DE3855346T2

DE3855346T2 - Gerät zur Darstellung von Bildern

Info

Publication number: DE3855346T2
Application number: DE3855346T
Authority: DE
Inventors: Takao Eguchi; Kazuo Isaka; Shuzo Kaneko; Yutaka Kurabayashi; Akihiro Mouri; Toshikazu Ohnishi; Yomishi Toshida; Kazuo Yoshinaga
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2008-12-10
Also published as: US5059000A; DE3855346D1; EP0320011A3; EP0320011B1; EP0320011A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Darstellung von Bildern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
Bislang wurden Ausgangssignale von beweglichen Bildern eines Fernsehempfängers oder eines VTR (Videobandrecorders) oder Ausgangssignale eines Computers auf einem Monitor, beispielsweise einer CRT (Kathodenstrahlröhre) oder einem Flussigkristallpaneel vom TN (verdrehten nematischen)-Typ, angezeigt, während feine Bilder, wie beispielsweise Buchstaben oder Figuren, die von einem Wortprozessor oder einem Faxgerät abgegeben werden, auf Papier gedruckt wurden, so daß eine Hardcopy erhalten wurde.
Eine CR sieht ein schönes Bild für Signale von beweglichen Bildern vor, hat jedoch den Nachteil, daß sie durch Flimmern oder Bildränder infolge einer unzureichenden Auflösung zu einer Verschlechterung der Wahrnehmbarkeit führt.
Eine herkömmlich ausgebildete Flüssigkristallanzeige mit einem TN-Flüssigkristall bildet zwar eine dünne Vorrichtung, ist jedoch insofern mit Problemen verbunden, als daß zu ihrer Herstellung mühsame Schritte erforderlich sind, einschließlich des Schrittes der Anordnung eines Flüssigkristalls zwischen Glassubstraten, und die Bilder dunkel sind.
Des weiteren besitzen die CRT- und TN-Flüssigkristallpaneele keine stabilen Bildspeichereigenschaften, so daß es erforderlich ist, immer eine Strahlabtastung oder das Anlegen von Bildpunktspannungen durchzuführen, selbst wenn Signale von Standbildern abgegeben werden sollen, wie vorstehend beschrieben.
Ein Hardcopybild auf Papier kann zwar als stabiles Speicherbild erhalten werden; ein häufiger Gebrauch ist jedoch mit der Notwendigkeit eines großen Ablageraumes verbunden. Ferner kann der durch eine große Abfallmenge verursachte Resourcenverlust nicht ignoriert werden.
Die US-PS 47 34 359 beschreibt eine Anzeigevorrichtung, bei der ein spezifisches Medium, das einen Übergang von einem transparenten Zustand in einen opaken Zustand bewirkt, zur Anzeige verwendet wird. Die mit dieser Vorrichtung erhaltenen Bilder besitzen jedoch nicht unbedingt einen hohen Kontrast oder sind nicht klar.
Ein Gerät zur Darstellung von Bildern gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 7 ist aus der EP-A-0 141 512 bekannt. Dieses bekannte Gerät kann einen Streuhintergrund aufweisen, der farbige Reflektoren umfassen kann, so daß farbige reflektierende Anzeigen erzeugt werden können.
Der farbige Reflektoren umfassende und hinter der Bilderzeugungsschicht angeordnete Streuhintergrund bildet ein Farbfilter.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, das bekannte Gerät zur Darstellung von Bildern derart zu verbessern, daß das verbesserte Gerät für eine Darstellung mit erhöhtem Kontrast sorgt.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch die Geräte gemäß den Patentansprüchen 1 und 7 erreicht.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch das Studium der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen augenscheinlicher. In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Figur 1 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur und der Durchlässigkeit (Streuintensität) zeigt;
die Figuren 2A und 2B ein Gerät zur Darstellung von Bildern gemäß einer ersten Ausführungsform;
die Figuren 3A, 3B, 4A, 4B und 5 Bilderzeugungsmedien einschließlich eines Farbfilters, das bei der Erfindung verwendbar ist;
Figur 6 eine Teilschnittansicht eines Anzeigeteiles;
Figur 7 ein Gerät zur Darstellung von Bildern gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Figur 8 eine Teilschnittansicht, die ein Bilderzeugungsmedium und ein Farbfilter zeigt;
Figur 9 eine entsprechende Teilvorderansicht;
die Figuren 10A bis 10C Ansichten zur Verdeutlichung eines Ausrichtungsdetektionsverfahrens;
die Figuren 11A und 11B eine Seitenansicht und eine Vorderansicht zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Gerätes zur Darstellung von Bildern;
die Figuren 12A und 12B Ansichten zur Verdeutlichung eines Ausrichtungsdetektionsverfahrens;
Figur 13 eine Darstellung eines Gerätes zur Darstellung eines Projektionsbildes, und
die Figuren 14 bis 16 schematische Schnittansichten eines Bilderzeugungsmediums, das ein Keimbildungsmittel enthält.
Eine Bilderzeugungsschicht eines Gerätes zur Darstellung von Bildern gemäß der vorliegenden Erfindung kann in geeigneter Weise ein Polymer, insbesondere ein Flüssigkristall aus einem thermotropen Polymer umfassen. Beispiele hiervon sind ein Seitenkettenpolymer-Flüssigkristall, das eine Hauptkette eines Methacrylsäure polymers, eines Siloxanpolymers etc. und eine Mesogen- Einheit oder eine Flüssigkristalleinheit mit niedrigem Molekulargewicht in Seitenketten in der Form von hängenden Elementen umfaßt, ferner ein Hauptkettentyp, der eine Mesogen-Einheit in seiner Hauptkette enthält, wie beispielsweise Substanzen vom Polyester-Typ oder Polyamid- Typ, wie sie für hochfeste hitzebeständige Fasern oder Harze mit hohem Elastizitätsmodul verwendet werden.
Dieses Polymer-Flüssigkristall kann eine smektische Phase, nematische Phase, cholesterische Phase oder eine andere Phase annehmen oder kann als diskotisches Flüssigkristall ausgebildet sein.
Eine weitere Klasse von Polymer-Flüssigkristallen, die in geeigneter Weise erfindungsgemäß verwendet werden können, kann ein Polymer-Flüssigkristall aufweisen, das durch Einführung eines asymmetrischen Kohlenstoffatoms zur Ausbildung einer SmC* (chiral smektischen C)-Phase Ferroelektrizität zeigt.
Nachfolgend sind spezifische Beispiele des erfindungsgemäß verwendeten Polymer-Flüssigkristalls aufgeführt. Natürlich können auch andere Polymer-Flüssigkristalle erfindungsgemäß eingesetzt werden.
Glas 75ºC Flüssigkristallphase (N) 110ºC Iso. N: Nematische Phase Glas 47ºC Flüssigkristallphase (N) 77ºC Iso. Glas 50ºC Flüssigkristallphase (Sm) 100ºC Iso. Sm: Smektische Phase. Glas 140ºC Flüssigkristallphase (Sm) 196ºC Iso.
