DE3545950A1

DE3545950A1 - Optische vorrichtung

Info

Publication number: DE3545950A1
Application number: DE19853545950
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
Also published as: GB2170017B; US4779962A; FR2582113B1; FR2582113A1; GB2170017A; DE3545950C2; GB8531298D0

Description

Optische Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung für die Anwendung in Anzeigevorrichtungen, Lichtmodulationsvorrichtungen usw. und insbesondere eine neuartige optische Vorrichtung, bei der die Quellung und die Schrumpfung eines Gels unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgenutzt werden.

Nicht selbstleuchtenden Anzeigevorrichtungen, zu denen beispielsweise Elektrochromie-Anzeigevorrichtungen (ECD) und Flüssigkristal!-Anzeigevorrichtungen (LCD) gehören, ist eine große Bedeutung beigemessen worden, weil sie natürliche Farbtöne erzeugen können und keine Ermüdung des menschlichen Auges hervorrufen. Ihre Qualität und ihre Betriebseigenschaften sind jedoch nicht zufriedenstellend. Elektrochromie-Anzeigevorrichtungen haben beispielsweise einen so niedrigen Anzeigekontrast, daß er an einem halbdunklen Ort kaum beobachtet werden kann und daß die Unterscheidung

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eines feinen Bildes aus einer gewissen Entfernung schwierig ist. Andererseits haben Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen außer den vorstehend erwähnten Nachteilen den weiteren Nachteil, daß der Gesichtsfeldwinkel eingeschränkt ist.

Auch im Fall ihrer Verwendung in Lichtmodulationsvorrichtungen wie z.B. Lichtverschlüssen treten dieselben Probleme auf, die vorstehend erwähnt wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Probleme, die bei den bekannten nicht selbstleuchtenden optischen Vorrichtungen auftreten, zu lösen und eine deutliche und gute optische Vorrichtung bereitzustellen.

Ferner soll durch die Erfindung eine Anzeigevorrichtung 15

bereitgestellt werden, die natürliche Farbtöne erzeugen kann und keine Ermüdung des menschlichen Auges hervorruft.

Durch die Erfindung soll auch eine optische Vorrichtung

bereitgestellt werden, die leicht herstellbar ist und auch 20

als Licht modul at ionsvorrichtung angewandt werden kann.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht in einer optischen Vorrichtung mit einer Flüssigkeitsschicht, die ein zum Absorbieren und Freisetzen einer Flüssigkeit befähigtes Polymer enthält, das durch die Wirkung eines elektrischen Feldes eine Flüssigkeit absorbiert und freisetzt, und mindestens einem Paar Elektroden, zwischen denen die Flüssigkeitsschicht gehalten wird.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einer optischen Vorrichtung mit einer Flüssigkeitsschicht, die ein zum Absorbieren und Freisetzen einer Flüssigkeit befähigtes Polymer, das durch die Wirkung eines elektrischen Feldes eine Flüssigkeit absorbiert und freisetzt, und eine

gefärbte Flüssigkeit enthält, und mindestens einem Paar

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Elektroden, zwischen denen die Flüssigkeitsschicht gehalten wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einer

_ optischen Vorrichtung mit einer Flüssigkeitsschicht, die b

ein zum Absorbieren und Freisetzen einer Flüssigkeit befähigtes,, gefärbtes Polymer enthält, das durch die Wirkung eines elektrischen Feldes eine Flüssigkeit absorbiert und freisetzt, und mindestens einem Paar Elektroden, zwischen* denen die Flüssigkeitsschicht gehalten wird.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die den schematischen Aufbau

einer erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung zeigt und ihr Lichtmodulationsprinzip erläutert.

Fig. 2 bis 4 sind Ansichten des schematischen Aufbaus anderer Ausführungsformen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße optische Vorrichtung ist beispielsweise als Anzeigevorrichtung oder als Lichtmodulationsvorrich- -

tung geeignet.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung des lichtdurchlässigen Typs mit einem Substrat 1, einer gelhaltigen Flüssig-

keitsschicht 2, einer lichtdurchlässigen Schutzplatte 3, einer Bildelement- oder Signalelektrode 7 (nachstehend nur als "Bildelementelektrode" bezeichnet) und einer Gegenelektrode 8 zeigt. Eine erfindungsgemäße optische Vorrichtung ist aus laminierten Schichten gebildet, wie es in den

Zeichnungen gezeigt wird.

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. Zu Beispielen für das Substrat 1 gehören lichtdurchlässige Substrate, z.B. Gläser und Kunststoffe, und lichtundurchlässige Substrate, beispielsweise Metalle wie z.B. Aluminium, Siliciumscheiben bzw. -wafers, keramische Werkstoffe und lichtundurchlässige Kunststoffe. Für die lichtdurchlässige Schutzplatte 3 werden dieselben Materialien wie für das lichtdurchlässige Substrat verwendet.

Die gelhaltige Flüssigkeitsschicht 2 ist eine Schicht, die eine Flüssigkeit und ein zum Absorbieren und Freisetzen der Flüssigkeit befähigtes Polymer enthält.

Unter dem im Rahmen der Erfindung verwendeten Ausdruck "Gel" ist ein Zustand eines zum Absorbieren und Freisetzen

einer Flüssigkeit befähigten Polymers (eines netzartigen 15

Polymers), das eine Flüssigkeit enthält, zu verstehen. Das Polymer für die Verwendung im Rahmen der Erfindung hat die Eigenschaft, daß es eine Flüssigkeit unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes absorbiert und freisetzt.

Die zum Absorbieren und Freisetzen einer Flüssigkeit befähigten Polymere, die eine solche Eigenschaft haben, können in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden. Zu der einen Hauptgruppe gehören Polymere, die eine Flüssigkeit unter der

Einwirkung eines elektrischen Feldes absorbieren und dabei 25

quellen und die die Flüssigkeit beim Aufheben des elektrischen Feldes (oder beim Errichten eines umgekehrten elektrischen Feldes unter einer besonderen Bedingung) freisetzen und dabei schrumpfen; zu Beispielen für solche Polymere

gehören elektrisch aufladbare Polymere, die aus einem 30

Acrylamidderivat als Hauptbestandteil und einem vernetzbaren Monomer erhalten werden, beispielsweise Enzafix P-SH (Warenzeichen eines von Wako Junyaku K.K., Japan, hergestellten Produkts), und Polymere, die aus einem N-Isopropylacylamidderivat als Hauptbestandteil und einem vernetz-

baren Monomer erhalten werden, beispielsweise Isopropylacrylamid-Acrylsäure-Divinylbenzol-Copolymer. Zu der ande-

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ren Hauptgruppe gehören Polymere, die eine Flüssigkeit unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes freisetzen und dabei schrumpfen und die die Flüssigkeit beim Aufheben des elektrischen Feldes (oder beim Errichten eines umgekehrten elektrischen Feldes unter einer besonderen Bedino

gung) absorbieren und dabei quellen; zu Beispielen für solche Polymere gehören elektrisch aufladbare Polymere, die aus einem Acrylamidderivat als Hauptbestandteil und einem vernetzbaren Monomer erhalten werden, beispielsweise Enza-i fix P-SH (Warenzeichen eines von Wako Junyaku K-K., Japan, hergestellten Produkts), und Polymere, die aus einem N-Isopropylacylamidderivat als Hauptbestandteil und einem vernetzbaren Monomer erhalten werden, beispielsweise Isopropylacrylamid-Acrylsäure-Divinylbenzol-Copolymer.

