DE69017532T2

DE69017532T2 - Polymere Flüssigkristallvorrichtung.

Info

Publication number: DE69017532T2
Application number: DE69017532T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kai; Shuzo Kaneko; Toshikazu Ohnishi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2010-06-29
Also published as: EP0407822B1; US5144464A; EP0407822A2; EP0407822A3; DE69017532D1; JPH0342617A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Polymer-Flüssigkristallvorrichtung bzw. eine polymeren Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und auf ein Anzeigevorrichtung, die die polymere Flüssigkristallvorrichtung enthält.
Bislang ist eine Anzeigeeinrichtung bekannt, die einen polymeren Flüssigkristall zur Anzeige eines stehenden Bildes umfaßt. Ein polymerer Flüssigkristall weist die Vorteile auf, daß er zu einem Film mit großer Ausdehnung geformt werden kann und somit leicht ein flache Anzeigeeinrichtung bilden kann und zudem ein Speicherbild liefern kann, das klar und stabil ist, vergleichbar einem Bild auf Papier. Ferner können die optischen Eigenschaften eines polymeren Flüssigkristalls unter Anwendung von Wärme, eines elektrischen Feldes und ähnlichem reversibel verändert werden, so daß er für wiederholtes Anzeigen und Löschen verwendet werden kann. Insbesondere die Lichtstreunung durch einen polymeren Flüssigkristall in einem Polydomänen-Zustand kann ein Anzeigebild mit geringer Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel liefern.
Ferner wurde vorgeschlagen, eine Schicht eines polymeren Flüssigkristalls, der für eine Farbwahl Farbmittel enthält, als Medium bzw. Material für die Bilderzeugung oder für eine Vorrichtung, die einen polymeren Flüssigkristall für die Farbbildanzeige umfaßt, herzustellen. Solch eine Vorrichtung weist die Vorteile auf, daß sie durch eine einfache Struktur aufgebaut ist, keine Ausrichtung der polymeren Flüssigkristallschicht und eines Farbfilters erfordert und von einer durch die Laminierung des Filters und der Flüssigkristallschicht bedingten Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel frei ist, da kein Farbfilter erforderlich ist.
Es wurde nun jedoch gefunden, daß solch eine Bilderzeugungsvorrichtung, die sich eine Lichtstreuung durch einen polymeren Flüssigkristall zunutze macht, mit einer Wellenlängenabhängigkeit des Lichtstreuwinkels und der Lichtstreuwirksamkeit verbunden ist, so daß eine Korrektur des Farbgleichgewichts in den Anzeigebildern erforderlich ist. Ferner ist auch wegen eines Unterschieds der spektralen Leuchtwirksamkeit eine Korrektur des Farbgleichgewichts erforderlich. So wird auf ein einfaches Korrekturverfahren, das auf ein Material zur Bilderzeugung unter Verwendung eines polymeren Flüssigkristalls anwendbar ist, gewartet.
EP-A 0 321 982 beschreibt eine polymeren Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1: Gemäß einer darin beschriebenen speziellen Ausführungsform umfaßt das Anzeigematerial ein transparentes Substrat aus Glas, Polyester und ähnlichem, wobei das Substrat durch Einrichtungen für das Bedrucken, wie einem Punktdruck, oder durch Beschichtung mit einem regulären oder zufälligen Farbmuster aus Mosaiken oder Streifen mit einer polymeren Flüssigkristallschicht beschichtet wurde, die dichroitische oder nicht-axiale Farbstoffe enthielt, wie diejenigen mit blauen, grünen und roten Farben, die in polymere Flüssigkristalle mit für den Übergang von dem streuenden Zustand in den transparenten Zustand unterschiedlichen Temperaturen eingemischt wurden.
Die Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Probleme verwirklicht und zielt insbesodere auf die Bereitstellung eines Materials zur Bilderzeugung unter Verwendung eines polymeren Flüssigkristalls, das mittels einer einfachen Korrektur des Farbgleichgewichts, entsprechend dem Unterschied der spektralen Leuchtwirksamkeit oder dem Unterschied der Streuintensität und dem Streuwinkel, der in Abhängigkeit von den Farben auftritt, geeignet ist, bei einer Anzeige unter Anwendung von Streulicht gute Anzeigebilder zu liefern.