Die vorstehend wiedergegebenen Polymer-Flüssigkristalle können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Um eine Schicht herzustellen, kann ein Polymer-Flüssigkristall in einem Lösungsmittel gelöst werden, um eine Lösung zur Aufbringung herzustellen. Beispiele des zu diesem Zweck verwendeten Lösungsmittels sind: Dichlorethan, Dimethylformamid (DMF), Cyclohexan, Tetrahydrofuran (THF), Aceton, Ethanol und andere polare oder nicht-polare Lösungsmittel sowie Gemische hiervon. Es versteht sich, daß diese Lösungsmittel im Hinblick auf solche Faktoren, wie Auflösungsvermögen des verwendeten Polymer-Flüssigkristalls und Material des Substrates oder der hierauf auszubildenden Oberflächenschicht bzw. von dessen Benetzbarkeit, ausgewählt werden können.
Eine Ausführungsform eines Bilderzeugungsmediums, das eine Bilderzeugungsschicht aus einem Polymer-Flüssigkristall umfaßt, sowie dessen Funktionsweise werden nunmehr auf der Basis eines speziellen Ausführungsbeispiels, bei dem ein Polymer-Flüssigkristall der vorstehend wiedergegebenen Formel (I) verwendet wurde, beschrieben.
Das vorstehend wiedergegebene Polymer-Flüssigkristall wurde in Dichlorethan mit einer Konzentration von 20 Gew.% gelöst, und die Lösung wurde mit einem Applikator auf ein mit Alkohol gewaschenes transparentes Polyester-Substrat aufgebracht. Danach ließ man die Lösung 10 Minuten lang bei 95ºC stehen, um einen weißen Streufilm mit einer Dicke von 10 µm oder geringfügig mehr auszubilden.
Die auf diese Weise erhaltene weiße Folie wurde durch einen Thermokopf in ein Muster von Buchstaben oder Zahlen abgetastet, und es wurde ein dem abgetasteten Muster entsprechendes weißes Muster fixiert. Durch das Aufbringen der Folie auf eine Unterlage mit einer optischen Dichte von 1,2 wurde ein klares schwarzes Display gegen den weißen Hintergrund erhalten.
Dann wurde der gesamte Bereich der Folie mit dem vorstehend erwähnten Muster auf etwa 120ºC erhitzt und dann über einige Sekunden auf etwa 90ºC erhitzt, wodurch der ursprüngliche weiße Streuzustand auf dem gesamten Bereich wiederhergestellt und stabil aufrechterhalten wurde wie er war, selbst beim Abkühlen auf Raumtemperatur, so daß eine zusätzliche Aufzeichnung und Anzeige möglich waren.
Die vorstehend aufgeführte Reihe von Phänomenen kann aufgrund der Tatsache gesteuert werden, daß das vorstehend erwähnte Polymer-Flüssigkristall mindestens drei Zustände einnehmen kann, die einen Filmzustand unterhalb des Glasübergangspunktes, in dem das Flüssigkristall einen stabilen Speicherzustand aufrechterhält, einen Flüssigkristallzustand, in dem es in einen optischen Streuzustand oder opaken Zustand überführt werden kann, und einen isotropen Filmzustand bei höherer Temperatur, in dem es eine isotrope molekulare Ausrichtung besitzt, umfassen.
Es wird nunmehr der Hauptprozeß zur Bilderzeugung unter Verwendung einer Polymer-Flüssigkristallschicht auf einem transparenten Substrat in Verbindung mit Figur 1 beschrieben. Figur 1 zeigt Änderungen des Reflektionsvermögens oder der Streuintensität einer Polymer-Flüssigkristallschicht in Abhängigkeit von der Temperatur.
Wie in Figur 1 dargestellt, entspricht der vorstehend erwähnte Streuzustand einem Zustand . Wenn die Polymerflüssigkristallschicht im Zustand durch eine Heizeinrichtung, beispielsweise einen Thermokopf oder Laserlicht, bis auf eine Temperatur über T&sub2; (Tiso = Übergangstemperatur in den isotropen Zustand) entlang einer durch gekennzeichneten Linie erhitzt und dann rasch abgekühlt wird, wird ein durch gekennzeichneter lichtdurchlässiger Zustand entsprechend dem isotropen Zustand fixiert. Mit "rascher Abkühlung" ist hier eine Abkühlung mit einer Rate gemeint, die ausreichend groß ist, um den Zustand vor dem Abkühlen ohne wesentliches Wachstum eines Zwischenzustandes, wie einer Flüssigkristallphase bei niedrigerer Temperatur, zu fixieren. Solch ein rascher Abkühlzustand kann ohne eine spezielle Kühleinrichtung realisiert werden, indem man das Aufzeichnungsmedium in Luft stehen läßt, um eine natürliche Abkühlung zu erreichen. Der auf diese Weise fixierte isotrope Zustand ist bei einer Temperatur unter T&sub1; (Tg:Glasübergangspunkt), wie beispielsweise Raumtemperatur oder natürlicher Temperatur, beständig und wird in beständiger Weise als Bildspeicher verwendet.
Wenn die auf über T&sub2; erhitzte Polymer-Flüssigkristallschicht über eine Zeitdauer von beispielsweise 1 sec bis einigen sec auf einer Flüssigkristalltemperatur zwischen T&sub1; und T&sub2; gehalten wird, wird die Streuintensität der Polymer-Flüssigkristallschicht während der Halteperiode erhöht, wie durch die Kurve angedeutet ist, um zum ursprünglichen Streuzustand bei Raumtemperatur zurückzukehren. Der resultierende Zustand wird bei einer Temperatur unter T&sub1; stabil aufrechterhalten.
Wenn die Polymer-Flüssigkristallschicht abgekühlt wird, wobei eine Flüssigkristalltemperatur zwischen T&sub1;-T&sub2; über eine Zeitdauer von beispielsweise etwa 10 msec bis 1 sec zugrundegelegt wird, wie durch die Kurven angedeutet ist, wird bei Raumtemperatur ein Zwischendurchlässigkeitszustand erhalten und somit eine Gradation erreicht.
Somit kann bei dieser Ausführungsform die entstandende Transmitanz oder Streuintensität gesteuert werden, indem die Halteperiode auf einer Flüssigkristalltemperatur nach dem Erhitzen in einen isotropen Zustand und bis zum Abkühlen auf Raumtemperatur gesteuert wird. Der resultierende Zustand kann stabil unter T&sub1; gehalten werden. Die Geschwindigkeit zur Wiederherstellung des ursprünglichen Streuzustandes ist bei einer Temperatur näher an T&sub2; im Flüssigkristalltemperaturbereich größer. Wenn das Medium auf einer Temperatur innerhalb des Flüssigkristalltemperaturbereiches über eine relativ lange Periode gehalten wird, kann der Streuzustand wiederhergestellt werden, ohne einmal die isotrope Phase erhitzen zu müssen, oder unabhängig vom vorhergehenden Zustand.
Ein schöneres Bild kann erhalten werden, indem ein Faktor zum Intensivieren des vorstehend erwähnten Streuzustandes hinzugefügt wird. Zu diesem Zweck wird bevorzugt, einen stabileren optischen Streufilm zu erzeugen, indem das Polymer-Flüssigkristall im Verdampfungszustand eines Lösungsmittels, wie beispielsweise von Dichlorethan, DMF (Dimethylformamid) oder Cyclohexan auf einer Flüssigkristalltemperatur (75ºC-110ºC) gehalten wird, nachdem es im Lösungsmittel gelöst und auf ein Substrat aufgebracht wurde oder nach der Verdampfung. Ein optimaler Zustand für eine derartige Filmerzeugung besteht darin, daß das Polymer-Flüssigkristall in einem solchen Anteil einem Lösungsmittel zugesetzt wird, daß nach der Zugabe und Rühren eine klare oder viskose Lösung erhalten wird. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem das Polymer-Flüssigkristall der vorstehend wiedergegebenen Formel allein in Dichlorethan gelöst wird, ein weißer trüber Micell-Zustand bei einer Konzentration von 10 Gew.% erzeugt. Bei einer relativ hohen Konzentration in einem Bereich von 15-25 Gew.% wird jedoch auf stabile Weise eine transparente viskose Lösung erzeugt. Diese Tendenz ist auch bei einigen anderen Arten von Polymer-Flüssigkristallen und Kombinationen mit anderen Lösungsmitteln zu beobachten. Wenn eine derartige transparente viskose Lösung mit Hilfe eines Applikators, eines Drahtstabes, durch Eintauchen etc. auf ein gut gewaschenes Substrat, wie Glas oder Polyester, aufgebracht und dann auf der vorstehend erwähnten Flüssigkristalltemperatur gehalten wird, kann ein optischer Streufilm mit einer höheren Gleichmäßigkeit erhalten werden als in dem Fall, in dem eine Lösung im Micell-Zustand in entsprechender Weise zur Filmerzeugung aufgebracht wird.
