fortpflanzen kann.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform,bei der eine farbige Flüssigkeit in der gelenthaltenden Flüssigkeitsschicht 2 Verwendung findet.

Wenn keine Infrarotbestrahlung stattfindet, wird das Gel nicht erhitzt und befindet sich somit in einem geschrumpften Zustand 4-2. Der das Gel 4-2 oder dessen lächbarschaft durchdringende Strahl 6-2 wird daher von der farbigen Flüssigkeit absorbiert.

Wenn ein Infrarotstrahl 5 auf eine vorgegebene Stelle der gelenthaltenden Flüssigkeitsschicht 2 in Abhängigkeit von einem Informationssignal etc. von der rechten Seite der Zeichnung trifft, wird die angestrahlte Stelle 4-1 erhitzt, so daß das Gel 4-1 nur das Lösungsmittel absorbiert und quillt. Dies führt dazu, daß die farbige Flüssigkeit nur um eine dem Quellen des Gels entsprechende Menge entfernt wird, so daß der Strahl 6-1 durch die gelenthaltende Flüssigkeitsschicht 2 dringen kann. Das gequollene Gel 4-1 schrumpft mit absinkender Temperatur und kehrt in seinen Original zustand zurück, so daß der Strahl wieder unterbrochen wird.

Auch eine Lichtmodulation mit einer farbigen Flüssigkeit läuft in der vorstehend beschriebenen Weise ab. Entsprechende optische Effekte können auch im Fall einer reflektierenden optischen Vorrichtung erhalten werden. 5

Bei Polymeren, die eine Flüssigkeit bei einer höheren Temperatur freisetzen und dabei schrumpfen, können im Prinzip die gleichen optischen Effekte erzielt werden. '

Nachfolgend wird in Verbindung mit Figur 4 ein Lichtmodulationsprinzip unter Verwendung eines farbigen Gels beschrieben.

Wenn keine Infrarotstrahlung vorhanden ist, wird das Gel nicht erhitzt und befindet sich daher in einem geschrumpften Zustand 4-2. Der durch das Gel 4-2 und dessen Nachbarschaft dringende Strahl 6-2 wird absorbiert oder teilweise absorbiert und geschwächt.

Wenn ein Infrarotstrahl 5 auf eine vorgegebene Stelle der gelenthaltenden Flüssigkeitsschicht 2 in Abhängigkeit von einem Informationssignal etc. von der rechten Seite der Zeichnung trifft, wird die angestrahlte Stelle 4-1 erhitzt, so daß das farbige Gel nur das Lösungsmittel absorbiert und quillt (4-1). Als Folge davon wird das Färbemittel bzw. der Farbstoff nur um die dem Quellen des farbigen Gels entsprechende Menge verdünnt. Somit wird.der durch das Gel dringende Strahl 6-1 nicht so stark absorbiert und kann die gelenthaltende Flüssigkeitsschicht 2 durchdringen.

Das gequollene farbige Gel 4-1 schrumpft mit absinkender Temperatur und kehrt in seinen Originalzustand zurück, so daß der Strahl wieder unterbrochen wird.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der eine

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Strahlungsabsorbierende Schicht 7 Verwendung findet, um den Wirkungsgrad des Absorbtionsvermögens der gelenthaltenden Flüssigkeitsschicht 2 gegenüber thermischer Energie zu erhöhen. Hierbei entsprechen das Bilderzeugungs- und Lichtmodulationsprinzip dem vorstehend beschriebenen Prinzip.

Die durch die Erfindung erreichten Hauptwirkungen sind nachfolgend zusammengefaßt: ^!

(1) Falls gewünscht, kann das Gel feiner ausgebildet werden, so daß auf diese Weise ein Ausgangssignal oder Bild mit hoher Klarheit und hohem Auflösungsvermögen erhalten werden kann.

(2) Das Gel kann rasch hergestellt werden, so daß auf diese Weise optische Vorrichtungen schnell fabriziert werden können.

(3) Es existiert keine Begrenzung des Gesichtsfeldwinkels, so daß eine Beobachtung unter einem größeren Winkel möglich ist.

(4) Verschiedene Färbemittel können eingesetzt werden, so daß eine an Farben reiche Anzeige ausgebildet werden kann.

(5) Durch die Anordnung einer infrarotstrahlungsabsorbierenden

Schicht kann der Energiewirkungsgrad erhöht werden. 30

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben.

Beispiel 1 Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

7,5 g Acrylamid, 1,5 g Acrylsäure, 0,2 g N, N-Methylenbis- ι acrylamid und 0,3 ml Tetramethyläthylendiamin wurden in kaltem Wasser gelöst, um 28 ml Lösung herzustellen.

Getrennt davon wurden 0,1 g A^oniumpersulfat in 2 ml kaltem Wassers gelöst. Die erhaltene Lösung wurde mit der zuerst erwähnten Lösung vermischt. Das Gemisch wurde sofort in einem Lösungsmittelgemisch von 45 ml Chloroform, 145 ml Toluol und 2 ml Sorbitantrioleat dispergiert. Die Dispersion wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt, und das erhaltene Polymergel wurde mit einem Lösungsmittel gewaschen.

Das Polymergel wurde in einer wäßrigen 50 %-igen Acetonlösung dispergiert. Nachdem ein Gleichgewichtszustand erreicht worden war, wurde die Dispersion zwischen zwei quadratische Glasplatten der Größe 50 χ 50 mm gebracht und dort abgedichtet, wobei ein Mylar-Film (Handelsname der Firma DuPont) in einer Dicke von 10 um als Abstandselement verwendet wurde.

Anzeige und Modulation
30

Die auf diese Weise hergestellte optische Vorrichtung wurde mit einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 30 mW, Wellenlänge 830 nm) von der Rückseite in einer im wesentlichen vertikalen Richtung in Abhängigkeit von einem Informationssignal be-

strahlt (Figur 1 (a) ).

Zur gleichen Zeit wurde die optische Vorrichtung mit sichtbarem Licht bestrahlt.