Erfindungsgemäß werden im Falle einer typischen (generic) LCD und einer Apparatur bzw. Vorrichtung, die sie enthält, diese Aufgaben durch die charakteristischen Merkmale von Anspruch 1 bzw. Anspruch 19 gelöst.
Die Erfindung wird auf vorteilhafte Weise durch die in den abhängigen Ansprüchen erwähnten Merkmale fortentwickelt.
Die Figuren 1A - 1E stellen erklärende Ansichten zur Darstellung eines Aufzeichnungsprinzips unter Verwendung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen polymeren Flüssigkristallvorrichtung dar.
Figur 2 ist eine schematische Schnittansicht einer polymeren Flüssigkristallvorrichtung der Erfindung, die gemäß dem nachstehend beschriebenen Beispiel 1 hergestellt wurde.
Figur 3 ist eine schematische Seitenansicht einer Aufzeichnungsapparatur, die die polymere Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1 einschließt.
Die Figuren 4A - 4C sind Diagramme, die Steuerimpulse zeigen, die an die in Beispiel 1 verwendeten Thermoköpfe angelegt wurden.
Figur 5 ist eine schematische Seitenansicht einer Anzeigeapparatur, die den polymeren Flüssigkristall aus Beispiel 1 einschließt.
Figur 6 ist eine schematische Schnittansicht einer polymeren Flüssigkristallvorrichtung aus Beispiel 2.
Figur 7 ist eine schematische Seitenansicht einer Aufzeichnungsapparatur, die die polymere Flüssigkristallvorrichtung aus Beispiel 2 einschließt.
Figur 8 ist eine Graphik, die Muster der Temperaturveränderung zeigt, denen die polymere Flüssigkristallschicht in der Vorrichtung von Beispiel 2 ausgesetzt wurde.
Figur 9 ist eine schematische Seitenansicht einer anderen Anzeigeapparatur, die eine erfindungsgemäße, polymere Flüssigkristallvorrichtung einschließt.
Die polymeren Flüssigkristalle, die geeigneterweise in der Erfindung verwendet werden, können thermotrope Flüssigkristalle sein, die eine nematische, eine smektische oder eine cholesterische Phase als eine Mesophase zeigen. Ein thermotroper polymerer Flüssigkristall weist die Vorteile auf, daß er zu einem dünnen Film geformt werden kann und im Vergleich mit einem niedermolekularen Flüssigkristall seinen Aufzeichnungszustand leicht beibehalten kann.
Thermotrope polymere Flüssigkristalle (nachstehend wird darauf einfach als "polymerer Flüssigkristall" Bezug genommen) können als die nachstehenden beiden Typen klassifiziert werden.
(1) Hauptketten-Typ, bei dem mesogene Gruppen (mesogens) oder relativ starre Atomgruppen mit einer flexiblen Kette verbunden sind.
(2) Seitenketten-Typ, der Seitenketten einschließt, die eine mesogene oder relativ starre lange Atomgruppe umfassen.
Diese polymeren Flüssigkristalle können alleine oder als Mischung aus zwei oder mehr Sorten verwendet werden. Es ist auch möglich, eine Mischung eines polymeren Flüssigkristalls und eines niedermolekularen Flüssigkristalls zu verwenden.
Spezielle Beispiele des polymeren Flüssigkristalls, der in der Erfindung verwendet werden kann, schließen diejenigen ein, die durch die nachstehenden Formeln dargestellt werden, sind damit aber noch nicht ausgeschöpft.
In den vorstehenden Formeln stellt n eine ganze Zahl von 2 - 12 und m eine ganze Zahl von 2 - 100 dar.
Ein wie vorstehend beschriebener polymerer Flüssigkristall weist die Eigenschaft auf, daß er unterhalb einer Glasübergangstemperatur seine Struktur beibehält, so daß er z.B. in dem nachstehenden Aufzeichnungsmodus verwendet werden kann.
Flüssigkristall-Polydomänen-Zustand (lichtstreuender Zustand) E> Isotroper Zustand (nicht lichtstreuender Zustand oder transparenter Zustand).