In diesem Fall wird die Oberfläche des Substrates sorgfältig ohne Orientierung oder unter Mischen in mehrere Richtungen mit Ethylalkohol etc. gereinigt.
Das Lösungsmittel für das Polymer-Flüssigkristall kann ein Gemisch von mehreren Lösungsmitteln sein. Ferner ist es auch möglich, dem Polymer-Flüssigkristall ein Additiv, beispielsweise ein Farbmittel, in einer Menge zuzusetzen, die die Beschichtung nicht in nachteiliger Weise beeinflußt.
Um das Anhaften von Staub oder das Aufladen der Stützfläche des Substrates oder der Vorderfläche des Polymer- Flüssigkristalls zu verhindern, ist es möglich, eine Behandlung durchzuführen, um die Stützfläche oder Vorderfläche schwach elektrisch leitend zu machen.
Figur 2A zeigt ein Gerät zur Darstellung von Bildern gemäß der ersten Ausführungsform Wie in Figur 2A gezeigt, umfaßt das Gerät ein Bilderzeugungsmedium oder ein Bildträgerelement 10 in der Form eines Endlosbandes, das einen Anzeigeteil 20 bilden kann, einen Thermokopf (Multikopf) 11, der eine Schreibeinrichtung bildet, ein Farbfilter 12 als Stützelement, eine planare Heizeinrichtung 13, eine Halogenrolle 21 mit einer Halogenlampe 14 und einer Rolle 15, einen Temperatursensor 16 und eine Antriebsrolle 17.
Figur 2B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen anderen Aufbau um einen Thermokopf herum zeigt, wobei ein Thermokopf (serieller Kopf) 18 zusammen mit einer Platte 19 verwendet wird.
Wie in Figur 2A gezeigt, wird zum Schreiben eines Bildes die Antriebsrolle 17 in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung angetrieben und der Thermokopf (Multikopf) 11 mit Bildsignalen, d.h. Faxsignalen von einem anderen Faxgerät, versorgt, um bildweise einen Abschnitt des Bilderzeugungsmediums 10 zu erhitzen, so daß ein transparentes Musterbild erzeugt wird. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis ein transparentes Muster in einer Größe von beispielsweise A4 erzeugt worden ist. Dann wird das Bilderzeugungsmedium 10 am Anzeigeteil 20 gestoppt, wo ein klares Farbbild in der Farbe des Farbfilters 12 einer chromatischen Farbe oder von Schwarz vor einem weißen Hintergrund ausgebildet wird.
Dann wird nach der gewünschten Anzeige des Bildes ein Löschvorgang desselben durchgeführt, indem die Antriebsrolle 17 wieder in Richtung des Pfeiles gedreht und das Bilderzeugungsmedium 10 mit Hilfe einer Löscheinrichtung, die die Halogenrolle 21 (einschließlich der Halogenlampe 14 und der Rolle 15) und die planare Heizeinrichtung 13 umfaßt, gleichmäßig erhitzt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Temperatur der Halogenrolle 21 und der planaren Heizeinrichtung 13 auf der Basis der detektierten Ausgangssignale des Temperatursensors 16 gesteuert. Bei diesem Löschvorgang wird das Bilderzeugungsmedium 10 in Bandform derart beobachtet, daß der durch die Halogenrolle 21 erhitzte Abschnitt desselben nahezu völlig transparent wird und dann vollständig in einen weißen Streuzustand überführt wird, während es die planare Heizeinrichtung 13 passiert. Durch diesen Vorgang wird das angezeigte Bild vollständig gelöscht und der ursprüngliche weiße Streuzustand wiederhergestellt.
Es werden nunmehr weitere Merkmale der Ausführungsform der Figuren 2A und 2B in Verbindung mit den Ausführungsformen gemäß den Figuren 6 bis 10 beschrieben.
Bei der Vorrichtung kann die Polymer-Flüssigkristallschicht, die das Bilderzeugungsmedium 10 bildet, vom Thermokopf 13 für eine wiederholte Bilderzeugung direkt abgerieben oder abgetastet werden, da das Polymer-Flüssigkristall eine ausreichende Hitzebeständigkeit und Filmfestigkeit besitzt. Falls gewünscht, ist es möglich, eine Schutzschicht, beispielsweise aus Polyimid oder Aramid, beispielsweise durch Laminieren auf der Oberfläche vorzusehen.
Wie in Figur 28 gezeigt, kann ein üblicher serieller Thermokopf 18 in Kombination mit einer Platte 19 anstelle des Multithermokopfes 11 verwendet werden, wobei er quer zur Bewegungsrichtung des Bilderzeugungsmediums 10 bewegt wird, um eine serielle Abtastung zu bewirken.
Des weiteren ist es möglicht, eine abgestufte Anzeige vorzusehen, indem die Intensität oder Dauer eines an die entsprechenden Punkte des Thermokopfes 11 angelegten Spannungsimpulses verändert wird.
Das Farbfilter 12 kann beispielsweise ein Farbmuster eines Mosaiks, von Streifen etc. besitzen, einschließlich einer Kombination aus Blau (B), Grün (G), Rot (R) und Schwarz (BL) oder Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (BL). Das Filter 12 kann eine laminare Struktur aufweisen und eine Farbfilterschicht 42 sowie ein Substrat 43 umfassen, wie in den Figuren 3, 4 und 5 gezeigt, und für die Bilderzeugung verwendet werden, indem ein Halbleiterlaserstrahl 45 eingesetzt wird, wie in den Figuren 3, 4 und 5 gezeigt. Das Bilderzeugungsmedium, das die Polymer-Flüssigkristallbilderzeugungsschicht 41 umfaßt, ist in einem vom Farbfilter 12 überlagerten Zustand gezeigt.
Das vorstehend beschriebene Farbfiltermuster kann in einer geeigneten Dicke mit einer Dichte von 12 oder mehr Linien pro mm einschließlich der entsprechenden Farben durch einen herkömmlichen Druckvorgang, beispielsweise Punktdrucken, geformt sein. Das Farbfiltermuster kann direkt auf das Substrat aufgebracht oder als Film auf das Substrat gedruckt werden.
Es wird nunmehr ein Verfahren zur Farbbilderzeugung in Verbindung mit Figur 38 beschrieben, wobei ein Farbmuster aus B-, G-, R- und EL-Streifen als Farbfilterschicht 42 verwendet wird.