Das sichtbare Licht, das in die Gelansammlung 4-2, die keiner Laserstrahlung ausgesetzt war, eindrang, wurde gestreut, wobei die entsprechende Stelle milchig-weiß aussah, wenn man sie von der Seite der transparenten Schutzplatte 3 aus be-

j0 trachtete. Andererseits zeigte die Stelle 4-1, die durch die Laserstrahlung erhitzt worden war, einen Lichtdurchgang. Diese beiden Stellen konnten klar unterschieden werden. Die erhitzte Stelle kehrte in ihren ursprünglichen nichttransparenten Zustand zurück, als die Temperatur an der er-

j5 hitzten Stelle abfiel. Mit anderen Worten, hierdurch wurden die Anzeigewirkung und die Lichtmodulationswirkung bestätigt. Es konnten Wiederholungen durchgeführt werden, so daß auch ^e$- nc«) Reproduzierbarkeit gegeben war.

Beispiel 2 Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

7,5 g Acrylamid, 1,6 g Methacrylsäure, 0,2 g N, N-Methylenbisacrylamid und 0,3 ml Tetramethyläthylendiamin wurden in kaltem Wasser gelöst, um 28 ml lösung herzustellen. Getrennt davon wurden 0,1 g Ämoniumpersulfat in 2 ml kaltem Wasser gelöst, und die erhaltene Lösung wurde mit der erstgenannten Lösung vermischt. Das Gemfcch wurde sofort in einem Lösungs-

mittelgemisch von 45 ml Chloroform, 145 ml Toluol und 2 ml Sorbitantrioleat dispergiert. Die Dispersion wurde bei Raumtemperatur 30 Minuten lang gerührt. Danach wurde das erhaltene Polymergel mit einem Lösungsmittel gewaschen. 5

Das Polymergel wurde in eine wäßrige 75 %-ige Methanollösung dispergiert. Nachdem ein Gleichgewichtszustand erreicht worden war, wurde die Dispersion zwischen zwei quadratische Glasplatten mit einer Fläche von 50 χ 50 mm gebracht und abgedichtet, wobei ein Mylar-Film mit einer Dicke von 10 um als Abstandselement verwendet wurde.

Anzeige und Lichtmodulation

Bei einem in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführten Test wurden die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten.

Beispiel 3
20

Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:
25

7,5 g N-Isopropylacrylamid, 0,2 g N, N-Methylenbisacrylamid und 0,3 ml Tetramethyläthylendiamin wurden in kaltem Wasser gelöst, um 28 ml Lösung herzustellen.

Getrennt davon wurden 0,1 g Amoniumpersulfat in 2 ml kaltem Wasser gelöst. Die auf diese Weise erhaltene Lösung wurde mit der erstgenannten Lösung vermischt. Das Gemisch wurde sofort in einem Lösungsmittelgemisch von 45 ml Chloroform,

145 ml Toluol und 2 ml Sorbitantrioliat dispergiert. Die Dispersion wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt, und das auf diese Weise erhaltene Polymergel wurde mit einem Lösungsmittel gewaschen.
5

Das Polymergel wurde in kaltem Wasser dispergiert, um eine ausreichende Quellung zu erreichen. Danach wurde die Dispersion zwischen zwei quadratische Glasplatten mit einer Fläche von 50 χ 50 mm gebracht und abgedichtet, wobei ein Mylar-Film mit einer Dicke von 10 pm als Abstandselement verwendet wurde.

Anzeige und Modulation

Die auf diese Weise hergestellte optische Vorrichtung wurde einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 30 mW, Wellenlänge 830 nm) von der Rückseite in einer im wesentlichen vertikalen Richtung gemäß einem Informationssignal ausgesetzt (Figur 2a).

Das auf die Ansammlung der Gelpartikel, die der Laserstrahlung nicht ausgesetzt waren, auftreffende Licht durchlief die Gelpartikel, während die durch die Laserstrahlung erhitzte Stelle sich aufgrund der Schrumpfung des Gels als undurchlässig erwies und opak wurde. Diese beiden Stellen konnten klar voneinander unterschieden werden. Die erhitzte Stelle erhielt mit absinkender Temperatur ihre ursprüngliche Durchlässigkeit wieder. Somit konnte die Anzeigewirkung und die Lichtmodulationswirkung bestätigt werden. Es konnten Wiederholungen durchgeführt werden, so daß sich eine Reprodu-

zierbarkeit ergab.
Beispiel 4
Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

Ein Polymer M-100 (Handelsname eines Produktes der Firma Mitsui-Toatsu K.K., Japan) mit Flüssigkeitsabsorbtions- und -freigabevermögen wurde auf eine durchschnittliche Partikelgröße von 0,7 pm in einer Kugelmühle pulverisiert, dann in kaltem Wasser dispergiert und eine Weile gerührt, um ein Quellen herbeizuführen. Der auf diese Weise erhaltene Schlamm wurde zwischen zwei quadratische Glasplatten mit einer Fläche von 50 χ 50 mm eingebracht und abgedichtet, wobei ein Mylar-Film mit einer Dicke von 10 um als Abstandselement verwendet wurde.

Anzeige und Lichtmodulation

Es wurden die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 3 erhalten, als ein Test in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 beschrieben durchgeführt wurde.

Beispiel 5

Herstellung einer optischen Vorrichtung 30

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

0,75 g Acrylamid, 0,20 g Natriumacrylat, 0,02 g N, N-Methylenbisacrylamid und 50 μΐ Tetramethyläthylendiamin wurden in 14 ml Wasser gelöst.

Getrennt davon wurden 20 mg Amoniumpersulfat in 1 ml Wasser gelöst. Die auf diese Weise erhaltene Lösung wurde mit der erstgenannten Monomerlösung vermischt. Das Gemisch wurde sofort in ein Lösungsmittelgemisch von 25 ml Kohlenstofftetrachlorid, 75 ml Toluol und 1 ml Sorbitantrioleat gegossen und in einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt.

Nach dem Ende der Polymerisation wurden die erzeugten Polymere gründlich mit Hexan und dann mit Aceton gewaschen, um eine Koagulation herbeizuführen. Danach wurde der Waschvorgang abwechselnd mit einer wäßrigen 501-igen Acetonlösung und einer wäßrigen 701-igen Acetonlösung wiederholt. Schließlich wurde ein Schrumpfvorgang in einer wäßrigen 70%-igen Acetonlösung durchgeführt.

Eine vorgegebene Menge der Polymere wurde in eine farbige Lösung dispergiert, die 2 g Brilliant Carmine 3B (CI. Pigment Red 60: CI. 16015-Lake) enthielt, das in 100 ml einer wäßrigen 601-igen Acetonlösung dispergiert war. Die auf diese Weise erhaltene Dispersion wurde zwischen zwei quadratische Glasplatten einer Fläche von 50 χ 50 mm dispergiert, wobei ein Mylar-Film mit einer Dicke von 20 μπι als Abstandselement verwendet wurde.