Zu Beispielen für die in die gelhaltige Flüssigkeitsschicht 2 einzufüllende Flüssigkeit gehören Wasser, organische Lösungsmittel wie z.B. Methanol, Ethanol, Aceton, Acrylnitril, Dimethylformamid, Pyridin, Dimethylsulfoxid, Hexamethylphosphorsäureamid und Dimethylacetamid und ihre Mischungen.

Wenn in der gelhaltigen Flüssigkeitsschicht 2 eine gefärbte Flüssigkeit verwendet wird, um den Kontrast zu erhöhen oder

den Farbton zu verändern (Fig. 3), wird eine Lösung oder 25

Dispersion eines Farbmittels in dem erwähnten Lösungsmittel verwendet, wobei es notwendig ist, daß das Farbmittel nicht aufgrund irgendeiner physikalischen oder chemischen Einflußgröße in das Gel eindringt.

Zu Beispielen für das Farbmittel gehören Farbstoffe wie z.B. Poly A-13, Poly R-478, Poly S-119 und Poly T-128 (alle vorstehend erwähnten Produkte werden von Dinapole Co. hergestellt) und Seikagen W-Blue-BK 1600 und Seikagen W-Blue-1300, (alle vorstehend erwähnten Produkte werden von Dainichi Seika K.K., Japan, hergestellt) und Pigmente wie z.B. Benzidingelb-GR, Chromophthalorange 4R, Toluidine Maroon

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MT-2, Vulkanechtorange GG, Permanentrot FSR, Litholrubin GK, Brillantcarmin 3B, Sanyo B-G511, Monastral Maroon, Permanentrot E5B, Permanentrosa E, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Naphtholgrün BN und Diamantschwarz.

Wenn ein gefärbtes Polymer verwendet wird (Fig. 4), muß das Farbmittel im Netzwerk des netzartigen Polymers oder in seiner Innenfläche bzw. inneren Oberfläche eingeschlossen bzw. zurückgehalten werden. /

Das Farbmittel kann darin durch die sogenannte chemische Bindung eingeschlossen bzw. zurückgehalten werden, d.h., dadurch, daß das Farbmittel an ein netzartiges Polymer chemisch gebunden wird oder daß durch dreidimensionale Vernetzungsreaktion in Gegenwart von Makromolekülen des Farbmittels Makromoleküle in das Polymernetzwerk eingeschlossen werden. Zu dem hierbei verwendeten Farbmittel gehören außer den vorstehend erwähnten Farbmitteln beispielsweise Reaktivfarbstoffe wie z.B. Diamira Yellow G,

Sumifix Red B, Diamira Brilliant Green 6B und Celmazol 20

Brilliant Blue G.

Wenn im Rahmen der Erfindung ein Polymer verwendet wird, das eine Flüssigkeit unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes absorbiert und die Flüssigkeit beim Aufheben

" '

des elektrischen Feldes freisetzt, wird es bevorzugt, daß die Gelteilchen in der gelhaltigen Flüssigkeitsschicht 2 so klein sind, daß sie gute Lichtstreuungs- und -brechungseigenschaften zeigen, oder an der Oberfläche feine Unregelmäßigkeiten aufweisen, ohne daß z.B. die Gestalt, die Anord-

nung und die Zahl irgendwelchen Beschränkungen unterliegen. Es wird bevorzugt, daß das Gel oder eine Ansammlung feiner Gelteilchen in Übereinstimmung mit der Gestalt, der Größe oder der Anordnung der Bildelemente oder Öffnungen (nachstehend nur als "Bildelemente" bezeichnet) bereitgestellt wird. Das Volumen, das durch ein Gelteilchen eingenommen wird, muß in ausreichendem Maße kleiner sein als der Bild-

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. elementraum (Bildelementraum = mit der Dicke der gelhaltigen Flüssigkeitsschicht multiplizierte Bildelementfläche) und beträgt vorzugsweise nicht mehr als 1/3 des Bildelementraums.

Das Gel wird vorzugsweise durch ein chemisches oder physikalisches Mittel an einer Elektrode, die zu einem Paar Elektroden gehört, angebracht bzw. festgelegt.

Wenn Polymere verwendet werden, die eine Flüssigkeit unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes freisetzen und die Flüssigkeit in Abwesenheit eines elektrischen Feldes absorbieren, können die Größe, die Gestalt und die Anordnung des Gels in der gelhaltigen Flüssigkeitsschicht in der

gewünschten Weise gewählt werden. Die Gele können in einem 15

Stück oder im Zustand einer Risse aufweisenden Masse, einer Dispersion oder eines Blockes in die gelhaltige Flüssigkeitsschicht 2 einfüllt sein.

Ein Gel oder eine Ansammlung feiner Gelteilchen kann in Übereinstimmung mit z.B. der Gestalt und der Anordnung der Bildelemente oder öffnungen ((nachstehend nur als "Bildelemente" bezeichnet) bereitgestellt werden. Es wird im allgemeinen bevorzugt, daß die Größe eines Gelteilchens der

Größe eines Bildelements ungefähr gleich ist. Die Dicke der 25

gelhaltigen Flüssigkeitsschicht 2 beträgt vorzugsweise 1 bis 1000 pm und insbesondere 1 bis 100 pm.

Auf dem Substrat (oder auf der lichtdurchlässigen Schutzplatte 3) sind in Übereinstimmung mit dem Bildelement

Bildelementelektroden (7-1) und (7-2) vorgesehen, die nötigenfalls irgendeine Gestalt, z.B. die Gestalt eines Segments, eines Streifens oder einer Punktmatrix, annehmen können. Die Länge an einer Seite der Bildelementelektroden (7-1) und (7-2) beträgt vorzugsweise 10 um bis 1 cm und insbesondere 50 pm bis 1000 pm im Fall der Punktmatrixgestalt. Nötigenfalls kann eine lichtdurchlässige Elektrode

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wie z.B. eine Elektrode aus Indiumzinnoxid (ITO) verwendet werden.