Wenn, wie vorstehend erläutert, eine Polymer-Flüssigkristallschicht im Weißstreuzustand auf dem Farbfilter muster angeordnet wird, wird die Gesamtfläche des Bilderzeugungsmediums als im wesentlichen Weiß wahrgenommen. Wenn dann nur ein Abschnitt, der beispielsweise "G" entspricht, durch eine Heizeinrichtung, beispielsweise einen Thermokopf, auf eine Temperatur erhitzt wird, die zu einer isotropen Phase oder darüber führt, wird nach Entfernung der Heizeinrichtung der Teil der Polymer-Flüssigkristallschicht 41 über dem G-Abschnitt im transparenten Zustand fixiert, und der andere nicht erhitzte Abschnitt bleibt weiß, so daß von der Seite der Polymer-Flüssigkristallschicht 41 ein grünes Bild vor einem weißen Hintergrund wahrgenommen wird. Wenn die Polymer-Flüssigkristallschicht in einem Abschnitt erhitzt wird, der nur R oder B entspricht, wird ein rotes oder blaues Bild vor dem weißen Hintergrund wahrgenommen. Wenn Abschnitte der Polymer- Flüssigkristallschicht, die R und G, G und B, B und R oder R, G und B entsprechen, erhitzt werden, wird ein Farbgemisch dieser Primärfarben wahrgenommen. Es ist möglich, ein Streifenmuster von BL vorzusehen, um eine dicke schwarze Farbe zu erzeugen.
Figur 4A zeigt eine weitere Ausführungsform der laminaren Struktur des Bilderzeugungsmediums, und Figur 4B zeigt einen Zustand nach der Bilderzeugung.
Wie in Figur 4B gezeigt, werden Abschnitte einer Polymer- Flüssigkristallschicht 41, die nur Grün (G)-Filterpunkten entsprechen, wobei zwei Punkte voneinander entfernt sind, durch Hitze abgetastet, d.h. über einen Thermokopf, um in einen transparenten Zustand überführt zu werden. Dann wird durch Anwendung einer herkömmlichen Overheadprojektion das Bilderzeugungsmedium von der Seite des Substrates 43 (Figur 4B) oder von der Seite der Polymer- Flüssigkristallschicht 41 beleuchtet, um durch Transmittanz (Figur 48) oder Reflektion auf einen Schirm projiziert zu werden. Als Ergebnis wird ein grünes Bild entsprechend dem abgetasteten Abschnitt projiziert, während der andere Abschnitt im wesentlichen schwarz gelassen wird. Sämtliche Abschnitte, die B, G und R der Polymer-Flüssigkristallschicht entsprechen, werden in einen transparenten Zustand erhitzt und auf einen Schirm projiziert, wobei ein im wesentlichen weißes Projektionsbild erzeugt wird.
Das bei dieser Ausführungsform auf diese Weise erhaltene Bild ist grundsätzlich ein negatives Bild mit hohem Kontrast. Eine Kombination von verschiedenen Farben ist möglich. Wenn ein Thermokopf durch Steuern der Größe und/oder Dauer von Impulsspannungen verwendet wird, kann im Prinzip ein Vollfarbbild erhalten werden.
Das in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltene Bild besitzt eine gute Wahrnehmbarkeit bei direkter Beobachtung mit durchgelassenem Licht, wenn von hinten einfallendes Licht einer Fluoreszenzlampe, eines EL (Elektrolumineszenz)-Paneels etc. hinter dem Bilderzeugungsmedium angeordnet wird.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Bilderzeugungsmediums und des Farbfilters 12. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der der Figuren 3A, 3B dadurch, daß von einer laserabsorptiven Wärmeerzeugung Gebrauch gemacht wird, so daß die Polymer-Flüssigkristallschicht 41 eine Absorptionsempfindlichkeit gegenüber einem Halbleiterlaserstrahl 45 zeigt und bei Bestrahlung mit dem Laserstrahl Wärme erzeugt. Darüber hinaus finden ein Substrat 43 und eine Farbfilterschicht 42 Verwendung, die gegenüber dem verwendeten Laserstrahl transparent sind.
Bei der in Figur 5 gezeigten speziellen Ausführungsform enthält die Polymer-Flüssigkristallschicht 41 geringe Mengen eines laserabsorbierenden Farbstoffs, der einen Absorptionspeak von etwa 750 nm für B zeigt (beispielsweise IR-750, erhältlich von der Firma Nippon Kayaku K.K.), eines Farbstoffs, der einen Absorptionspeak von etwa 820 nm für G zeigt (d.h. IR-120 dito) und eines Farbstoffs, der einen Absorptionspeak von etwa 780 nm aufweist (d.h. CY-9, dito). Alternativ dazu ist es möglich, beispielsweise durch Drucken, eine Zwischenmusterschicht (nicht gezeigt) vorzusehen, die Muster bildet, die wahlweise einen der vorstehend genannten Farbstoffe entsprechend den Mustern von B, G und R enthalten.
Des weiteren werden Laserstrahlen mit Emissionspeaks von etwa 750 nm, 820 nm und 780 nm zum Abtasten verwendet, während sie so moduliert werden, daß sie der Auswahl von B, G und R entsprechen, wodurch die entsprechenden Teile der Polymer-Flüssigkristallschicht erhitzt werden, um in einen transparenten Zustand überführt zu werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform finden laserabsorptive Farbstoffe Verwendung, die den jeweiligen Farben entsprechen. Es ist jedoch auch möglich, eine Polymer-Flüssigkristallschicht einzusetzen, die eine Art eines laserabsorptiven Farbstoffs enthält, wie sie beispielsweise durch die nachfolgende Formel wiedergegeben ist:
in Kombination mit einem Laserstrahl, der einen Emissionspeak von etwa 830 nm entsprechend dem vorstehend genannten Farbstoff besitzt, während die Abtastung mit dem Laserstrahl entsprechend den Einheitsmustern der Farbfilterschicht 42 genau gesteuert wird.
Wenn eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex zwischen der Bilderzeugungsschicht 41 mit hohem Brechungsindex und dem Farbfilter der Ausführungsform gemäß den Figuren 3A und 3B angeordnet ist, wird an der Grenzfläche ein erhöhter Reflektionsgrad zur Bilderzeugungsschicht 41 mit hohem Brechungsindex erzielt. Folglich sinkt die Menge der vom Farbfilter absorbierten Lichtstrahlen, und der Kontrast des Bildes wird erhöht.
Die vorstehend erwähnte Schicht mit niedrigem Brechungsindex (die einen niedrigeren Brechungsindex als die Bilderzeugungsschicht besitzt) kann am wünschenswertesten eine Luftschicht sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Gerätes zur Darstellung von Bildern sind die Bilderzeugungsschicht und das die Unterlage bildende Farbfilter so angeordnet, daß dazwischen ein Raum gebildet wird, der als vorstehend erwähnte Schicht mit niedrigem Brechungsindex wirkt. Mit anderen Worten, es wird ein verbesserter Effekt erreicht, indem eine solche Relativlage zwischen der Bilderzeugungsschicht und dem Farbfilter vorgesehen wird, daß eine Grenzfläche gebildet wird, die das auf die Bilderzeugungsschicht auftreffende Licht reflektiert. Beispielsweise können die Bilderzeugungsschicht und das Farbfilter separat in ein in Figur 7 gezeigtes Gerät zur Darstellung von Bildern eingebaut werden. Dieses Gerät umfaßt das Bilderzeugungsmedium 10 in der Form eines Bandes, das den Anzeigeteil 20 bilden kann, den Thermokopf 11, das Farbfilter 12 als Unterlage, die Heizeinrichtung 13 zum Löschen, die Halogenlampe 14,d ie Antriebsrollen 15 und 17, den Temperatursensor 16, die Platte 19 und eine Beleuchtungslampe 29. Figur 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Anzeigeteiles 20.
Die vorstehend erwähnte Schicht mit niedrigem Brechungsindex wird durch einen Luftspalt zwischen dem Bilderzeugungsmedium 10 und dem optisch absorbierenden Farbfilterelement 12 gebildet.