Anzeige und Modulation

Die auf diese Weise hergestellte optische Vorrichtung wurde von der Rückseite in einer im wesentlichen vertikalen Richtung in Abhängigkeit von einem Informationssignal mit einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 30 mW, Wellenlänge 830 mm) bestrahlt (Figur 3).

Zur gleichen Zeit wurde die optische Vorrichtung mit sieht-

barem Licht bestrahlt.

Das in die Ansammlung des Gels 4-2, das dem Laserstrahl nicht ausgesetzt war, eindringende L'iuiht wurde gestreut, und die Farbe der Flüssigkeit wurde von der Seite der transparenten Schutzplatte 3 aus beobachtet.

Das Gel quoll an der durch die Laserstrahlung 4-1 erhitzten Stelle, wobei die farbige Flüssigkeit eliminiert wurde. Somit wurde Lichtdurchlässigkeit erreicht.Die beiden Stellen konnten klar voneinander unterschieden werden. Die erhitzte Stelle kehrte mit absinkender Temperatur zur ursprünglichen Farbe der farbigen Flüssigkeit zurück. Es konnten somit eine Anzeigewirkung und eine Lichtmodulationswirkung festgestellt werden.

Die Vorgänge konnten diverse Male wiederholt werden, so daß Reproduzierbarkeit gegeben war.

Beispiel 6 Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

0,75 g Acrylamid, 0,20 g Natriumacrylat, 0,02 g Ν,Ν-Methylenbisacrylamid und 50 gl Tetramethyläthylendiamin wurden in 14 ml Wasser gelöst.
30

Getrennt davon wurden 20 mg Amoniumpersulfat in 1 ml Wasser gelöst. Die erhaltene Lösung wurde mit der erstgenannten Monomerlösung vermischt. Das Gemisch wurde sofort in ein

Flüssigkeitsgemisch aus 100 ml flüssigem Paraffin und 1 ml Sorbitantrioletat gegossen und in einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt.

Nach dem Ende der Polymerisation wurden die erzeugten Polymere mit Hexan und danach mit Aceton gründlich gewaschen, um eine Koagulation herbeizuführen. Desweiteren wurde abwechselnd mit einer wäßrigen 501-igen Acetonlösung und einer wäßrigen 70%-igen Acetonlösung gewaschen. ^! Schließlich wurde in einer wäßrigen 701-igen Acetonlösung geschrumpft.

Eine vorgegebene Menge der Polymere wurde in einer Farblösung dispergiert, die 2 g Vulkan Fast Orange GG (CI. Pigment Orange 14: CI. 21165) in 100 ml einer wäßrigen 601-igen Acetonlösung dispergiert enthielt. Die Dispersion wurde zwischen zwei quadratische Glasscheiben mit einer Fläche von 50 χ 50 mm gebracht und abgedichtet, wobei ein Mylar-Film mit einer Dicke von 20 pm als Abstandselement verwendet wurde.

Anzeige und Modulation

Es wurden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 5 erzielt, wenn ein Test in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 beschrieben durchgeführt wurde.

Beispiel 7
Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

0,80 g N-Isopropylacrylamid, 0,02 g N, N-Methylenbisacrylamid und 50 μΐ Tetramethyläthylendiamin wurden in 14 ml Wasser gelöst.

Getrennt davon wurden 20 mg Amoniumpersulfat in 1 ml Wasser gelöst. Die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit der erstgenannten Monomerlösung vermischt. Das Gemisch wurde sofort in ein Lösungsmittelgemisch von 25 ml Kohlenstofftetrachlorid, 75 ml Toluol und 1 ml Sorbitantrioleat gegossen und heftig in einer Stickstoffatmosphäre gerührt.

/ Nach dem Ende der Polymerisation wurden die erhaltenen Polymere gründlich mit Hexan, dann mit Aceton und weiter mit Wasser gewaschen. Der Waschvorgang wurde abwechselnd wiederholt.

Eine vorgegebene Menge der Polymere wurde in eine farbige Lösung dispergiert, die 2 g Vulkan Fast Orange GG (CI. Pigment Orange 14; G.I. 21165) dispergiert in 100 ml Wasser enthielt, um eine Quellung herbeizuführen und eine Aufschlämmung zu erhalten.

Ein Mylar-Film einer Dicke von 20 um wurde zwischen zwei Glasplatten einer Größe von 50 χ 60 mm eingesetzt, um einen Hohlraum dazwischen zu erzeugen, und die Aufschlämmung wurde in den Hohlraum eingefüllt.

Anzeige und Modulation

Die auf diese Weise hergestellte optische Vorrichtung wurde einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 30 mW, Wellenlänge 830 nra) ausgesetzt, der in Abhängigkeit von einem Informationssignal von der Rückseite in einer im wesentlichen vertikalen Richtung auf die Vorrichtung auftraf.

Zur gleichen Zeit wurde die Vorrichtung mit sichtbarem Licht bestrahlt.

Das auf die Ansammlung der Gelpartikel, die der Laserstrahlung nicht ausgesetzt waren, gerichtete Licht durchdrang diese, wobei der durch die Laserstrahlung erhitzte Abschnitt schrumpfte und die Farbe der farbigen Lösung aufwies, da dieser Abschnitt von der farbigen Lösung einget nommen war. Mit absinkender Temperatur gewann der erhitzte Abschnitt die ursprüngliche Durchlässigkeit wieder. Somit konnten die Anzeigewirkung und Lichtmodulationswirkung bestätigt werden. Die Vorgänge konnten mehrere Male wiederholt werden, so daß eine entsprechende Reproduzierbarkeit gegeben war.

Beispiel 8 Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

0,77 g N-Isopropylacrylamid, 0,02 g N, N-Methylenbisacrylamid und 50 μΐ Tetramethyläthylendiamin wurden in 14 ml Wasser gelöst.

Getrennt davon wurden 20 mg Amoniumpersulfat in 1 ml Wasser gelöst. Die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit der erstgenannten Monomerlösung vermischt. Danach wurde das Gemisch in ein Lösungsmittelgemisch von 25 ml Kohlenstofftetrachlorid, 75 ml Toluol und 1 ml Sorbitantrioleat gegossen und in einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt.

- 26 -

Nach dem Ende der Polymerisation wurden die erhaltenen Polymere mit Hexan, dann mit Aceton und weiter mit Wasser gewaschen. Die Waschvorgänge wurden wiederholt.