Gemäß diesem Aufzeichnungsmodus wird ein polymerer Flüssigkristall zunächst im Polydomänenzustand in einer Flüssigkristallphase gehalten, die eine große Zahl an Domänen (winzige Bereiche) umfaßt. Dann wird der polymere Flüssigkristall auf eine Temperatur erwärmt, bei der er eine isotrope Phase annimmt und anschließend schnell unter die Glasübergangstemperatur abgekühlt, um den isotropen Zustand bei zubehalten, wodurch eine Aufzeichnung bewirkt wird.
Der resultierende aufgezeichnete Bereich kann als ursprünglicher Polydomänenzustand wiederhergestellt werden, wenn er auf die Temperatur, die die isotrope Phase ergibt, oder in deren Nähe erwärmt und dann langsam abgekühlt wird. Ferner ist es auch möglich einen Aufzeichnungsmodus zu verwenden, bei dem ein ursprünglicher, nicht-aufgezeichneter Zustand mittels eines Zustands gebildet wird, der das Licht nicht streut und ein aufgezeichneter Zustand mittels eines Zustands gebildet wird, der das Licht streut.
In der Erfindung kann die polymere Flüssigkristallschicht ein Additiv enthalten, wie ein Antioxidans oder ein keimbildendes Mittel.
In der Erfindung ist es erforderlich, einen Farbstoff zu der polymeren Flüssigkristallschicht, die das Material zur Bilderzeugung fur eine Farbanzeige bildet, hinzuzufügen. Das Farbmittel kann beispielsweise eine dichroitisches Farbmittel sein, wie es üblicherweise in niedermolekularen Kristallen verwendet wird, oder ein anderer Farbstoff oder ein anderes Pigment. Ferner ist es möglich, in dem Fall, bei dem der polymere Flüssigkristall durch die Absorption von Licht, wie Laserlicht, erwärmt wird, zusätzlich zu dem Farbstoff oder dem Farbmittel für die Farbanzeige einen lichtabsorbierenden Farbstoff (insbesondere einen laserlicht-absorbierenden Farbstoff) in einer Menge einzuarbeiten, die sich auf die Farbanzeige nicht negativ auswirkt, sondern einen angemessenen Grad an Empfindlichkeit zur Verfügung stellt.
Der Farbstoff oder das Pigment kann in einem Anteil von allgemein 0,01 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugter 0,1 bis 10 Gew.-%1 bezogen auf den polymeren Flüssigkristall, zugefügt werden.
Es ist bevorzugt, daß bei den entsprechenden polymeren Flüssigkristallen mit den verschiedenen Farben im wesentlichen identische Anteile zugegeben werden, d.h. daß sie um einen Wert innerhalb eines Bereichs von 5% auseinanderliegen (within 5% from each other), da die zugegebene Menge an Farbmittel eine wesentliche Änderung der Phasenübergangstemperatur oder der mesomorphen Eigenschaften eines polymeren Flüssigkristalls verursachen kann.
In der Erfindung ist es ferner möglich, ein Farbmittel in solch einer Form einzuführen, daß es chemisch an einen polymeren Flüssigkristall gebunden ist. Zum Beispiel kann eine Farbmittelstruktur in eine Seitenkette eines polymeren Flüssigkristalls vom Seitenketten-Typ copolymerisert sein. Dies ist besonders bevorzugt, da die Diffusion des Farbmittels im Vergleich zur üblichen Zugabe eines Farbmittels völlig unterdrückt werden kann.
In dem polymeren Flüssigkristall der Erfindung sind mehrere Sorten verschieden farbiger polymerer Flüssigkristalle in winzigen Elementen angeordnet, die unter Bildung einer Einzelschicht regelmäßig oder zufällig angeordnet sind. Die so gebildete polymere Flüssigkristallschicht kann eine Dicke von 1 - 20 um, bevorzugt 1 - 10 um, aufweisen.
In der Erfindung wird eine Sorte eines polymeren Flüssigkristalls, die ein Farbmittel enthält, das die längste Übertragungswellenlänge des sichtbaren Lichtes aufweist, d.h. die längste Wellenlänge des Streulichts für das Display, in winzigen Elementen angeordnet, die eine Fläche ergeben, die größer ist als diejenige ist, die durch irgendeine andere Sorte eines polymeren Flüssigkristalls mit einer anderen Farbe einer kürzeren Wellenlänge gegeben ist.