Die Gegenelektrode 8, die nötigenfalls eine lichtdurchlässige Elektrode sein kann, ist auf der lichtdurchlässigen Schutzplatte 3 (oder auf dem Substrat) derart vorgesehen, daß sie den Bildelementelektroden (7-1) und (7-2) über die gelhaltige Flüssigkeitsschicht 2 hinweg gegenüberliegt.

Das erfindungsgemäße Bilderzeugungs- oder Lichtmodulationsprinzip wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1, die eine optische Vorrichtung des lichtdurchlässigen Typs zeigt, beschrieben.

Wenn ein Schalter (5-2) ausgeschaltet ist, d.h., wenn auf 15

ein Gel (4-2), das mit einer Bildelementelektrode (7-2) in Verbindung steht, kein elektrisches Feld einwirkt, bleibt das Gel (4-2) in einem geschrumpften Zustand, in dem es eine sehr geringe Größe hat. Infolgedessen wird das Licht

(9-2), das in das Gel (4-2) eingeleitet wird, durch das Gel 20

(4-2) gestreut oder gebrochen, und seine geradlinige Ausbreitung wird verhindert, weil das Gel in diesem Zustand wegen seiner sehr geringen Größe Lichtstreuungs- und -brechungseigenschaften zeigt.

Wenn andererseits ein Schalter (5-1) eingeschaltet wird, d.h., wenn auf ein Gel (4-1) ein elektrisches Feld einwirken gelassen wird, wird das netzartige Polymer des Gels negativ geladen und infolgedessen in Richtung auf die Gegenelektrode 8 gezogen. Das Gel quillt folglich und nimmt

den in Fig. 1 gezeigten Zustand (4-1) an. Als Ergebnis der Quellung gehen die Lichtstreuungs- und -brechungseigenschaften des Gels verloren, und das Licht (9-1) kann sich geradlinig durch das Gel hindurch ausbreiten.

Auch im Fall von netzartigen Polymeren, die in der Flüssigkeit positiv geladen werden, können dadurch eine ähnliche

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Funktion und Wirkung erzielt werden, daß die Elektrode in Fig. 1 umgepolt wird.

Wenn der Schalter (5-1) ausgeschaltet wird, schrumpft das Gel und kehrt in den ursprünglichen Zustand zurück, weil die Moleküle des netzartigen Polymers, die unter der Einwirkung des elektrischen Feldes eine Länge annehmen, die größer als die Gleichgewichtslänge ist, einen negativen Druck, d.h., eine Rückstellkraft, gewinnen können, wenn das elektrische Feld aufgehoben wird. Als Ergebnis wird das Licht, das in das Gel eingeleitet wird, wieder gestreut oder gebrochen, und seine geradlinige Ausbreitung wird verhindert. Wenn auf das Gel ferner ein umgekehrtes elektrisches Feld einwirken gelassen wird, kann die Schrumpfungsgeschwindigkeit erhöht werden.

Die Erfindung basiert darauf, daß das erwähnte Prinzip auf eine optische Vorrichtung angewendet wird, in der durch elektrische Steuerung der Quellung und der Schrumpfung

eines Gels ein optischer Unterschied erzeugt wird, wodurch 20

eine Sichtanzeige oder eine Lichtmodulation erzielt wird.

Die vorstehende Beschreibung bezog sich auf eine optische Vorrichtung des lichtdurchlässigen Typs. Dasselbe Prinzip

ist auch auf eine optische Vorrichtung des reflektierenden 25

Typs (in der Zeichnung nicht dargestellt) anwendbar.

Fig. 2* zeigt eine Ausführungsform mit einem Polymer, das eine Flüssigkeit unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes freisetzen und dabei schrumpfen kann und das die

Flüssigkeit beim Aufheben des elektrischen Feldes absorbieren und dabei quellen kann.

Wenn ein Schalter (5-2) ausgeschaltet ist, d.h., wenn auf ein Gel (4-2), das mit einer Bildelementelektrode (7-2) in Verbindung steht, kein elektrisches Feld einwirkt, bleibt das Gel (4-2) in einem gequollenen Zustand. Infolgedessen

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kann das Licht (9-2), das in das Gel (4-2) eingeleitet wird, durch die gelhaltige Flüssigkeitsschicht 2 hindurchgehen, ohne daß es durch das Gel (4-2) gestreut oder gebrochen wird.

Wenn andererseits ein Schalter (5-1) eingeschaltet wird, d.h., wenn auf das gequollene Gel ein elektrisches Feld einwirken gelassen wird, wird das netzartige Polymer des Gels in Richtung auf die Elektrode (7-1) gezogen, weil daö netzartige Polymer negativ geladen wird, und das Gel schrumpft und nimmt den in Fig. 2 gezeigten Zustand (4-1) an. Infolgedessen wird das Licht (9-1), das in das Gel (4-1) eingeleitet wird, gestreut oder gebrochen, und seine geradlinige Ausbreitung wird verhindert, weil das Gel im

geschrumpften Zustand wegen seiner sehr geringen Größe 15

Lichtstreuungs- und -brechungseigenschaften zeigt.

Wenn sehr kleine Gelteilchen dicht eingefüllt sind, werden innerhalb des Gels aufgrund der Verkleinerung der Gelteilchen Zwischenräume gebildet, und es kann eine ähnliche 20

optische Wirkung erzielt werden. Ferner können mit netzartigen Polymeren, die in der Flüssigkeit positiv geladen werden können, eine ähnliche Funktion und Wixkung erzielt werden; die netzartigen Polymere schrumpfen in diesem Fall

in Richtung auf die Seite, die der in Fig. 2 gezeigten 25
'. Seite entgegengesetzt ist, d.h., in Richtung auf die Seite

der Gegenelektrode 8.

Wenn der Schalter (5-1) ausgeschaltet wird, quillt das Gel

und kehrt in den ursprünglichen Zustand zurück. Die Molekü-30

Ie des netzartigen Polymers werden unter der Einwirkung des

elektrischen Feldes zusammengedrückt, wobei sie eine Länge annehmen, die kleiner als die Gleichgewichtslänge ist. Infolgedessen kann ein positiver Druck, d.h., eine Rückstellkraft, gewonnen werden, indem das elektrische Feld 35

aufgehoben wird. Als Ergebnis kann das Licht ohne Streuung oder Brechung durch die gelhaltige Flüssigkeitsschicht 2

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. hindurchgehen. Wenn auf das Gel ferner ein umgekehrtes elektrisches Feld einwirken gelassen wird, kann die Quellungsgeschwindigkeit erhöht werden.

c Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der in der gelhaltigen Flüssigkeitsschicht eine gefärbte Flüssigkeit verwendet wird, wobei die Bilderzeugung oder die Lichtmodulation folgendermaßen stattfindet.