Eine vorgegebene Menge der Polymere wurde in einer farbigen Lösung dispergiert, die 2 g Brilliant Carmine 3B (CI. Pigment Red 60: CI. 16015-Lake) dispergiert in 100 ml Wasser enthielt, um eine Quellung herbeizuführen und eine Auf- / schlämmung zu erhalten.

Ein Mylar-Film einer Dicke von 20 pm wurde zwischen zwei Glasplatten einer Größe von 50 χ 60 mm eingesetzt, um einen Hohlraum zu erzeugen, und die Aufschlämmung wurde in den Hohlraum eingefüllt.

Anzeige und Lichtmodulation

Es wurden die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 7 erhalten, wenn ein Test in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 beschrieben durchgeführt wurde.

Beispiel 9

Herstellung einer optischen Vorrichtung 25

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

Auf einem Eisbad wurden 0,80 g N-Isopropylacrylamind, 0,02 g N, N-Methylenbisacrylamid, 20 μΐ Tetramethyläthylendiamin und 10 mg Ämoniumpersulfat in einer farbigen Lösung gelöst, die 50 mg Monastral Red (CI. Pigment Ciolet 19; CI. 46500) dispergiert in 15 ml Wasser in einer Kugelmühle enthielt.

Nach einer Reinigung mit Stickstoff wurde die Polymerisation bei 20° C ausgeführt, und dann wurden dem auf diese Weise hergestellten farbigen Gel 30 ml Wasser zugesetzt« Das Gel wurde in einem Emulator pulverisiert. Die farbigen Gelpartikel wurden abwechselnd mit kaltem Wasser und einer wäßrigen 501-igen Acetonlösung gewaschen. Schließlich ließ man das Gel mit kaltem Wasser quellen und brachte es mit Hilfe eines Mylar-Abstandselementes in einen Hohlraum von 20 pm ein, der zwischen zwei Glasplatten einer Größe von 50 χ 50 mm ausgebildet war.

Anzeige und Lichtmodulation

Die auf diese Weise hergestellte optische Vorrichtung wurde einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 30 mW, Wellenlänge 830 nm) ausgesetzt, der in Abhängigkeit von einem Informationssignal von der Rückseite in einer im wesentlichen vertikalen Richtung auf die Vorrichtung auftraf (Figur 4).

Das auf die Ansammlung der farbigen Gelpartikel, die der Laserstrahlung 4-2 nicht ausgesetzt waren, treffende sichtbare Licht drang durch die Partikel hindurch, während der durch den Laserstrahl erhitzte Abschnitt 4-1 schrumpfte, womit eine Konzentration des darin enthaltenen Färbemittels verbunden war. Somit wurde das entsprechende sichtbare Licht absorbiert. Der erhitzte Abschnitt wies mit absinkender Temperatur wieder seine ursprüngliche Lichtdurchlässigkeit auf.

Auf diese Weise bestätigten sich die Anzeigewirkung und Lichtmodulationswirkung. Die Vorgänge konnten viele Male wiederholt werden, so daß Reproduzierbarkeit gegeben war.

Beispiel 10 Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

Auf einem Eisbad wurden 0,80 g N-Isopropylacrylamid, 0,02 g N, N-Methylenbisacrylamid, 20 ul Tetramethyläthylendiamin und 10 mg Amoniumpersulfat in einer farbigen Lösung gelöst, die 60 mg Diamond Black (CI. Pigment Black 1; CI. 50440) in 14 ml Wasser in einer Kugelmühle dispergiert enthielt. Nach dem Reinigen mit Stickstoff wurde die Polymerisation bei 20 C durchgeführt. Dem auf diese Weise erhaltenen farbigen Gel wurden 30 ml Wasser zugesetzt, und das Gel wurde in einem Emulator pulverisiert. Das farbige Gel wurde abwechselnd mit kaltem Wasser und einer wäßrigen 50%-igen Acetonlösung gewaschen. Schließlich ließ man das Gel zur Herstellung einer Aufschlämmung mit kaltem Wasser quellen, und die Aufschlämmung wurde in abgedichteter Weise zwischen zwei Glasplatten einer Größe von 50 χ 50 mm gebracht, die über ein Mylar-Abstandselement einen Abstand von 20 um aufwiesen.

Anzeige und Lichtmodulation
30

Es wurden die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 9 erhalten, wenn der gleiche Test wie in Beispiel 9 beschrieben durchgeführt wurde.

Beispiel 11

Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

Auf einem Eisbad wurden 0,75 g Acrylamid, 0,15 g Acrylsäure, 0,02 g N, N-Methylenbisacrylamid, 20 μλ Tetramethyläthylendiamin und 10 mg Afffoniumpersulfat in einer farbigen Lösung gelöst, die 50 mg Monastral Red (CI. Pigment Violet 19, CI. 46500) dispergiert in 14 ml Wasser in einer Kugelmühle enthielt. Nach dem Reinigen mit Stickstoff wurde die Polymerisation bei 20° C durchgeführt. Dem auf diese Weise hergestellten farbigen Gel wurden 30 ml Wasser zugesetzt, und das Gel wurde in einem Emulator pulverisiert.

Das farbige Gel wurde abwechselnd mit einer wäßrigen 701-igen Acetonlösung und mit einer wäßrigen 50%-igen Acetonlösung gewaschen. Schließlich wurde das farbige Gel in einer wäßrigen 601-igen Acetonlösung dispergiert, und die Dispersion wurde in abgedichteter Weise zwischen zwei Glasplatten in einer Größe von 50 χ 50 mm angeordnet, die durch einen Mylar-Film einen Abstand von 20 um aufwiesen.

Anzeige und Lichtmodulation

Die auf diese Weise hergestellte optische Vorrichtung wurde in Abhängigkeit von einem Informationssignal von der Rückseite in einer im wesentlichen vertikalen Richtung mit einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 30 mW, Wellenlänge 830 nm) bestrahlt.

Das auf die Ansammlung der farbigen Gelpartikel, die der Laserstrahlung nicht ausgesetzt waren, auftreffende sichtbare Licht wurde vom farbigen Gel absorbiert. Die entsprechende Stelle wies die Farbe des farbigen Gels bzw. eine entsprechende Lichtundurchlässigkeit auf, wenn man die Vor-' richtung von der Seite der transparenten Schutzplatte ausbetrachtete,während der durch die Laserstrahlung erhitzte Abschnitt lichtdurchlässig war. Mit absinkender Temperatur erhielt der erhitzte Abschnitt die Farbe des ursprünglichen farbigen Gels und wurde lichtundurchlässig.