Die Größe eines jeden winzigen Elements kann 1 um² oder mehr, bevorzugt 10 um² oder mehr betragen. Die Obergrenze der Größe eines jeden winzigen Elements wird vom dem Standpunkt aus bestimmt, daß kein zu grobes Erscheinungsbild erhalten werden soll, und hängt größtenteils von der Gesamtgröße der polymeren Flüssigkristallvorrichtung von dem Betrachtungsabstand zu der Vorrichtung ab. Die Größen der winzigen Elemente der jeweiligen Farben können gleich oder unterschiedlich sein. Im wesentlichen ist die gleiche Größe bevorzugt.
Die Flächenveränderung für den vorstehend beschriebenen farbigen polymeren Flüssigkristall erfolgt deshalb, da das Anzeigebild durch Licht erzeugt wird- das durch den polymeren Flüssigkristall der Erfindung gestreut wird.
Genauer gesagt hängen die Streuintensität und der Streuwinkel des gestreuten Lichts von der Wellenlänge des Lichts ab und es existiert eine Tendenz, daß eine größere Wellenlänge des Lichts eine kleinere Intensität des gestreuten Lichts und einen kleineren Streuwinkel liefert. Dementsprechend variiert die Intensität und der Winkel des gestreuten Lichts aus einem farbigen, polymeren Flüssigkristall, der ein Farbmittel enthält, in Abhängigkeit von der Farbe, so daß eine Korrektur des erhaltenen Unterschieds erforderlich ist, um ein Anzeigebild mit guter Farbtönung zu liefern. Aus diesem Grund wird dafür gesorgt, daß ein farbiger polymerer Flüssigkristall, der einen Anteil des Lichts mit der längsten Wellenlänge streut, ein größeres Flächenverhältnis aufweist, um die Abnahme der Streuintensität und des Streuwinkels auszugleichen. Für den Fall, daß die polymere Flüssigkristallvorrichtung zum Beispiel polymere Flüssigkristalle verwendet, die drei Farbmittel, nämlich ein blaues, ein grünes und ein rotes Farbmittel enthalten, wird dafür gesorgt, daß der rote Polymerflüssigkristall einen größere Fläche einnimmt als jeder der blauen und grünen Polymerflüssigkristalle. Ferner kann der grüne polymere Flüssigkristall wegen einer Korrektur des Unterschieds der sichtbaren Intensität eine kleinere Fläche als der blaue polymere Flüssigkristall einnehmen.
In der Erfindung bezieht sich der Flächenanteil eines farbigen polymeren Flüssigkristalls auf den Anteil der Gesamtfläche der winzigen Elemente des in einem bestimmten Bereich der polymeren Flüssigkristallschicht enthaltenen farbigen polymeren Flüssigkristalls.
Es ist theoretisch möglich, solch eine Korrektur des Farbgleichgewichts durch Veränderung der Sorte und der Menge eines hinzuzufügenden Farbmittels zu bewirken, aber es besteht eine praktische Einschränkung bei der Auswahl der Sorte und der Menge des in einem polymeren Flüssigkristalls löslichen Farbstoffs, der keine negativem Wirkungen auf die mesomorphen Eigenschaften in einer Vorrichtung mit einer Einzelschicht aus farbigen polymeren Flüssigkristallen ausübt. Dementsprechend werden in der Erfindung die Flächenanteile der farbigen polymeren Flüssigkristalle verändert, um eine einfache Korrektur des Farbgleichgewichts durchzuführen und eine Anzeige mit guter Farbtönung zu erhalten.
Genauer gesagt kann für den Fall, bei dem zwei Farben von polymeren Flüssigkristallen betrachtet werden, ein polymerer Flüssigkristall mit der Farbe der längsten Wellenlänge eine Fläche einnehmen, die das 1,1- bis 20-fache, bevorzugt 1,5- bis 15-fache, ferner bevorzugt das 2- bis 10-fache der Fläche beträgt, die von einem polymeren Flüssigkristall mit irgendeiner anderen Farbe eines minimalen Flächenanteils eingenommen wird. Wenn polymere Flüssigkristalle mit einer dritten Farbe, einer vierten Farbe und so weiter mit dazwischenliegenden Wellenlängen verwendet werden, können diese Farben der polymeren Flüssigkristalle im allgemeinen dazwischenliegende Flächenanteile einnehmen.