Wenn ein Schalter (5-2) ausgeschaltet ist, d.h., wenn auf ein Gel (4-2), das mit einer Bildelementelektrode (7-2) in Verbindung steht, kein elektrisches Feld einwirkt, bleibt das Gel (4-2) in einem geschrumpften Zustand, in dem es eine sehr geringe Größe hat. Infolgedessen wird das Licht

(9-2), das in das Gel (4-2) und in seine Umgebung eingelei-15

tet wird, durch die in der gelhaltigen Flüssigkeitsschicht enthaltene, gefärbte Flüssigkeit absorbiert oder teilweise absorbiert und abgeschwächt.

Wenn andererseits ein Schalter (5-1) eingeschaltet wird, 20

d.h., wenn auf ein Gel (4-1) ein elektrisches Feld einwirken gelassen wird, wird das netzartige Polymer des Gels in Richtung auf die positiv geladene Gegenelektrode 8 gezogen, weil das netzartige Polymer negativ geladen wird. Das Gel

(4-1) quillt infolgedessen, bis es die Gegenelektrode 8 25

berührt oder in ihre Nähe gekommen ist. Als Ergebnis weicht die gefärbte Flüssigkeit in dem Ausmaß zurück, in dem das Gel gequollen ist, und das Licht (9-1), das in das Gel eingeleitet wird, kann durch die gelhaltige Flüssigkeitsschicht 2 hindurchgehen.

Auch im Fall der Verwendung von netzartigen Polymeren, die in der Flüssigkeit positiv aufladbar sind, können dadurch eine ähnliche Funktion und Wirkung erzielt werden, daß die in Fig. 3 gezeigte Elektrode umgepolt wird.

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Wenn der Schalter (5-1) ausgeschaltet wird, schrumpft das Gel und kehrt in den ursprünglichen Zustand zurück. Die Moleküle des netzartigen Polymers nehmen unter der Einwirkung des elektrischen Feldes eine Länge an, die größer

_ als die Gleichgewichtslänge ist, und ein negativer Druck,

d.h., eine Rückstellkraft, kann gewonnen werden, indem das elektrische Feld aufgehoben wird. Als Ergebnis wird das Licht, das in das Gel eingeleitet wird, wieder durch die in der gelhaltigen Flüssigkeitsschicht enthaltene, gefärbte Flüssigkeit absorbiert oder teilweise absorbiert und abgeschwächt. Wenn auf das Gel ferner ein umgekehrtes elektrisches Feld einwirken gelassen wird, kann die Schrumpfungsgeschwindigkeit erhöht werden.

Die Lichtmodulation mit einem gefärbten Polymer wird nach-15

stehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.

Wenn ein Schalter (5-2) ausgeschaltet ist, d.h., wenn auf ein gefärbtes Gel (4-2), das mit einer Bildelementelektrode (7-2) in Verbindung steht, kein elektrisches Feld ein-20

wirkt, bleibt das gefärbte Gel (4-2) in einem geschrumpften Zustand, in dem es eine sehr geringe Größe hat. Infolgedessen wird das Licht (9-2), das in das gefärbte Gel (4-2) eingeleitet wird, durch das gefärbte Gel gestreut oder

absorbiert oder teilweise gestreut oder absorbiert und 25

abgeschwächt.

Wenn andererseits ein Schalter (5-i) eingeschaltet wird, d.h., wenn auf ein gefärbtes Gel (4-1) ein elektrisches Feld einwirken gelassen wird, wird das netzartige Polymer

des gefärbten Gels in Richtung auf die positiv geladene Gegenelektrode 8 gezogen, weil das netzartige Polymer negativ geladen wird, und das gefärbte Gel (4-1) quillt, bis es die Gegenelektrode 8 berührt oder in ihre Nähe gekommen ist. Als Ergebnis wird das Farbmittel entsprechend dem Ausmaß, in dem das gefärbte Gel gequollen ist, verdünnt, und das Licht (9-1), das in das gefärbte Gel eingeleitet

/ 25

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, wird, kann ohne Hinderung durch die gelhaltige Flüssigkeitsschicht 2 hindurchgehen.

Auch im Fall der Verwendung von netzartigen Polymeren, die in der Flüssigkeit positiv aufladbar sind, können dadurch eine ähnliche Funktion und Wirkung erzielt werden, daß die Elektrode in Fig. 4 umgepolt wird.

Wenn der Schalter (5-1) ausgeschaltet wird, schrumpft das gefärbte Gel und kehrt in den ursprünglichen Zustand zurück. Die Moleküle des netzartigen Polymers nehmen unter der Einwirkung des elektrischen Feldes eine Länge an, die größer als die Gleichgewichtslänge ist, und ein negativer Druck, d.h., eine Rückstellkraft, wird gewonnen, indem das

elektrische Feld aufgehoben wird. Als Ergebnis wird das 15

Licht, das in das gefärbte Gel eingeleitet wird, wieder gestreut oder absorbiert oder teilweise gestreut oder absorbiert und abgeschwächt. Wenn auf das gefärbte Gel ferner ein umgekehrtes elektrisches Feld einwirken gelassen

wird, kann die Schrumpfungsgeschwindigkeit erhöht werden. 20

Die vorstehende Beschreibung bezog sich auf eine optische Vorrichtung des lichtdurchlässigen Typs. Dasselbe Prinzip ist auch auf eine optische Vorrichtung des reflektierenden Typs anwendbar.

Im Fall von Polymeren, die eine Flüssigkeit durch Einwirkung eines elektrischen Feldes freisetzen und die Flüssigkeit in Abwesenheit eines elektrischen Feldes absorbieren

können, ist das bestimmende Lichtmodulationsprinzip 30

grundsätzlich dasselbe, wie es vorstehend beschrieben wurde, obwohl die Funktion dazu völlig entgegengesetzt ist.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

35

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Beispiel 1 Herstellung einer optischen Vorrichtung

Die optische Vorrichtung wurde folgendermaßen hergestellt.

0,75 g Acrylamid, 0,2 g Natrium acryl at, 0,02 g Ν,Ν-Methylenbisacrylamid und 50 μΐ Tetramethylethylendiamin wurden in .14 ml Wasser gelöst. /

0,02 g Ammoniumpersulfat wurden gesondert in 1 ml Wasser gelöst, und die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit der vorstehend erwähnten Lösung vermischt. Dann wurde die erhaltene Monomerlösung sofort zu 100 ml flüssigem

Paraffin bzw. Paraffinöl, die 1 ml Sorbitantrioleat ent-15

hielten, hinzugegeben und unter einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt.