Es wird somit ein Gerät zur Darstellung von Bildern vorgesehen, mit dem eine Abweichung in der Farbanzeige vermieden wird und das eine Einrichtung zum gesteuerten Bewegen der Bilderzeugungsschicht und des Farbfilters relativ zueinander aufweist.
Die Figuren 8 und 9 zeigen die Funktionsweise einer derartigen Ausführungsform Genauer gesagt, Figur 8 ist eine Teilschnittansicht, die das Bilderzeugungsmedium 10 in der Form eines Bandes, das ein transparentes Substrat 44 und die Polymer-Flüssigkristallbilderzeugungsschicht 41 umfaßt, und das Farbfilter 12 zeigt, das eine Schicht (102) von Farbelementen aufweist und als Substrat 103 ausgebildet ist. Figur 9 ist eine Vorderansicht, die die Relativlage zwischen dem Bilderzeugungsband 10 und der Farbschicht 102 zeigt.
Das Bildschreiben wird nunmehr in Verbindung mit den Figuren 7 bis 9 erläutert. Um einen Teil von Grün (G)-Elementen und einen Teil von Schwarz (BL)-Elementen zu zeigen, wird das Eilderzeugungsmedium 10 bewegt und der Thermokopf 11 erregt, um ein transparentes Muster zu erzeugen und zu fixieren, das dem Teil der G-Elemente und B-Elemente der Farbschicht 102 entspricht. Dann wird das Bilderzeugungsband 10 in die Anzeigeposition 20 bewegt und gestoppt, wenn das in der vorstehend beschriebenen Weise fixierte transparente Muster zu dem gewünschten Farbmuster ausgerichtet ist. Dann wird die vor der Anzeigeposition 20 angeordnete Beleuchtungslampe 29 eingeschaltet, so daß ein Grün- und Schwarz-Bild deutlich wahrgenommen wird.
Wenn Teile der Polymer-Flüssigkristallschicht 41 verwendet werden, die R und B entsprechen, wird in entsprechender Weise ein Farbgemisch dieser Primärfarben an den Anzeigestellen wahrgenommen.
Es wird nunmehr ein Verfahren zur besseren Ausrichtung zwischen dem vorgeformten transparenten Muster und den entsprechenden Farben des Farbmusters in Verbindung mit den Figuren 10A bis 10C erläutert. Bei dieser Ausführungsform ist ein Fotokoppler am Farbfilter 12 vorgesehen, um das vorgerormte transparente Muster des Bilderzeugungsmediums und das Farbmuster der Farbschicht 102 auszurichten. Zu diesem Zweck wird, wie in Figur 10A gezeigt, ein Einschnitt 162 an einem Teil einer vorderen Blau (B)- Mustereinheit des Farbfilters 12 erzeugt, und ein Fotokoppler 161 wird am Einschnitt 162 angeordnet, so daß sein Fotoemissionselement 163 und sein Fotoempfangselement 164 einander gegenüberliegen. Figur 10B zeigt eine Seitenansicht dieses Zustands. Ein transparenter Teil 165 wird entsprechend einem Blau (B)-Filterelement unmittelbar nach Beginn des Bildschreibens während dessen Bewegung auf dem Bilderzeugungsmedium 10 ausgebildet. Danach wird ein gewünschtes transparentes Bildmuster vom Thermokopf 11 geschrieben und in die Anzeigeposition 20 bewegt. Wenn der entsprechend dem vorderen Blau (B) ausgebildete transparente Teil an der Stelle des vorstehend erwähnten Fotokopplers ankommt, wird eine maximale Menge von vom Emissionselement 163 abgegebenen Lichtstrahlen vom Empfangselement 164 detektiert, und die Information wird zu einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) für das Bilderzeugungsmedium 10 zurückgeführt, so daß das Bilderzeugungsmedium 10 in der vorgeschriebenen Position gestoppt wird.
Gemäß dieser Ausführungsform wird eine wirksame Ausrichtung erreicht, indem nur der Schreibabstand für die entsprechenden Farben gesteuert wird, wenn das Bilderzeugungsmedium genau mit einer konstanten Geschwindigkeit während der Ausbildung eines transparenten Musters gemäß den vorgegebenen Bildsignalen angetrieben wird. Diese Ausführungsform sorgt für eine größere Flexibilität bei der Auswahl einer Bilderzeugungsposition im Vergleich mit einem Fall, bei dem ein Farbmuster zur Ausrichtung direkt am Bilderzeugungsmedium 10 vorgesehen wird.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Oberfläche (auf der Farbmusterseite) des Bilderzeugungsmediums oder die Oberfläche des Farbfilters eine geeignete Rauhigkeit besitzt, wird der Weißheitsgrad eines nicht geschriebenen Abschnittes selbst bei Kontakt miteinander intensiviert.
Die Figuren 11A und 11B zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Figur 11A eine schematische Seitenansicht eines Gerätes zur Darstellung von Farbbildern ist und Figur lib eine perspektivische Darstellung hiervon zeigt. Bei dieser Ausführungsform umfaßt ein Bilderzeugungsmedium 170 eine Polymer-Flüssigkristallschicht 178. Ein transparentes Substrat 179 ist zusammen mit einem Träger 176a fixiert, während ein Thermokopf 171 als Bildschreibeinrichtung und eine Heizeinrichtung 172 als Bildlöscheinrichtung mit Halogenlampen 180a und 180b bewegt werden.
Es wird hiernach eine Ausführungsform der Bilderzeugungssequenz erläutert.
(1) Der Thermokopf 171 wird in seine Ausgangsposition zurückgeführt.
(2) Der Thermokopf 171 wird in Richtung eines Pfeiles entlang dem Träger 176a angetrieben, um ein transparentes Muster auf dem Bilderzeugungsmedium 170 auszubilden.
(3) Ein unterstützendes Farbfilter 173 wird in die Nachbarschaft oder in Kontakt mit dem Bilderzeugungsmedium 170, das das transparente Muster aufweist, durch eine Preßeinrichtung 174 gebracht.
(4) Das Farbfilter 173 wird durch Einsatz einer Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) hierfür und eines hiernach beschriebenen Positionsausrichtungsdetektionsverfahrens in Vertikalrichtung und/oder in seitlicher Richtung fein eingestellt, so daß das Farbfilter und das transparente Muster zueinander ausgerichtet sind.
(5) Eine Beleuchtungslampe 175 wird eingeschaltet, um eine gewünschte Farbbildanzeige zu erhalten.
Als nächstes wird eine Ausführungsform einer Bildlöschsequenz beschrieben.
(6) Die Beleuchtungslampe 175 wird abgeschaltet.
(7) Das Farbfilter (173) wird vom 170 weggeführt.
(8) Eine Halogenlampe 180b in der Heizeinrichtung 172 zum Löschen des Bildes wird eingeschaltet, und die Heizeinrichtung 172 wird langsam entlang einem Träger 176b in Richtung des Pfeiles in Kontakt mit der Seite des transparenten Substrates 179 des Bilderzeugungsmediums 170 bewegt, so daß das Bilderzeugungsmedium eine Temperatur über Tiso (T&sub2;) in der Nachbarschaft der Halogenlampe 180b und eine Flüssigkristalltemperatur des verwendeten Polymer-Flüssigkristalls in den anderen Hauptteilen, die der Heizeinrichtung 172 gegenüberliegen, erhält, wobei eine Temperaturdetektionseinrichtung (nicht gezeigt) Verwendung findet.
Die Heizeinrichtung 172 zum Löschen des Bildes umfaßt als Löscheinrichtung zwei Halogenlampen 180a und 180b, von denen die verbleibende Lampe 180a eingeschaltet wird, wenn die Heizeinrichtung 172 zur nachfolgenden Bildlöschung nach oben bewegt wird.