Selbst eine Farbe eines polymeren Flüssigkristalls mit einem minimalen Flächenanteil sollte einen Flächenanteil von 3% oder mehr, bevorzugt 10% oder mehr, aufweisen, so daß er wesentlich an einer wirkungsvollen Anzeige beteiligt sein kann.
Es ist erforderlich, zu erwärmen und selektiv einen Zustandswechsel von transparent nach lichtstreuend eines farbigen polymeren Flüssigkristalls zu veranlassen. Zu diesem Zweck können zum Beispiel die nachstehenden Verfahren verwendet werden.
(a) Polymere Flüssigkristalle für verschieden Farben werden so ausgewählt, daß sie untereinander verschiedene Flüssigkristall- oder Flüssigkristallisations-Temperaturbereiche liefern, und die Bedingungen eines raschen und langsamen Abkühlens werden so ausgewählt, daß sie selektiv eine Veränderung des Zustandes transparent-lichtstreuend für einen farbigen polymeren Flüssigkristall herbeiführen. Genauer gesagt wird unter Bezugnahme auf die Figur 1A angenommen, daß die polymeren Flüssigkristalle A und B verwendet werden, um die winzigen Elemente 1 und 2 zu bilden, und Glasübergangspunkte (TgA und TcB) und isotrope Übergangspunkte (TclA und TclB) aufweisen, die die in Figur 1B gezeigte Beziehung erfüllen. Dabei sind die Glasübergangstemperatur (Tg) und die isotrope Übergangstemperatur (Tcl) eines polymeren Flüssigkristalls als die Temperatur des entsprechenden Übergangs definiert, wie er mittels DSC (Differentialscanningkalorimetrie) bei einer Temperaturerniedrigung mit einer Geschwindigkeit von 5 ºC/min gemesssen wurde. Wenn ein Bereich, der die Elemente 1 und 2 enthält, die beide ursprünglich in einem lichtstreuenden Zustand gehalten werden (Flüssigkristall- Polydomänen) über TclB erwärmt und dann rasch unter TgA abgekühlt wird, werden die Elemente und D in einem transparenten (isotropen) Zustand gehalten. Anschließend, wenn der Bereich auf eine Temperatur zwischen TclA und TgB erwärmt und anschließend allmählich unter TgA abgekühlt wird, wird nur das Element 1 selektiv in den lichtstreuenden Zustand zurückversetzt.
Andererseits, wenn ein Bereich, der Elemente enthält, die ursprünglich beide in einen lichtstreuenden Zustand gehalten werden, auf eine Temperatur zwischen TclA und TgB erhitzt und dann schnell unter TgA abgekühlt wird, kann nur das Element 1 in einen transparenten Zustand verwandelt werden.
Ferner, wenn der Bereich über Tcl B erwärmt und dann allmählich unter TgA abgekühlt wird, werden beide Elemente 1 und 2 in einen lichtstreuenden Zustand überführt.
Figur 1B zeigt eine Beziehung, in der die Temperaturbereiche der Flüssigkristallphasen (TgA - TclA und TgB - TclB) für die beiden polymeren Flüssigkristalle A und B vollständig voneinander getrennt sind. Selbst wenn diese Temperaturbereiche der Flüssigkristallphasen nicht vollständig voneinander getrennt sind, d.h. TclA > TgB, genügt es, daß die Flüssigkristalltemperaturbereiche ΔTxA und ΔTxB der polymeren Flüssigkristalle sich nicht überlappen, ansonsten aber wie in Figur 1C gezeigt voneinander getrennt sind. Hierbei ist der Flüssigkristallisations-Temperaturbereich ΔTx eines polymeren Flüssigkristalls als ein Temperaturbereich definiert, in dem die Abnahme der Durchlässigkeit von parallelem Licht, verursacht während einer Temperaturabnahme mit einer Geschwindigkeit von 5 ºC/min, 90% der Abnahme der parallelen Durchlässigkeit durch die Temperaturabnahme von Tcl nach Tg erreicht.