Somit bestätigten sich die Anzeigewirkung und die Lichtmodulationswirkung. Die Vorgänge konnten vielfach wiederholt werden, so daß Reproduzierbarkeit gegeben war.

Beispiel 12 20

Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

25

Auf einem Eisbad wurden 0,75 g Acrylamid, 0,17 g Methacrylsäure, 0,02 g N, N-Methylenbisacrylamid, 20 μΐ Tetramethyläthylendiamin und 10 ml Amoniumpersulfat in einer farbigen Lösung gelöst, die 50 mg Monastral Red (CI. Pigment Violet 19; CI. 46500) dispergiert in 14 ml Wasser in einer Kugelmühle enthielt. Nach einer Reinigung mit Stickstoff wurde

die Polymerisation bei 20° C durchgeführt. Dem auf diese Weise hergestellten farbigen Gel wurden 30 ml Wasser zugesetzt, und das Gel wurde in einem Emulator pulverisiert. Das farbige Gel wurde abwechselnd mit einer wäßrigen 70%-igen Acetonlösung und mit einer wäßrigen 45%-igen Acetonlösung gewaschen. Schließlich wurde das farbige Gel in einer wäßrigen 601-igen Acetonlösung dispergiert, und die Dispersion wurde in abgedichteter Weise zwischen zwei Glasplatten in einer , Größe von 50 χ 50 mm angeordnet, die mit Hilfe eines Mylar-Filmes einen Abstand von 20 pm aufwiesen.

Anzeige und Lichtmodulation

Es wurden die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 11 erhalten, wenn der in Beispiel 11 beschriebene Test durchgeführt wurde.

Beispiel 13

Herstellung einer optischen Vorrichtung 20

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

Eine Schicht von Gd«Tb*Fe (Gadolinium-Terbium-Eisen)in einer Filmdicke von 1.500 Ä wurde auf der Oberfläche eines quadratischen Glassubstrates in einer Größe von 50 χ 5 0 mm durch Bedampfen abgeschiedenem eine infratrotstrahlenabsorbierende Schicht 7 herzustellen.

Danach wurden 7,5 g Acrylamid, 1,5 g Acrylsäure, 0,2 g N ,N-Methylenbisacrylamid und 0,3 ml Tetramethyläthylendiamin in kaltem Wasser gelöst, um 28 ml Lösung herzustellen.

Getrennt davon wurden 0,1 g Amoniurapersulfat in 2 ml kaltem Wasser gelöst. Die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit der erstgenannten Lösung vermischt. Das Gemisch wurde sofort in einem Lösungsmittelgemisch von 45 ml Chloroform, 145 ml Toluol und 2 ml Sorbitantrioleat dispergiert und bei Raumtemperatur 30 Minuten lang gerührt. Das erhaltene Polymergel wurde mit einem Lösungsmittel gewaschen.

Das Polymergel wurde in einer wäßrigen 501-igen Acetonlösung dispergiert und in den Gleichgewichtszustand gebracht.

Danach ordnete man ein transparentes quadratisches Glassubstrat 3 einer Größe von 50 χ 50 mm und das Glassubstrat 1, das die infrarotstrahlenabsorbierende Schicht aufwies, so an, daß sie sich einander gegenüber lagen, wobei die infrafotstrahlen-absorbierende Schicht innen lag. Durch Einfügen eines Mylar-Filmes mit einer Dicke von 20 pm zwischen die beiden Substrate erhielten diese einen Abstand. Die Dispersion wurde in den entsprechenden Hohlraum eingefüllt.

Anzeige und Lichtmodulation

Die infrarotstrahlen-absorbierende Schicht 7 der optischen Vorrichtung wurde einem Bilbleiterlaserstrahl (Leistung 20 mW, Wellenlänge 830 nm) ausgesetzt, der in Abhängigkeit von einem Informationssignal von der Rückseite in einer im wesentlichen vertikalen Richtung auf die Schicht auf-

30 traf.

Zur gleichen Zeit wurde von der Seite der transparenten Schutzglasplatte sichtbares Licht aufgebracht.

Das auf die Ansammlung der Gelpartikel 4-2, die dem Laserstrahl nicht ausgesetzt waren, auftreffende sichtbare Licht wurde gestreut, wobei die entsprechende Stelle opak aussah, wenn man sie von der Seite der transparenten Schutzplatte 3 aus betrachtete. Demgegenüber war der durch den Laserstrahl erhitzte Abschnitt 4-1 lichtdurchlässig, und der eingeführte Strahl wurde an der infrarotstrahlen- absorbierenden Schicht reflektiert und von der Vorrichtung abgegeben. Diese beiden Stellen konnten klar voneinander unterschieden werden. Mit absinkender Temperatur gewann der erhitzte Abschnitt seine ursprüngliche Lichtundurchlässigkeit wieder. Somit waren die Anzeigewirkung und die Lichtmodulationswirkung bestätigt.

Die Vorgänge konnte diverse Male wiederholt werden, so daß Reproduzierbarkeit gegeben war.

Beispiel 14
Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde die folgende optische Vorrichtung hergestellt:

Eine SiO^-Schicht mit einer Filmdicke von 1.500 Ä wurde auf der Oberfläche einer quadratischen Glasplatte einer Größe von 50 χ 50 mm durch Bedampfen abgeschieden, um eine infrarotstrahlen-absorbierende Schicht 7 herzustellen.

Danach wurden 7,5 g Acrylamid, 1,6 g Methacrylsäure, 0,2 g N, N-Methylenbisacrylamid und 0,3 ml Tetramethyläthylendiamin in kaltem Wasser gelöst, um 28 ml Lösung herzustellen.

Getrennt davon wurden 0,1 g Amoniurapersulfat in 2 ml kaltem Wasser gelöst. Die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit der erstgenannten Lösung vermocht. Das Gemisch wurde sofort in einem Lösungsmittelgemisch von 45 ml Chloroform, 145 ml Toluol und 2 ml Sorbitantrioleat dispergiert. Die Dispersion wurde bei Raumtemperatur 30 Minuten lang gerührt, und das erhaltene Polymergel wurde mit einem Lösungsmittel gewaschen.