Nach Beendigung der Polymerisation wurde das auf diese

Weise gebildete Polymer mit Hexan gewaschen, um das Paraf-20

finöl daraus zu entfernen, und dann in Aceton gegossen, um

eine Koagulation zu bewirken. Dann wurde das Waschen des Polymers abwechselnd mit einer 50%igen wäßrigen AcetoiüLösung und mit einer 70%igen wäßrigen Acetonlösung wiederholt, und das Polymer wurde schließlich in einer 50%igen 25

wäßrigen Acetonlösung dispergiert.

Eine Glasplatte (50 mm χ 50 mm), auf die ein halbdurchlässiger Platinfilm mit einer Dicke von 15,0 nm in Form eines Musters aufgedampft worden war, als Anode und ein Nickel-

blech (50 mm χ 50 mm) als Kathode wurden in die Polymerdispersion eingetaucht, und dazwischen wurde eine vorher festgelegte Spannung angelegt, um die Polymerteilchen auf dem Platinmuster ausflocken zu lassen.

Die auf diese Weise erhaltene Glasplatte und eine andere Glasplatte mit einem 200,0 nm dicken ITO-FiIm wurden so

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- angeordnet, daß sie einander gegenüberstanden, und in den Zwischenraum zwischen den Glasplatten wurde unter Verwendung einer Mylar-FoIie (Warenzeichen eines durch Du Pont gelieferten Polyesters) mit einer Dicke von 20 μχα als Abstandshalter eine 60%ige wäßrige Acetonlösung eingefüllt»

Sichtanzeige und Lichtmodulation

Wenn bei der auf diese Weise hergestellten optischen Vor-i richtung zwischen der halbdurchlässigen Platinelektrode als Kathode und der I TO-Elektrode- (ITO = Indiumzinnoxid) als Anode eine Spannung von 0,8 bis 5 V angelegt wurde, quoll das Gel zwischen den Elektroden und zeigte Lichtdurchlässigkeit.

Andererseits schrumpfte das Gel und erhielt die milchweiße Farbe und die Lichtundurchlässigkeit zurück, wenn der Schalter ausgeschaltet wurde.

Als Ergebnis wiederholter Versuche wurde die Reproduzier-20

barkeit bestätigt, und folglich wurden die Sichtanzeigefunktion und die Lichtmodulationsfunktion bestätigt.

Beispiel 2

'

Herstellung einer optischen Vorrichtung

Die optische Vorrichtung wurde folgendermaßen hergestellt.

0,75 g Acrylamid, 0,25 g Natriummethacrylat, 0,02 g N,N-Methylenbisacrylamid und 50 μ
wurden in 14 ml Wasser gelöst.

Methylenbisacrylamid und 50 μΐ Tetramethylethylendiamin

0,02 g Ammoniumpersulfat wurden gesondert in 1 ml Wasser gelöst, und die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde

zu der vorstehend erwähnten Lösung hinzugegeben. Dann wurde die auf diese Weise erhaltene Monomerlösung sofort zu

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100 ml Paraffinöl, die 1 ml Sorbitantrioleat enthielten, hinzugegeben und in einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt.

Nach Beendigung der Polymerisation wurde das auf diese

Weise gebildete Polymer mit Hexan gewaschen, um das Paraffinöl daraus zu entfernen, und dann in Aceton gegossen, um eine Koagulation zu bewirken. Dann wurde das Waschen des Polymers abwechselnd mit einer 40%igen wäßrigen Acetonlö-f sung und mit einer 70%igen wäßrigen Acetonlösung wiederholt, und das Polymer wurde schließlich in einer 45%igen wäßrigen Acetonlösung dispergiert.

Eine Glasplatte (50 mm χ 50 mm), auf die ein halbdurchlässiger Platinfilm mit einer Dicke von 15,0 nm in Form eines 15

Musters aufgedampft worden war, als Anode und ein Nickelblech (50 mm χ 50 mm) als Kathode wurden in die Polymerdispersion eingetaucht, und dazwischen wurde eine vorher festgelegte Spannung angelegt, um die Polymerteilchen auf dem Platinmuster ausflocken zu lassen.

Die auf diese Weise erhaltene Glasplatte und eine Glasplatte mit einem 200,0 nm dicken ITO-FiIm wurden so angeordnet, daß sie einander gegenüberstanden, und in den Zwischenraum zwischen den Glasplatten wurde unter Verwendung einer Mylar-Folie mit einer Dicke von 20 um als Abstandshalter eine 60%ige wäßrige Acetonlösung eingefüllt.

Sichtanzeige und Lichtmodulation

Wenn in derselben Weise wie in Beispiel 1 geprüft wurde, wurden dieselben Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten.

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. Beispiel 3

Herstellung einer optischen Vorrichtung

p. Die optische Vorrichtung wurde folgendermaßen hergestellt, ο

0,02 g Ammoniumpersulfat wurden gesondert in 1 ml Wasser gelöst, und die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde zu der vorstehend erwähnten Lösung hinzugegeben. Dann wurde die auf diese Weise erhaltene Monomerlösung sofort zu einer

Lösungsmittelmischung aus 23 ml Chloroform, 75 ml Toluol 15

und 1 ml Sorbitantrioleat hinzugegeben und in einer Stickstoff atmosphäre heftig gerührt.

Nach Beendigung der Polymerisation wurde das auf diese Weise erhaltene Polymer mit Hexan gewaschen und dann in Aceton gegossen, um eine Koagulation zu bewirken. Dann wurde das Waschen des Polymers abwechselnd mit einer 50%igen wäßrigen Acetonlösung und mit einer 70%igen wäßrigen Acetonlösung wiederholt, und das Polymer wurde schließlich

in einer 50%igen wäßrigen Acetonlösung dispergiert.
25

Die auf diese Weise hergestellte Polymerdispersion wurde zwischen einer Glasplatte, die durch Zerstäubung mit einer 200,0 nm dicken ITO-Elektrode in Form eines Musters versehen worden war, und einer anderen Glasplatte, auf die eine 30

halbdurchlässige Platinelektrode mit einer Dicke von 15,0 nm aufgedampft worden war, unter Verwendung einer Mylar-Folie mit einer Dicke von 20 pm als Abstandshalter eingeschlossen.

* · · • ft I

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ι Sichtanzeige und Lichtmodulation

Wenn bei der auf diese Weise hergestellten optischen Vorrichtung zwischen der halbdurchlässigen Platinelektrode als _ Kathode und der ITO-Elektrode als Anode eine Spannung von 0,8 bie 5 V angelegt wurde, schrumpfte das zwischen den Elektroden vorhandene Gel und wurde milchweiB und lichtundurchlässig.