Es ist bevorzugt, daß der Unterschied zwischen TclA und TclB 10ºC oder mehr beträgt, und ein größerer Unterschied zwischen TclA und TclB erleichtert die Aufzeichnung.
In der Erfindung kann mittels eines Thermokopfes eine Erwärmung der Schicht erfolgen, wenn die Flüssigkristall- oder die Temperaturbereiche der Flüssigkristallisation in der polymeren Flüssigkristallschicht voneinander getrennt sind. Genauer gesagt kann durch eine Veränderung der Steuerspannungen, die wie in den Figuren 1D und 1E gezeigt, an den Thermokopf angelegt werden, die Temperatur der polymeren Flüssigkristallschicht stufenweise oder kontinuierlich verändert werden.
Es ist ferner möglich, eine dazwischenliegende Farbtönung oder eine Grauskala durch Steuerung der Zeit während der der polymere Flüssigkristall in dem Temperaturbereich ΔTx gehalten wird, zu realisieren, um so kontinuierlich die Lichtstreuintensität durch den polymeren Flüssigkristall zu verändern.
(b) Gemäß einem anderen Verfahren werden winzige Elemente verschiedener Farben durch Bestrahlung mit Licht verschiedener Wellenlängen selektiv erwärmt. Es ist möglich, als Farbmittel für die Farbanzeige auch lichtabsorbierende Farbstoffe zu verwenden. In diesem Fall ist jedoch ein Laser mit einer Emissionswellenlänge im sichtbaren Bereich (wie ein He-N, Ar&spplus;-Laser und ähnliches) als Lichtquelle erforderlich, so daß Unannehmlichkeiten in bezug auf die Apparatur und die Ansteuerung auftreten. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, zusätzlich zu einem Farbmittel für die Farbanzeige einen lichtabsorbierenden Farbstoff hinzuzufügen, der eine Absorption im roten oder nahen Infrarotbereich zeigt, so daß ein Halbleiterlaser verwendet werden kann. In diesem Fall ist es wünschenswert, daß die Absorptionswellenlängen für verschiedene lichtabsorbierende Farbstoffe wenig Anlaß zu einem Übersprechen liefern und die Zugabe solch eines lichtabsorbierenden Farbstoffs die Farbanzeigeeigenschaften nicht negativ beeinflußt.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele genauer erklärt.

Beispiel 1

Ein dichroitischer Farbstoff (LSR-405, hergestellt von Mitsubishi Kasei K.K.) wurde in einem Verhältnis von 2 Gew.-% mit einem polymeren Flüssigkristall der nachstehenden Strukturformel (I) gemischt:
Die Mischung wurde in Dichlorethan gelöst und dann unter Vakuum getrocknet, um das Losungsmittel zu entfernen und eine rote polymere Flüssigkristallzusammensetzung zu erhalten, die den darin gleichmäßig eingemischten dichroitischen Farbstoff enthielt.
Andererseits wurde ein dichroitischer Farbstoff (LSB- 278, hergest. von Mitsubishi Kasei K.K.) mit einem Anteil von 2 Gew.-% zu einem polymeren Flüssigkristall mit der nachstehenden Strukturformel (II) gegeben:
wobei eine blaue polymere Flüssigkristallzusammensetzung erhalten wurde.
Die so erhaltenen beiden polymeren Flüssigkristallzusammensetzungen wurden jeweils pulverisiert und klassifiziert, um zwei Typen von Farbteilchen zu erhalten, die jeweils eine zahlengemittelte Teilchengröße von 8 um aufwiesen. Die resultierenden roten und blauen Teilchen wurden in einem Gewichtsverhältnis von 1,5 : 1 gemischt und mittels elektrostatischen Spritzens auf einen 50 um dicken Polyesterfilm unter Bildung einer Einzelbeschichtung aufgebracht.
Dann wurde der beschichtete Film auf 150 ºC erwärmt und anschließend durch Walzen geleitet, die mit Polytetrafluorethylen beschichtet waren, so daß eine Haftung mittels Drucks an die Polyesterschicht erfolgte. Als Ergebnis wurde eine wie in Figur 2 gezeigte polymere Flüssigkristallvorrichtung erhalten, wobei der Polyesterfilm 1 mit einer farbigen, polymeren Flüssigkristallschicht 2 beschichtet wurde, in der rote (R) und blaue (B) polymere Flüssigkristallelemente zufällig angeordnet waren.