Es wird nunmehr eine Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Ausrichtungsdetektionsverfahrens in Verbindung mit den Figuren 12A und 12B beschrieben.
Bei der in Figur 12A dargestellten Ausführungsform wird das die Streifen aus B, G, R und Bl aufweisende Farbfilter 173 verwendet. Schnitte 181 werden an vier Teilen desselben erzeugt, wo kleine Lichtemissionselemente 18, wie beispielsweise LEDs oder Laserdioden, unter guter Genauigkeit zusammen mit Linsen etc. angeordnet werden, wie gewünscht. Das Bilderzeugungsmedium 170 wird an vier Teilen an der Seite des transparenten Substrates 179 entsprechend den vorstehend erwähnten vier Lichtemissionselementen 182 mit Lichtempfangselementen 183 versehen.
Bei der Bilderzeugung wird der Punktantrieb des Thermokopfes 171 betätigt, um transparente Teile an vier Teilen der Bilderzeugungsschicht 178 entsprechend den Positionen der Lichtempfangselemente auf dem Substrat 179 auszubilden. Es wird bevorzugt, daß die transparenten Teile zur Ausrichtung außerhalb eines vorgegebenen Anzeigebereiches ausgebildet werden.
Dann wird das Farbfilter 173 in der Nachbarschaft oder in Kontakt mit dem Bilderzeugungsmedium 170 angeordnet, in der vorstehend beschriebenen Weise relativ zu diesem fein bewegt und dann an einer Stelle gestoppt, an der die von den Empfangselementen 183 an den vier Teilen empfangenen Lichtmengen jeweils ein Maximum bilden.
Auch bei dieser Ausführungsform kann das Farbfilter 173 das Bilderzeugungsmedium im wesentlichen kontaktieren, wenn es eine geeignete rauhe Oberfläche besitzt. Wenn ein kleiner Spalt dazwischen vorgesehen und die Beleuchtungslampe 175 so angeordnet ist, daß ein geringer Teil des Beleuchtungslichtes in den Spalt eindringt, wird der Weißstreueffekt offensichtlich verbessert.
Figur 13 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsanzeigevorrichtung. Die in Figur 13 gezeigte Ausführungsform umfaßt ein bandähnliches Bilderzeugungsmedium 10, das aus einer Bilderzeugungsschicht allein besteht, und ein separates Farbfilter 12.
Das Farbfilter 12 besitzt ein Farbfiltermuster von R, G und B, um in Kombination mit einem auf dem Bilderzeugungsmedium 10 ausgebildeten transparenten Muster ein Farbbild vorzusehen, wobei das Farbbild zur Anzeige projiziert wird. Genauer gesagt, ein transparentes Muster wird auf dem Bilderzeugungsmedium durch Verwendung eines Thermokopfes 72 ausgebildet und zur Rückseite des Farbfilters 12 bewegt. Mit Hilfe eines optischen Projektionssystems, das eine Linse 75 und eine Lichtquelle 76 umfaßt, wird ein Farbbild auf einen Schirm 74 projiziert. Danach wird das Bilderzeugungsmedium 10 mit dem transparenten Bild durch eine planare Heizeinrichtung 73 zum Löschen über eine vorgegebene Zeitdauer auf eine Flüssigkristalltemperatur erhitzt und auf dieser gehalten, so daß ein gleichmäßiges Löschen in einen optischen Streuzustand und eine Vorbereitung für eine nachfolgende Bilderzeugung stattfindet.
Es ist hierbei des weiteren von Vorteil, die vorstehend erwähnte und in Figur 10 gezeigte Positionsausrichtungseinrichtung einzuarbeiten.
Um ein Bilderzeugungsmedium vorzusehen, mit dem ein Bild mit verbesserter Wahrnehmbarkeit oder Erkennbarkeit über eine erhöhte optische Streuung oder Fotoemission zur Kontrastverbesserung erzeugt werden kann, ist es ferner von Vorteil, ein Fluoreszenzmittel oder Keimbildungsmittel in ein Polymer-Flüssigkristall einzuarbeiten, und zwar zusätzlich zu der vorstehend erwähnten Anordnung einer Schicht mit niedrigem Brechungsindex.
Figur 14 ist eine schematische Schnittansicht eines Bilderzeugungsmediums, das ein Substrat 211 und eine Bilderzeugungsschicht 212 aus einem Polymer-Flüssigkristall enthaltend ein Fluoreszenzmittel (Fluoreszenzweißungsfarbstoff) umfaßt. Das Substrat 211 besitzt einen 100 µm dicken PET (Polyethylenterephthalat)- Film. Es wird mit einer Lösung des Polymer-Flüssigkristalls der vorstehend erwähnten Formel (I) in Dichlorethan, vermischt mit einem Fluoreszenzmittel 213, beschichtet. Die Konzentration des Polymer-Flüssigkristalls kann hierbei vorzugsweise 10-20 Gew.% des Gesamtgewichtes der Überzugsflüssigkeit betragen. Des weiteren wird das Fluoreszenzweißungsmittel in einem Ausmaß hinzugefügt, um keine nachteiligen Auswirkungen auf die Beschichtung zu haben, vorzugsweise von 0,01 Gew.% - 25 Gew.% des Polymer-Flüssigkristalls oder von 0,01 Gew.%- 10 Gew.% der Gesamtüberzugsflüssigkeit.
Das vorstehend beschriebene Überziehen mit der Lösung kann durch Schleuderbeschichten, Tauchen, Verwendung eines Drahtstabes, eines Applikators oder durch Drucken, beispielsweise durch einen Siebdruckprozeß, erfolgen.
Die auf diese Weise auf das Substrat aufgebrachte Lösung wird bei einer Flüssigkristalltemperatur (80 - 110ºC) über eine vorgegebene Zeitdauer während des Stadiums der Verdampfung des Lösungsmittels oder nach der Verdampfung stehengelassen, um eine Polymer-Flüssigkristallbilderzeugungsschicht 212 im Zustand eines stabilen optischen Streufilmes zu erzeugen. Bei dem Fluoreszenz-Weißfarbstoff 213 kann es sich um einen solchen vom Stilben-Typ, Diaminodiphenyl-Typ, Imidazol-Typ, Imidazolon-Typ, Triazol Typ, Thiazol-Typ, Oxazol-Typ, Cumarin-Typ, Carbostryl- Typ, Naphthalimid-Typ etc. handeln.
Das auf die Bilderzeugungsschicht 212 auftreffende Licht (Pfeil in der Figur) wird vom Fluoreszenz-Weißfarbstoff 213 absorbiert, um ein Licht mit einer längeren Wellenlänge als das absorbierte Licht abzugeben. Der nicht absorbierte Teil des Lichtes bildet Streulicht, wenn sich die Polymer-Flüssigkristallschicht im Streuzustand 214 befindet. Mit anderen Worten, im Streuzustand wird nicht nur das Streulicht, sondern auch das von den einzelnen Fluoreszenz-Farbstoffpartikeln emittierte Licht in wirksamer Weise zur Erhöhung des Streuwirkungsgrades genutzt.
Der in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildete optische Streufilm wird in einen amorphen (isotropen) Zustand 215 überführt, wenn er auf den Tcl (Klarpunkt) oder darüber des Polymer-Flüssigkristalls erhitzt wird. Der amorphe Zustand ist gegenüber Licht transparent. Der transparente Zustand wird beibehalten, wenn das Polymer- Flüssigkristall nach dem Erhitzen rasch unter den Tg-Punkt (Glasübergangstemperatur) des Polymer-Flüssigkristalls abgekühlt wird.
Wenn die Polymer-Flüssigkristallschicht auf über Tcl erhitzt und dann auf der Flüssigkristalltemperatur gehalten wird, wonach abgekühlt wird, bildet sich wieder der Streuzustand, der bei einer Temperatur unter Tg fixiert wird.