Andererseits quoll das Gel und erhielt die ursprüngliche Lichtdurchlässigkeit zurück, wenn der Schalter ausgeschaltet wurde.

AIa Ergebnis wiederholter Versuche wurde die Reproduzier·· barkeit bestätigt, und folglich wurden die Sichtanzeigefunktion und die Lichtmodulationsfunktion bestätigt.

Beispiel 4 Herstellung einer optischen Vorrichtung ■

Die optische Vorrichtung wurde folgendermaßen hergestellt.

0,75 g Acrylamid, 0,20 g Natriumacrylat, 0,02 g N,N-Methy lenbisacrylamid und 50 ul Tetramethylethylendiamin wurden

in 14 ml Wasser gelöst.

20 mg Ammoniumpersulfat wurden gesondert in 1 ml Wasser gelost, und die auf dies· Weise hergestellte Lösung wurde mit der vorstehend erwähnten Monomerlösung vermischt. Dann

30

wurde die auf diese Weise erhaltene Mischung in eine Lusungsmittelmischung aus 25 ml Kohlenstofftetrachlorid, 75 nl Toluol und 1 ml Sorbitantrloleat gegossen und in einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt.

Nach Beendigung der Polymerisation wurde das auf diese Weise gebildete Polymer gründlich mit Hexan gewaschen und

COPY

-21- DB 5422

dann mit Aceton gewaschen, um eine Koagulation zu bewirken. Dann wurde des Waschen des Polymers abwechselnd mit einer 50%igen wäßrigen Acetonlösung und mit einer 70tigen wäßrigen Acetonlösung wiederholt, und das Polymer wurde

, schließlich in einer SOIigen wäßrigen Acetonlösung dieper-5

giert.

Eine Glasplatte (50 mm χ 60 mm), auf die ein halbdurchl&ssiger Platinfilm mit einer Dicke von 15,0 nm in Form eine« Musters aufgedampft worden war, als Anode und ein Nickelblech als Kathode wurden in die Polymergeldispersion eingetaucht, und dazwischen wurde eine Spannung von 0,8 V angelegt, um da* Polyiaergel auf dem Platlnmuater ausflocken zu lassen.

15

Die Platinelektrode mit dem auegeflockten Gel ale Kathode

und eine Glasplatte (50 mm χ 60 mm), die auf der gesamten Oberflache durch Zerstäubung mit einem 200,0 nm dicken ITO-FiIm versehen worden war, als Anode wurden so angeordnet, daß sie einander gegenüberstunden, wahrend dazwischen

20

eine Mylar-Folie mit einer Dicke von 20 μα al· Abstandshalter eingefügt wurde.

In den Zwischenraum zwischen den Elektroden wurde eine

60%ige wäßrige Acetonlösung, die in einer Kugelmühle die-

25

pergiertes Brillantcarmin 3B (CI. Pigment Red 60 : CI.

16015-Lake) enthielt, eingefüllt, um eine optische Vorrichtung herzustellen.

Sichtanzeige und Lichtmodulation

~ : ^!

Wenn bei der auf diese Heise hergestellten optischen Vorrichtung zwischen der halbdurchl&ssigen Platinelektrode als Kathode und der ITO-Elektrode als Anode eine Spannung von 0,8 bis 5 V angelegt wurde, quoll das Gel zwischen den Elektroden und zeigte Lichtdurchlässigkeit.

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-22- DE 5422

Andererseits schrumpfte das Gel und erhielt die Farbe der gefärbten Flüssigkeit zurück, wenn der Schalter zum Aufheben der angelegten Spannung ausgeschaltet wurde.

Als Ergebnis wiederholter Versuche wurde die Reproduzier-,

Beispiel 5 t

10

Herstellung einer optischen Vorrichtung

( Die optische Vorrichtung wurde folgendermaßen hergestellt.

0,75 g Acrylamid, 0,20 g Natriumacrylat, 0,02 g N,N-Methy-15

lenbisacrylamid und 50 μΐ Tetramethylethylendiamin wurden in 14 ml Wasser gelöst.

20 mg Ammoniumpersulfat wurden gesondert in 1 ml Wasser ge-. löst, und die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit

20

der vorstehend erwähnten Monomerlösung vermischt. Dann wurde die auf diese Weise erhaltene Mischung sofort in eine Mischung aus 100 ml Paraffinöl und 1 ml Sorbitantrioleat gegossen und in einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt.

/ 25

ν Nach Beendigung der Polymerisation wurde das auf diese

Weise gebildete Polymer gründlich mit Hexan gewaschen und dann mit Aceton gewaschen, um eine Koagulation zu bewirken. Dann wurde das Waschen des Polymers abwechselnd mit einer 50%igen wäßrigen Acetonlösung und mit einer 70%igen wäßri-

30

gen Acetonlösung wiederholt, und das Polymer wurde schließlich in einer 50%igen wäßrigen Acetonlösung dispergiert.

Eine Glasplatte (50 mm χ 60 mm), auf die ein halbdurchlässiger Platinfilm mit einer Dicke von 15,0 nm in Form eines Musters aufgedampft worden war, als Anode und ein Nickel-

-23- DE 5422

blech als Kathode wurden in die Polymergeldispersion eingetaucht, und dazwischen wurde eine Spannung von 0,8 V angelegt, um das Polymergel auf dem Platinmuster ausflocken zu lassen.

Die Platinelektrode mit dem ausgeflockten Gel als Kathode und eine Glasplatte (50 mm χ 60 mm), die auf der gesamten Oberfläche durch Zerstäubung mit einem 200,0 nm dicken ITO.-Film versehen worden war, als Anode wurden so angeord-7 net, daß sie einander gegenüberstanden, während dazwischen eine Mylar-Folie mit einer Dicke von 20 pm als Abstandshalter eingefügt wurde.

In den Zwischenraum zwischen den Elektroden wurde eine 60%ige wäßrige Acetonlösung, die in einer Kugelmühle dispergiertes Brillantcarmin 3B (CI. Pigment Red 60 : Cl. 16015-Lake) enthielt, eingefüllt, um eine optische Vorrichtung herzustellen.

Sichtanzeige und Lichtmodulation

"

Wenn in derselben Weise wie in Beispiel 4 geprüft wurde, wurden dieselben Ergebnisse wie in Beispiel 4 erhalten.

Beispiel 6

,25

Herstellung einer optischen Vorrichtung

Die optische Vorrichtung wurde folgendermaßen hergestellt.