Das Polymergel wurde in einer wäßrigen 75%-igen Methanollösung dispergiert und zum Gleichgewichtszustand gebracht. Danach wurden ein quadratisches transparentes Glassubstrat 3 in einer Größe von 50 χ 50 mm und die Glasplatte 1, die die infrarotstrahlen-absorbierende Schicht aufwies, gegenüberliegend angeordnet, so daß die infrarotstrahlen-absorbierende Schicht nach innen wies. Zwischen den Substraten wurde ein Abstand hergestellt, indem ein Mylar-Film mit einer Dicke von 20 μιη zwischen die Substrate eingesetzt wurde. Die Dispersion wurde in den gebildeten Hohl-

20 raum eingefüllt.

Anzeige und Lichtmodulation

Die auf diese Weise hergestellte optische Vorrichtung wurde mit einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 30 mW, Wellenlänge 830 nm) von der Rückseite in einer im wesentlichen vertikalen Richtung in Abhängigkeit von einem Informationssignal bestrahlt.

Zur gleichen Zeit wurde die optische Vorrichtung mit sichtbarem Licht von der Rückseite bestrahlt (Figur 5).

Das auf die Ansammlung der Gelpartikel 4-2, die der Laserstrahlung nicht ausgesetzt waren, auftreffende sichtbare

ί> * Φ *i r £;

ι a · « ώ β

Licht wurde gestreut, wobei die entsprechende Stelle milchig weiß aussah, wenn man sie von der Seite der transparenten Schutzplatte 3 aus betrachtete. Demgegenüber war der durch die /Laserstrahlung erhitzte Abschnitt 4-1 lichtdurchlässig. Diese beiden Stellen konnten deutlich voneinander unterschieden werden. Mit absinkender Temperatur erhielt der erhitzte Abschnitt seine ursprüngliche Lichtundurchlässigkeit zurück. Somit konnten die Anzeigewirkung und die Lichtmodulation- ' wirkung bestätigt werden.
10

Die Vorgänge konnten wiederholt werden, so daß Reproduzierbarkeit gegeben war.

Beispiel 15 15

Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

20

Eine Schicht von Gd«Tb«Fe (Gadolinium-Terbium-Eisen) mit einer Dicke von 1.500 A wurde auf die Oberfläche eines quadratischen Glassubstrates einer Größe von 50 χ 50 mm abgeschieden, um eine infrarotstrahlen-absorbierende Schicht 7 herzustellen.

Danach wurden 7,5 g N-Isopropylacrylamid, 0,2 g N, N-Methylenbisacrylamid und 0,3 ml Tetramethyläthylendiamin in kaltem Wasser gelöst, um 28 ml Lösung herzustellen. 30

Getrennt davon wurden 0,1 g Antoniumpersulfat in 2 ml kaltem Wasser gelöst, und die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit der erstgenannten Lösung vermischt. Das Gemisch

wurde in einem Lösungsmittelgemisch von 45 ml Chloroform, 145 ml Toluol und 2 ml Sorbitantrioleat dispergiert. Die Dispersion wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt, und das auf diese Weise erhaltene. Polymerisat wurde mit einem Lösungsmittel gewaschen. !

Das Polymergel wurde in kaltem Wasser dispergiert, umjes Quellen zu lassen. ' '

Danach wurden ein quadratisches transparentes Glassubstrat 3 einer Größe von 50 χ 50 mm und das Glassubstrat 1 ,das mit der infrarotstrahlen-absorbierendeii Schicht versehen war, einander gegenüberliegend angeordnet, wobei die infrarotstrahlen-absorbierende Schicht naph innen wies. Zwischen den Substraten wurde durch Einsetzen eines Mylar-Filmes mit einer Dicke von 20 pm ein Abstand hergestellt. Die Dispersion wurde in den dadurch gebildeten Hohlraum eingefüllt. ■ j

Anzeige und Lichtmodulation <

Die infrarotstrahlen-absorbierende Schicht 7 der auf diese Weise hergestellten optischen Vorrichtung wurde einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 20 mW, Wellenlänge 830 nm)

I

ausgesetzt, der in Abhängigkeit von einem Informationssig-

nal von der Rückseite in einer im wesentlichen senkrechten Richtung auftraf.

Zur gleichen Zeit wurde die Schicht yon der Seite der

transparenten Schutzglasplattie 3 aus mit sichtbarem Licht bestrahlt.

Das auf die Ansammlung der Gelpartikel 4-2, die der Laser-

Strahlung nicht ausgesetzt waren, auftreffende sichtbare Licht wurde an der infrarotstrahlen-absorbierenden Schicht reflektiert und von der Vorrichtung abgegeben, während der durch die Laserstrahlung erhitzte Abschnitt aufgrund der Schrumpfung des Gels opak war und ein milchig-weißes Aussehen hatte. Diese beiden Stellen konnten klar voneinander unterschieden werden. Mit absinkender Temperatur wies der erhitzte Abschnitt wieder seine ursprüngliche Lichtdurchlässigkeit auf. Somit waren die Anzeigewirkung und die Lichtmodulationswirkung bestätigt. Die Vorgänge konnten wiederholt werden, so daß Reproduzierbarkeit gegeben war.

Beispiel 16
Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

Eine Schicht aus SiO₂ mit einer Filmdicke von 1.500 A wurde auf der Oberfläche eines quadratischen Glassubstrates mit einer Größe von 50 χ 50 mm durch Bedampfen abgeschieden, um eine infrarotstrahlen-absorbierende Schicht 7 herzustellen.

Die Glasplatte mit der infrarotstrahlen-absorbierenden Schicht und eine quadratische transparente Glasplatte einer Größe von 50 χ 50 mm wurden einander gegenüberliegend angeordnet, wobei die infrarotstrahlen-absorbierende Schicht nach innen wies, und durch Einfügen eines Mylar-Filmes einer Dicke von 10 pm zwischen die beiden Platten wurde zwischen diesen ein Abstand hergestellt.

Ein Polymer M-I00 (Handelsname eines Produktes der Firma Mitsui-Toatsu Kagaku K.K. , Japan) mit Flüssigkeitsabsorbtions-

und -freigabevermögen wurde in einer Kugelmühle auf eine durchschnittliche Partikelgröße von 0,7 um pulverisiert und dann in kaltem Wasser dispergiert. Die Dispersion wurde eine Weile gerührt, um ein Quellen herbeizuführen. 5

Die auf diese Weise hergestellte Aufschlämmung wurde in den zwischen den Glasplatten gebildeten Hohlraum eingefüllt.