Im transparenten Zustand 215 wird das auf die Bilderzeugungsschicht 212 treffende Licht durchgelassen oder vom Fluoreszenz-Weißfarbstoff absorbiert, um Licht zu emittieren, das die Polymer-Flüssigkristallschicht durchdringt.
Das sich durch die Schicht fortpflanzende Licht wird an der Grenze mit dem Streuzustandsabschnitt 414 gestreut, wobei eine besonders verbesserte Lichtqualität wahrgenommen und die Grenze zwischen dem transparenten Zustand und dem Streuzustand weiter dargestellt wird.
Eine bevorzugte Lichtquelle ist eine solche, die UV- Strahlen zusätzlich zu sichtbaren Lichtstrahlen emittiert, wodurch der vorstehend erwähnte Effekt des Fluoreszenzmittels verbessert wird.
Figur 15 ist eine schematische Schnittansicht eines Bilderzeugungsmediums, das ein Substrat 211 und eine Überzugsschicht aus einem Polymer-Flüssigkristall, das einen Keimbildner enthält, umfaßt. Das Substrat 211 besitzt einen 100 µm dicken PET (Polyethylenterephthalt)-Film. Das Substrat wird mit einer Lösung des Polymer-Flüssigkristalls der vorstehend erwähnten Formel (I) in Dichlorethan, gemischt mit einem Keimbildungsmittel 216 (kleine Titanoxidpartikel), überzogen. Die Konzentration des Polymer-Flüssigkristalls kann hierbei vorzugsweise 10-20 Gew.-% des Gesamtgewichtes der Überzugsflüssigkeit betragen. Das Keimbildungsmittel wird in einem solchen Umfang zugesetzt, daß hierdurch der Überzug nicht nachteilig beeinflußt wird, vorzugsweise in einem Anteil von 0,01 Gew.% - 25 Gew.% des Polymer-Flüssigkristalls oder in einem Anteil von 0,01 Gew. % - 10 Gew.% der Gesamtüberzugsflüssigkeit.
Das vorstehend beschriebene Überziehen mit der Lösung kann durch Schleuderbeschichten, Tauchen oder durch Verwendung eines Drahtstabes, Applikators oder durch Drucken, beispielsweise einen Siebdruckprozeß, erreicht werden.
Die auf diese Weise auf das Substrat aufgebrachte Lösung läßt man bei einer Flüssigkristalltemperatur (80 - 110ºC) über eine vorgegebene Zeitdauer während des Stadiums der Verdampfung des Lösungsmittels oder nach der Verdampfung stehen, um eine Polymer-Flüssigkristallbilderzeugungsschicht 212 im Zustand eines stabilen optischen Streufilmes zu erzeugen.
Es wird nunmehr die Funktionsweise des Keimbildungsmittels im einzelnen erläutert. Das Keimbildungsmittel ist eine Substanz, die zugesetzt wird, um die Zahl der Kristallkeime zu erhöhen. Wenn, wie vorstehend beschrieben, das einen Keimbildner enthaltende Polymer-Flüssigkristall während oder nach der Verdampfung des Lösungsmittels hierfür auf einer Flüssigkristalltemperatur gehalten wird, werden Kristallkeime des Polymer-Flüssigkristalls um die Keimbildungspartikel herum erzeugt, und es wird eine Kristallsphäre um jeden Kristallkeim gebildet. Folglich kann die Größe eines Kristalls durch Auswahl der Partikelgröße, Zugabemenge und Art des Keimbildners willkürlich gesteuert werden. Wenn daher der Streuzustand erzeugt wird, wird der Streugrad willkürlich gewählt.
Der in der vorstehend beschriebenen Weise erzeugte optische Streufilm wird in einen amorphen (isotropen) Zustand 215 überführt, wenn er auf den Tcl (Klarpunkt) oder darüber des Polymer-Flüssigkristalls erhitzt wird. Der amorphe Zustand ist in bezug auf das durch einen Pfeil in der Figur gezeigte Licht transparent. Der transparente Zustand wird beibehalten, wenn das Polymer-Flüssigkristall rasch unter den Tg-Punkt (Glasübergangstemperatur) des Polymer-Flüssigkristalls nach dem Erhitzen abgekühlt wird.
Wenn der Polymer-Flüssigkristallfilm über Tcl erhitzt und dann auf einer Flüssigkristalltemperatur gehalten wird, wonach ein Abkühlen erfolgt, wird wiederum der Streuzustand 214 gebildet und bei einer Temperatur unter Tg fixiert. In diesem Fall sorgt der Keimbildner für einen verbesserten Streüzustand und fördert das Kristallwachstum, um die Ausbildung des Streuzustandes zu beschleunigen.
Beispiele des Keimbildners können zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten Titanoxid sein: Natrium 2,2-methylen-bis (2, 6-di-tert-butylphenyl) phosphat (MARK NA-11 (Warenname), erhältlich von der Firma Adeka Argus Kagaku K.K.) der Formel:
und Natrium bis (4-tert-butylphenyl) phosphat (MARK NA-10 (Warenname), erhältlich von der Firma Adeka Argus Kagaku K.K.) der Formel:
Diese Art von Keimbildner wird zusammen mit dem Polymer- Flüssigkristall in einer Lösung gelöst. Wenn das Gemisch des Polymer-Flüssigkristalls und des Keimbildners über eine vorgegebene Zeitdauer im Verlauf der Verdampfung des Lösungsmittels oder danach auf einer Flüssigkristalltemperatur gehalten wird, wird der Keimbildner zuerst ausgefällt, wonach Kristallkeime des Polymer-Flüssigkristalls um den Keimbildner ausgebildet werden, um Kristallsphären zu erzeugen.
Da der Keimbildner vor dem Polymer-Flüssigkristall ausgefällt wird, wird es bevorzugt, ihn bei einer höheren Temperatur als Tg, insbesondere höheren Temperatur als Tc, des Polymer-Flüssigkristalls zu lösen.
Figur 16 ist eine schematische Schnittansicht ähnlich der der Figur 15, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Ein gemäß dieser Ausführungsform erzeugter optischer Streufilm kann wahlweise in einen amorphen Zustand (Bereich 217 in der Figur) oder einen Streuzustand (Bereich 216 in der Figur) gebracht werden. Der bei dieser Ausführungsform verwendete Phosphat-Keimbildner bewirkt keine Lichtstreuung im amorphen Zustand, um eine zu einem höheren Kontrast führende erhöhte Transmittanz zu erreichen.
Bei dem Keimbildner kann es sich zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten Titanoxid und speziellen Phosphatsalzen um andere anorganische oder organische feine Partikel handeln. Phosphatsalze werden allgemein besonders bevorzugt. Des weiteren können auch mehrere Arten von Keimbildnern in Kombination verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein klares Bild mit ausreichend hohem Kontrast und in einem stabilen Speicherzustand erzeugt werden. Des weiteren wird ein Bild mit einer Farbe des Farbfilters bei einer hohen Dichte vor einem natürlichen Hintergrund weißer Farbe erzeugt, ohne daß Polarisatoren etc. verwendet werden, die in herkömmlicher Weise zur Ausbildung eines optischen Kontrastes eingesetzt werden.
Das auf diese Weise erzeugte Bild kann daher in einer großen Vielzahl von Anwendungsbereichen Verwendung finden, beispielsweise als Originalkopie für die Elektrofotographie.
Des weiteren wird ein Gerät zur Darstellung von Bildern oder ein Projektionsgerät geschaffen, mit dem ein sehr feines und klares Farbbild frei von Farbabweichungen oder Bildabweichungen erzeugt werden kann, wobei ferner Farbbilder oder zusätzliche Bilder wiederholt dargestellt und gelöscht werden können.