30

0,75 g Acrylamid, 0,25 g Natriummethacrylat, 0,02 g N,N-Methylenbisacrylamid und 50 j*l Tetramethylethylendiamin wurden in 14 ml Wasser gelöst.

20 mg Ammoniumpersulfat wurden gesondert in 1 ml Wasser gelöst, und die auf diese Weise hergestellte Lösung wurde mit der vorstehend erwähnten Monomerlösung vermischt. Dann

-24- DE 5422

wurde die auf diese Weise erhaltene Mischung sofort in eine Lösungsmittelmischung aus 25 ml Kohlenstofftetrachlorid, 75 ml Toluol und 1 ml Sorbitantrioleat gegossen und in einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt.

Nach Beendigung der Polymerisation wurde das auf diese Weise gebildete Polymer gründlich mit Hexan gewaschen und dann mit Aceton gewaschen, um eine Koagulation zu bewirken. Dann wurde das Waschen des Polymers abwechselnd mit einer 45%igen wäßrigen Acetonlösung und mit einer 70%igen wäßrigen Acetonlösung wiederholt, und das Polymer wurde schließlich in einer 50%igen wäßrigen Acetonlösung, die in einer Kugelmühle dispergiertes Vulkanechtorange GG (CI. Pigment Orange 14 : CI. 21165) enthielt, quellen gelassen.

Eine Glasplatte, die durch Zerstäubung mit einer 200,0 nm dicken ITO-Elektrode in Form eines Musters versehen worden war, und eine Glasplatte, auf die eine halbdurchlässige Platinelektrode mit einer Dicke von 15,0 nm aufgedampft worden war, wurden unter Verwendung einer Mylar-Folie mit

einer Dicke von 20 μφ. als Abstandshalter so angeordnet, daß sie einander gegenüberstanden, wobei sich die Elektroden an der Innenseite der jeweiligen Glasplatte befanden. In den Zwischenraum zwischen den Elektroden wurde die in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltene gefärbte Auf -

schlämmung eingefüllt.

Sichtanzeige und Lichtmodulation

Wenn bei der auf diese Weise hergestellten optischen Vor-

richtung zwischen der halbdurchlässigen Platinelektrode als Kathode und der ITO-Elektrode als Anode eine Spannung von 0,8 bis 5 V angelegt wurde, schrumpfte das zwischen den Elektroden vorhandene Gel. Der durch die Schrumpfung frei gewordene Raum wurde durch die gefärbte Flüssigkeit eingenommen und zeigte die Farbe der gefärbten Flüssigkeit, wenn

-25- DE 5422

- er von der Seite der lichtdurchlässigen Schutzplatte 3 betrachtet wurde.

Andererseits quoll das Gel und zeigte die ursprüngliche _K Lichtdurchlässigkeit, wenn der Schalter ausgeschaltet wurde, um die angelegte Spannung aufzuheben.

Als Ergebnis wiederholter Versuche wurde die Reproduzierbarkeit bestätigt, und folglich wurden die Sichtanzeige+ funktion und die Lichtmodulationsfunktion bestätigt.

Beispiel 7 Herstellung einer optischen Vorrichtung

Die optische Vorrichtung wurde folgendermaßen hergestellt.

Auf einem Eisbad wurden 0,75 g Acrylamid, 0,15 g Acrylsäure, 0,02 g N,N-Methylenbisacrylamid, 20 μΐ Tetramethylethy- lendiamin und 10 mg Ammoniumpersulfat in einer gefärbten

Flüssigkeit, die 50 mg Monastral Red (CI. Pigment Violet 19 : CI. 46500) enthielt, die in einer Kugelmühle in 14 ml Wasser dispergiert worden waren, gelöst. Nach einer Spülung mit Stickstoff wurde die Polymerisation bei 20 ⁰C durchgeführt. Zu dem auf diese Weise gebildeten gefärbten

Gel wurden 30 ml Wasser hinzugegeben, und die Mischung wurde in einem Emulator pulverisiert.

Dann wurde das gefärbte Gel abwechselnd mit einer 70%igen wäßrigen Acetonlösung und mit einer 50%igen wäßrigen Ace-

tonlösung gewaschen und schließlich in einer 50%igen wäßrigen Acetonlösung dispergiert, um eine Aufschlämmung herzustellen.

Eine Glasplatte (50 mm χ 60 mm), auf die ein halbdurchläs-

siger Platinfilm in Form eines Musters aufgedampft worden war, als Anode und ein Nickelblech als Kathode wurden in

-26- DE 5422

die Aufschlämmung eingetaucht, wobei der Abstand zwischen den Elektroden 0,3 mm betrug, und dazwischen wurde eine Spannung von 0,8 V angelegt, um das Gel auf der Platinelektrode abzuscheiden.

Die Glasplatten-Platinelektrode und eine Glasplatten-ITO-Elektrode, die auf der gesamten Oberfläche mit einem 200,0 nm dicken ITO-FiIm versehen worden war, wurden so angeordnet, daß sie einander gegenüberstanden, während dazwischen eine Mylar-Folie mit einer Dicke von 10 μτα als Abstandshalter eingefügt wurde. In den Zwischenraum zwischen den Elektroden wurde eine 65%ige wäßrige Acetonlösung eingefüllt.

Sichtanzeige und Lichtmodulation

Wenn bei der auf diese Weise hergestellten optischen Vorrichtung zwischen der halbdurchlässigen Platinelektrode als Kathode und der ITO-Elektrode als Anode eine Spannung von

0,8 bis 5 V angelegt wurde, quoll das zwischen den Elek-20

troden vorhandene gefärbte Gel und zeigte Lichtdurchlässigkeit.

Andererseits schrumpfte das gefärbte Gel und erhielt die

ursprüngliche Lichtundurchlässigkeit zurück, wenn der Schal-25

ter zum Aufheben der angelegten Spannung ausgeschaltet wurde.

Als Ergebnis wiederholter Versuche wurde die Reproduzierbarkeit bestätigt. Die Sichtanzeigefunktion und die Licht-

modulationsfunktion wurden bestätigt.

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Beispiel 8 Herstellung einer optischen Vorrichtung

Die optische Vorrichtung wurde folgendermaßen hergestellt.

Auf einem Eisbad wurden 0,75 g Acrylamid, 0,18 g Methacrylsäure, 0,02 g Ν,Ν-Methylenbisacrylamid, 20 μΐ Tetramethylethylendiamin und 10 mg Ammoniuitipersulf at in einer gefärb-/ ten Flüssigkeit, die 50 mg Monastral Red (CI. Pigment Violet 19 : CI. 46500) enthielt, die in einer Kugelmühle in 14 ml Wasser dispergiert worden waren, gelöst. Nach einer Spülung mit Stickstoff wurde die Polymerisation bei 20 ⁰C durchgeführt. Zu dem auf diese Weise gebildeten gefärbten

Gel wurden 30 ml Wasser hinzugegeben, und dann wurde die 15

Mischung in einem Emulator pulverisiert.