Anzeige und Lichtmodulation '

Die auf diese Weise hergestellte optische Vorrichtung wurde einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 20 mW, Wellenlänge 830 nm) ausgesetzt, der in Abhängigkeit von einem Informationssignal von der Rückseite in einer im wesentlichen vertikalen Richtung auf die Vorrichtung traf.

Zur gleichen Zeit wurde die Vorrichtung von der Rückseite mit sichtbarem Licht bestrahlt.

Das auf die Ansammlung der Gelpartikel, die der Laserstrahlung nicht ausgesetzt waren, auftreffende sichtbare Licht konnte die Partikel durchdringen, während der durch die Laserstrahlung erhitzte Abschnitt schrumpfte und ein opakes Aussehen aufwies. Diese beiden Stellen konnten klar voneinander unterschieden werden. Mit absinkender Temperatur erhielt der erhitzte Abschnitt wieder seine ursprüngliche Lichtdurchlässigkeit. Die Anzeigewirkung und die Lichtmodulationswirkungen konnten somit bestätigt werden.

Die Vorgänge konnten wiederholt werden, so daß Rdproduzierbarkeit gegeben war.

Beispiel 17 Herstellung einer optischen Vorrichtung

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise

hergestellt:

Eine SiO^-Schicht mit einer Filmdicke von 1.500 A wurde auf der Oberfläche eines quadratischen Glassubstrates einer Größe von 50 χ 50 mm durch Bedampfen abgeschieden, um eine infrarotstrahlen-absorbierende Schicht 7 herzustellen.

Danach wurden 0,75 g Acrylamid, 0,2 g Natriumacrylat, 0,02 g N, N-Methylenbisacrylamid und 50 μΐ Tetramethyläthylendiamin in 14 ml Wasser gelöst.

Getrennt davon wurden 20 mg Ainoniumpersulfat in 1 ml Wasser gelöst. Die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit der erstgenannten Monomerlösung vermischt. Das Gemisch TS wurde in ein Lösungsmittelgemisch von 25 ml Kohlenstofftetrachlorid, 75 ml Toluol und 1 ml Sorbitantrioleat gegossen und in einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt.

Nach dem Ende der Polymerisation wurden die auf diese Weise hergestellten Polymere gründlich mit Hexan und dann mit Aceton gewaschen, um eine Koagulation zu bewirken.Der Waschvorgang wurde abwechselnd mit einer wäßrigen 50%-igen Acetonlösung und mit einer wäßrigen 70%-igen Acetonlösung wiederholt. Schließlich wurde ein Schrumpfen in einer wäßrigen 701-igen Acetonlösung bewirkt.

Eine vorgegebene Menge der Polymere wurde in einer farbigen Lösung dispergiert, die 2 g Brilliant Carmine 3 D (CI. Pigment Red 60, CI. 16015-Lake) dispergiert in 100 ml einer wäßrigen 60$-igen Acetonlösung enthielt.

Danach wurde ein quadratisches transparentes Glassubstrat

3 einer Größe von 50 χ 50 mm und das mit der infrarotstrahlenabsorbierenden Schicht versehen Glassubstrat 1 gegenüberliegend angeordnet, wobei die infrarotstrahlen-absorbierende Schicht nach innen wies. Durch Einsetzen eines Mylar-Filmes einer Dicke von 20 pm zwischen die Platten wurde zwischen diesen ein Abstand hergestellt. Die Dispersion wurde in den dadurch gebildeten Hohlraum eingefüllt. /

Anzeige und Farbmodulation

Die infrarotstrahlen-absorbierende Schicht 7 der auf diese Weise hergestellten optischen Vorrichtung wurde einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 20 mW, Wellenlänge 830 mn) ausgesetzt, der in Abhängigkeit von einem Informationssignal von der Rückseite in dner im wesentlichen vertikalen Richtung auf die Schicht traf.

Zur gleichen Zeit wurde die Schicht von der Rückseite mit sichtbarem Licht bestrahlt.

Das auf die Ansammlung der Gelpartikel, die der Laserstrahlung nicht ausgesetzt waren, treffende sichtbare Licht wurde gestreut, und die Farbe der farbigen Lösung konnte festgestellt werden, wenn man eine Beobachtung von der Seite der transparenten Schutzplatte 3 aus vornahm. Der durch die Laserstrahlung erhitzte Abschnitt war jedoch gequollen, so daß die farbige Lösung aus diesem Abschnitt eliminiert worden war. Somit war dieser Abschnitt lichtdurchlässig. Diese beiden Stellen konnten klar voneinander unterschieden werden.

Mit absinkender Temperatur nahm der erhitzte Abschnitt wieder die ursprüngliche Farbe der farbigen Lösung an.

Diese Vorgänge konnten wiederholt werden, so daß Reproduzierbarkeit gegeben war.

Somit konnten die Anzeigewirkung und die Lichtmodulationswirkung bestätigt werden.

Beispiel 18

Herstellung einer optischen Vorrichtung 10

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

Eine Schicht aus Gd-Tb'Fe (GadoliniumTerbium-Eisen) mit

einer Filmdicke von 1.500 A wurde auf die Oberfläche eines quadratischen Glassubstrates einer Größe von 50 χ 50 mm durch Bedampfen abgeschieden, um eine infrarotstrahlenabsorbierende Schicht herzustellen.

Dann wurden 0,75 g Acrylamid, 0,25 g Natriummethacrylat, 0,02 g N, N-Methylenbisacrylamid und SO μΐ Tetramethyläthylendiamin in 14 ml Wasser gelöst.

Getrennt davon wurden 20 mg Amoniumpersulfat in 1 ml Wasser gelöst. Die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit der erstgenannten Monomerlösung vermischt. Danach wurde die Mischung in ein Lösungsmittelgemisch von 25 ml Kohlenstofftetrachlorid, 75 ml Toluol und 1 ml Sorbitantrioleat gegossen und in einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt.

Nach dem Ende der Polymerisation wurden die auf diese Weise hergestellten Polymere gründlich mit Hexan und dann mit Aceton gewaschen, um eine Koagulation zu bewirken. Der Waschvorgang wurde abwechselnd mit einer wäßrigen 401-igen

Acetonlösung und mit einer wäßrigen 701-igen Acetonlösung wiederholt. Schließlich wurde ein Sdhrumpfen in einer wäßrigen 65%-igen Acetonlösung bewirkt.