Claims

1. Gerät zur Darstellung von Bildern mit

(a) einem Farbfilter (12, 173), das in einer Schicht angeordnet ist;

(b) einer Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212), die ein Polymer-Flüssigkristall umfaßt, das sich in Abhängigkeit von einer hierin erzeugten Temperaturänderung zwischen einem transparenten Zustand und einem opaken Zustand ändern kann;

(c) einer Schreibeinrichtung (11, 18, 72, 171) zur Erzeugung eines einen transparenten Teil und einen opaken Teil umfassenden Bildes in der Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212),

dadurch gekennzeichnet, daß

(d) das Farbfilter eine Vielzahl von Farbfilterelementen umfaßt, die mit mindestens zwei Farben (B, G, R, BL) versehen sind, welche in einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind;

(e) der transparente Teil und der opake Teil in einem Muster ausgebildet sind, das dem Muster der Farbfilterelemente entspricht, und in einem Abstand, der dem Abstand der Farbfilterlemente oder einem Vielfachen hiervon entspricht;

(f) eine Bewegungseinrichtung (15, 17) zur Bewegung der Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212) und des Farbfilters (12, 173) relativ zueinander in eine Anzeigeposition, in der die Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212) vom Farbfilter (12, 173) überlagert wird, vorgesehen ist und

(g) eine Ausrichtungseinrichtung (161, 182, 183) vorgesehen ist, um zu detektieren, ob der transparente Teil (165) in der Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212) in einer vorgegebenen Lagebeziehung zu einem vorgegebenen Farbelement des Farbfilters (12, 173) in der Anzeigeposition angeordnet ist, um die Relativbewegung zwischen der Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212) und dem Farbfilter (12, 173) zu stoppen und

(h) um auf diese Weise ein Farbbild darzustellen, das durch Überlagerung des den transparenten und opaken Teil umfassenden Bildes und des Farbfilters (12, 173) in Ausrichtung zueinander in der Anzeigeposition erzeugt wurde.

2. Gerät zur Darstellung von Bildern nach Anspruch 1, bei dem die Schreibeinrichtung einen Thermokopf (11, 18, 72, 171) umfaßt.

3. Gerät zur Darstellung von Bildern nach Anspruch bei dem die Schreibeinrichtung einen Halbleiterlaser umfaßt.

4. Gerät zur Darstellung von Bildern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Bilderzeugungsschicht (41, 212) die Form eines Endlosbandes besitzt.

5. Gerät zur Darstellung von Bildern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die des weiteren eine Löscheinrichtung (13, 21, 73, 172) zum Erhitzen der Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212) und zum Halten der Bilderzeugungsschicht (41 178, 212) auf einer vorgegebenen Temperatur zur Ausbildung eines opaken Zustandes umfaßt.

6. Gerät zur Darstellung von Bildern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Farbfilter (12) eine Schicht (102) der Farbelemente umfaßt, von der mindestens eine Oberfläche unbedeckt ist, die Bilderzeugungsschicht (41) mindestens eine unbedeckte Oberfläche aufweist und das Farbfilter (12) und die Bilderzeugungsschicht (41) so überlagert sind, daß die unbedeckte Oberfläche der Schicht (102) der Farbelemente und die unbedeckte Oberfläche der Bilderzeugungsschicht (41) in der Anzeigeposition gegenüberliegend angeordnet sind, wobei dazwischen eine Luftschicht vorgesehen ist.

7. Gerät zur Darstellung von Bildern mit

(a) einem Farbfilter (12, 173), das in einer Schicht (102) angeordnet ist;

(b) einem Bilderzeugungsmedium (10, 170) mit einer Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212), die ein Polymer-Flüssigkristall umfaßt, das in der Lage ist, in Abhängigkeit von einer hierin erzeugten Temperaturänderung ein Bild zu erzeugen, das einen transparenten Teil und einen opaken Teil aufweist;

dadurch gekennzeichnet, daß

(c) das Farbfilter eine Vielzahl von Farbfilterelementen mit mindestens zwei Farben (B, G, R, EL) umfaßt, wobei mindestens eine Oberfläche der Schicht (102) der Farbfilterelemente unbedeckt ist;

(d) mindestens eine Oberfläche der Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212) unbedeckt ist; und

(e) eine Bewegungseinrichtung (15, 17) vorgesehen ist, um das Bilderzeugungsmedium (10, 170) und das Farbfilter (12, 173) relativ zueinander in eine Anzeigeposition zu bewegen, in der die unbedeckte Oberfläche der Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212) und die unbedeckte Oberfläche der Schicht (102) der Farbfilterelemente einander gegenüberliegen, wobei dazwischen eine Luftschicht angeordnet ist.

8. Gerät zur Darstellung von Bildern nach Anspruch 7, bei dem das Bilderzeugungsmedium (10) die Form eines Endlosbandes besitzt.

9. Gerät zur Darstellung von Bildern nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das Farbfilter (12) ein Substrat (103) enthält, das eine Oberfläche der Schicht (102) der Farbfilterelemente bedeckt, und bei dem das Bilderzeugungsmedium (10) ein Substrat (44) aufweist, das eine Oberfläche der Bilderzeugungsschicht (41) bedeckt, wobei das Substrat (103) des Farbfilters (12), die Schicht (102) der Farbfilterelemente, die Luftschicht, die Bilderzeugungsschicht (41) und das Substrat (44) des Bilderzeugungsmediums (10) in dieser Reihenfolge in einer Richtung senkrecht zur Bilderzeugungsschicht (41) in der Anzeigeposition angeordnet sind.

10. Gerät zur Darstellung von Bildern nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Farbfilterelemente die Form von Farbstreifen besitzen, die in einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind, und bei dem das Gerät zur Darstellung von Bildern eine Schreibeinrichtung (11, 18, 72, 171) zur Erzeugung eines einen transparenten Teil (165) und einen opaken Teil entlang Streifen, die einen Abstand besitzen, der dem Abstand der Farbstreifen oder einem Vielfachen davon entspricht, aufweisenden Bildes in der Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212) des Bilderzeugungsmediums (10, 170) und eine Ausrichtungseinrichtung (161; 182, 183) umfaßt, um zu detektieren, ob der transparente Teil (165) in der Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212) in einer vorgegebenen Positionsbeziehung zu einem vorgegebenen Farbstreifen des Farbfilters in der Anzeigeposition angeordnet ist, um die Relativbewegung der Bilderzeugungsschicht (41, 178, 212) und des Farbfilters (12, 173) zu stoppen.