Das gefärbte Gel wurde abwechselnd mit einer 75%igen wäßrigen Acetonlösung und mit einer 45%igen wäßrigen Acetonlösung gewaschen und schließlich in einer 45%igen wäßrigen

Acetonlösung dispergiert, um eine Aufschlämmung herzustellen.

Eine Glasplatte (50 mm χ 60 mm), auf die ein halbdurchlässiger Platinfilm mit einer Dicke von 15,0 nm in Form eines

Musters aufgedampft worden war, als Anode und ein Nickelblech als Kathode wurden in die Aufschlämmung eingetaucht, wobei der Abstand zwischen den Elektroden 0,3 mm betrug, und dazwischen wurde eine Spannung von 0,8 V angelegt, um

das Gel auf der Platinelektrode abzuscheiden. 30

Die Glasplatten-Platinelektrode und eine Glasplatten-ITO-Elektrode, die auf der gesamten Oberfläche mit einem 200,0 nm dicken ITO-FiIm versehen worden war, wurden so angeordnet, daß sie einander gegenüberstanden, während dazwischen eine Mylar-Folie mit einer Dicke von 10 μπι als Abstandshalter eingefügt wurde. In den Zwischenraum zwi-

-28- DE 5422

sehen jden Elektroden wurde eine 65%ige wäßrige Acetonlösung eingefüllt.

Sichtanzeige und Lichtmodulation

Wenn in derselben Weise wie in Beispiel 7 geprüft wurde, wurden dieselben Ergebnisse wie in Beispiel 7 erhalten.

Beispiel 9 ι

Herstellung einer optischen Vorrichtung

Die optische Vorrichtung wurde folgendermaßen hergestellt.

Auf einem Eisbad wurden 0,75 g Acrylamid, 0,15 g Acrylsäu-15

re, 0,02 g Ν,Ν-Methylenbisacrylamid, 20 pl Tetramethylethylendiamin und 10 mg Ammoniumpersulfat in einer gefärbten Flüssigkeit, die 60 mg Diamantschwarz (CI. Pigment Black 1 : CI. 50440) enthielt, die in einer Kugelmühle in 14 ml

Wasser dispergiert worden waren, gelöst. Nach einer Spülung 20

mit Stickstoff wurde die Polymerisation bei 20 ^eC durchgeführt. Zu dem auf diese Weise gebildeten gefärbten Gel wurden 30 ml Wasser hinzugegeben, und dann wurde die Mischung in einem Emulator pulverisiert.

Das gefärbte Gel wurde abwechselnd mit einer 90%igen wäßrigen Methanollösung und mit einer 50%igen wäßrigen Methanollösung gewaschen und schließlich in einer 57%igen wäßrigen Methanol lösung dispergiert, um eine Aufschlämmung herzustellen.

Eine Glasplatte (50 mm χ 60 mm), auf die ein halbdurchlässiger Platinfilm mit einer Dicke von 15,0 nm in Form eines Musters aufgedampft worden war, und eine Glasplatte, auf der durch Zerstäubung eine 200,0 nm dicke ITO-Elektrode abgeschieden worden war, wurden so angeordnet, daß sie einander gegenüberstanden, während dazwischen eine Mylar-

-29- DE 5422

Folie mit einer Dicke von 20 μιη als Abstandshalter eingefügt wurde, und die Aufschlämmung wurde in den Zwischenraum zwischen den Elektroden eingefüllt.

-,. Sichtanzeige und Lichtmodulation

ο '

Wenn bei der auf diese Weise hergestellten optischen Vorrichtung zwischen der halbdurchlässigen Platinelektrode als Kathode und der ITO-Elektrode als Anode eine Spannung von _ 0,8 bis 5 V angelegt wurde, schrumpfte das zwischen den Elektroden vorhandene gefärbte Gel, und das Licht, das in das gefärbte Gel eingeleitet wurde, wurde absorbiert.

Andererseits quoll das gefärbte Gel und erhielt die ursprüngliche Lichtdurchlässigkeit zurück, wenn der Schalter 15

zum Aufheben der angelegten Spannung ausgeschaltet wurde.

Als Ergebnis wiederholter Versuche wurde die Reproduzierbarkeit bestätigt. Die Sichtanzeigefunktion und die Lichtmodulationsfunktion wurden bestätigt.

Wirkungen

Die hauptsächlichen Wirkungen der Erfindung werden nachstehend zusammengefaßt:

(1) Die Größe von Gelteilchen kann bis zu irgendeiner sehr kleinen Abmessung vermindert werden, und folglich kann ein Ausgangssignal oder ein Bild mit einem deutlichen und hohen Auflösungsvermögen hergestellt werden.

(2) Ein Gel kann leicht hergestellt werden, und eine optische Vorrichtung kann folglich leicht gefertigt werden.

(3) Es gibt keine Einschränkung für den Gesichtsfeldwinkel, und folglich ist aus jedem Winkel eine Betrachtung möglich.

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(4) Es können verschiedene färbende Pigmente verwendet werden, und folglich kann eine satte bzw. prächtige Farbanzeige erhalten werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Optische Vorrichtung, gekennzeichnet durch eine Flüssigkeitsschicht, die ein zum Absorbieren und Freisetzen einer Flüssigkeit befähigtes Polymer enthält, das durch die Wirkung eines elektrischen Feldes eine Flüssigkeit absorbiert "und freisetzt, und mindestens ein Paar Elektroden, zwischen denen die Flüssigkeitsschicht gehalten wird.

2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer dazu befähigt ist, eine Flüssigkeit beim Errichten eines elektrischen Feldes zu absorbieren und die Flüssigkeit beim Aufheben des elektrischen Feldes freizusetzen.

3. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer dazu befähigt ist, eine Flüssigkeit beim Errichten eines elektrischen Feldes freizusetzen und die Flüssigkeit beim Aufheben des elektrischen Feldes zu absorbieren.

4. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht eine gefärbte Flüssigkeit enthält.

-2- DE 5422

5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein gefärbtes Polymer ist.

6. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

_ zeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht eine Dicke von 1 bis

1000 μπι hat.

7. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden lichtdurchläs·* sig ist.

8. Optische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gefärbte Flüssigkeit ein Farbmittel und ein zum Auflösen oder Dispergieren des Farbmittels befähigtes Lösungsmittel enthält.