Eine vorgegebene Menge der Polymere wurde in einer farbigen Lösung dispergiert, die 2 g Brilliant Carmine 3 B CCI. Pigment Red 60, CI. 16015-Lake) dispergiert in 100 ml einer wäßrigen 60%-igen Acetonlösung enthielt.

Danach wurden ein quadratisches transparentes Glassubstrat 3 einer Größe von 50 χ 50 mm und das mit der infrarotstrahlenabsorbierenden Schicht versehene Glassubstrat 1 einander gegenüber liegend angeordnet, wobei die infrarotstrahlenabsorbierende Schicht nach innen wies. Durch Einsetzen eines Mylar-Filmes mit einer Dicke von 20 pm zwischen die Substrate wurde ein Abstand zwischen diesen hergestellt. Die Dispersion wurde in den dadurch gebildeten Hohlraum eingefüllt.

Anzeige und Farbmodulation

Bie infrarotstrahlen-absorbierende Schicht 7 der auf diese Weise hergstellten optischen Vorrichtung wurde einem Halbleiterlaserstrahl (Leistung 20 mW, Wellenlänge 830 nm) ausgesetzt, der in Abhängigkeit von einem Informationssignal von der Rückseite ineiner im wesentlichen vertikalen Richtung auftraf.

Zur gleichen Zeit wurde die Schicht mit sichtbarem Licht von der Seite der transparenten Glasplatte 3 aus bestrahlt.

Das auf die Ansammlung der Gelpartikel, die der Laser-

strahlung nicht ausgesetzt waren, auftreffende sichtbare Licht wurde von der farbigen Lösung absorbiert, und die Farbe dieser Lösung wurde bei einer Beobachtung von der Seite der transparenten Schutzplatte 3 aus festgestellt. Demgegenüber war der durch die Laserstrahlung erhitzte Abschnitt gequollen, so daß die farbige Lösung aus diesem Abschnitt eJiminiert worden war. Somit war diese Stelle lichtdurchlässig, so daß das eingeführte Licht reflektiert wurde und aus der Vorrichtung austrat.

Diese beiden STellen konnten klar voneinander unterschieden werden. Mit absinkender Temperatur nahm der erhitzte Abschnitt wieder die ursprüngliche Farbe der farbigen Lösung an. Die Vorgänge konnten viele Male wiederholt werden, so daß Reproduzierbarkeit gegeben war.

Beispiel 19

Herstellung einer optischen Vorrichtung 20

Es wurde eine optische Vorrichtung in der folgenden Weise hergestellt:

Eine Schicht aus Gd-Tb'Fe mit einer Filmdicke von 1500 A wurde auf die Oberfläche eines quadratischen Glassubstrates einer Größe von 50 χ 50 mm durch Bedampfen abgeschieden, um eine infrarotstralen-absorbierende Schicht 7 herzustellen.

Dann wurden 0,75 g Acrylamid, 0,20 g Natriumacrylat, 0,2 g N, N-Methylenbisacrylamid und 50 ul Tetramethyläthylendiamin in 14 ml Wasser gelöst.

Getrennt davon wurden 20 mg Ämoniumpersulfat in 1 ml Wasser

gelöst, Die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit der Monomerlösung vermischt. Danach wurde das Gemisch sofort in ein Gemisch von 1 ml Sorbitantrioleat und 100 ml flüssigem Paraffin gegossen und in einer STickstoffatmosphäre heftig gerührt.

Nach dem Ende der Polymerisation wurden die erzeugten Polymere gründlich mit Hexan und dann mit Aceton gewaschen, um eine. Koagulation zu bewirken. Der Waschvorgang wurde abwechselnd mit einer wäßrigen 50%-igen Acetonlösung und einer wäßrigen 701-igen Acetonlösung wiederholt. Schließlich wurde in einer wäßrigen 70%-igen Acetonlösung ein Schrumpfen bewirkt.

Eine vorgegebene Menge der Polymere wurde in dner farbigen Lösung dispergiert, die 2 g Vulkan Fast Orange GG (CI. Pigment Orange 14, CI. 21165) dispergiert in 100 ml einer wäßrigen 60%-igen Acetonlösung enthielt.

Danach wurden ein quadratisches transparentes Glassubstrat 3 einer Größe von 50 χ 50 mm und das mit der infrarotstrahlenabsorbierenden Schicht versehene Glassubstrat einander gegenüberliegend angeordnet, wobei die infrarotstrahlenabsorbierende Schicht nach innen wies. Durch Einsetzen eines Mylar-Filmes einer Dicke von 20 pm zwischen die Substrate wurde zwischen diesen ein Abstand hergestellt. Die Dispersion wurde in den dadurch gebildeten Hohlraum eingefüllt.

Anzaige und Farbmodulation

Es wurden die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 18 erreicht, wenn der in Beispiel 18 beschriebene Test durchgeführt wurde.

Erfindungsgemäß wird somit eine optische Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Flüssigkeitsschicht aufweist, welche ein Polymer mit Flüssigkeitsabsorbtions- und -freigabevermögen enthält, das bei thermischer Einwirkung eine Flüssigkeit absorbiert und freigibt.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Optische Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Flüssigkeitsschicht (2) aufweist, welche ein Polymer mit Flüssigkeitsabsorptionsund -freigabevermögen enthält, das unter S thermischer Einwirkung eine Flüssigkeit absorbiert und freigibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch l,da d urch gekenn ζ e i c hnet, daß das Polymer die Eigenschaft besitzt, eine Flüssigkeit bei Einwirkung von thermischer Energie zu absorbieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch l,d a durch gekennzeichnet, daß das Polymer die Eigenschaft besitzt, eine Flüssigkeit bei Einwirkung von thermischer Energie freizugeben.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeic hne t, daß die Flüssigkeitsschicht (2) eine farbige Flüssigkeit ent hält.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

• dadurch geke nnzeic hnet, daß das

Polymer ein farbiges Polymer ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a durch ge kennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht (2) eine Dicke von 1 bis 1000 um besitzt. _/

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a durch gekenn zeichnet, daß sie desweiteren eine Einrichtung zur Erzeugung von Wärme aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gek*e η η zeichn et, daß es sich bei der Einrichtung zur Erzeugung von Wärme um eine Strahlungsabsorbierende Schicht (7) handelt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,dadurch g ekenn zeichnet, daß die Strahlungsabsorbierende Sddcht (7) eine Dicke von 100 bis 5000 A aufweist.