Die resultierenden polymere Flüssigkristallvorrichtung wurde in einem in Figur 3 gezeigten System einer Bildaufzeichnung unterzogen, das die Thermoköpfe 3, 3a, die Trägerwalzen 4, 4a (platen rollers) und die Förderwalzen 5, 5a einschloß.
Ursprünglich wurden die farbigen polymeren Flüssigkristallelemente R und B alle in einem lichtstreuenden Zustand gehalten. Dann wurden die Thermoköpfe 3 und 3a wie in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt in vier Betriebsweisen bzw. Moden (a) - (d) betrieben, um in Abhängigkeit von den gegebenen Bildsignalen die blauen (B) und roten (R) polymeren Flüssigkristallelemente selektiv transparent oder lichtstreuend werden zu lassem. Tabelle 1 Thermokopf Zustand der Farbelemente Modus Auf über 150ºC erwärmt und dann rasch unter 45 ºC abgekühlt (Fig. 4A) Auf 100ºC - 120ºC erwärmt und dann rasch unter 45 ºC abgekühlt (Fig. 4C) Auf über 150ºC erwärmt und dann langsam unter 45 ºC abgekühlt (Fig. 4A) Nicht erwärmt transparent lichtstreuend
Die Steuerung der raschen Abkühlung oder der allmählichen Abkühlung der Thermoköpfe wurde durch Steuerung der an die Thermoköpfe angelegten Spannungsimpulse durchgeführt, wie zum Beispiel in Figur 4A, die einen an den Kopf 3 in Modus (a) angelegten Impuls zeigt, in Figur 4B, die an den Kopf 3a in Modus (b) angelegte Impulse zeigt, und in Figur 4C, die einen an den Kopf 3 in Modus (c) angelegten Impuls zeigt, gezeigt ist.
Wie in Figur 5 gezeigt wurde die so aufgezeichnete polymere Flüssigkristallvorrichtung mit dem Substrat 1 und der polymeren Flüssigkristallschicht 2 parallel zu einer Fresnellinse 6 angeordnet und mit Schwarzlicht 7 für eine Anzeige mit Streulicht bestrahlt, wodurch ein Streulichtbild mit guter Wiedergabe der gewünschten Farben, einschließlich des ausgewählten Blau 8 (aus einem durch Modus (b) aufgezeichneten Teil), Schwarz 9 (Modus (a)), des ausgewählten Rot (10) (Modus (c)) und der gemischten Magentafarbe 11 (Modus (d)).
Dann wurde die gesamte Fläche der Vorrichtung auf über 150ºC erwärmt und allmählich auf unter 45 ºC abgekühlt, wodurch die polymere Flüssigkristallschicht 2 unter Löschung in einen gleichmäßigen Streuzustand überführt wurde.

Beispiel 2

Ein dichroitischer Farbstoff (LSR-405, hergestellt von Mitsubishi Kasei K.K.) wurde ebenso wie in Beispiel 1 in einem Verhältnis von 2 Gew.-% mit einem polymeren Flüssigkristall der nachstehenden Strukturformel (III) gemischt:
Als Ergebnis wurde eine rote polymere Flüssigkristallzusammensetzung erhalten.
Ferner wurde durch Mischen der dichroitischen Farbmittel LSB-335 und LSY-116 (jeweils von Mitsubishi Kasei K.K. hergestellt), jeweils in einem Anteil von 1 Gew.-%, mit einem polymeren Flüssigkristall (IV), dargestellt durch die nachstehende Formel (X) eine grüne polymere Flüssigkristallzusammensetzung erhalten, wobei in der Formel (X) x : y : z = 4 : 4 : 2 ist und der polymere Flüssigkristall (IV) die nachstehende Serie an Phasenübergängen zeigt:
Durch Mischen eines dichroitischen Farbstoffs (LSB- 278, hergestellt von Mitsubishi Kasei K.K.) in einem Anteil von 2 Gew.-% mit einem polymeren Flüssigkristall (V), der ebenfalls durch die nachstehenden Formel (X) dargestellt wird, bei der x : y : z = 3,5 : 3,5 : 3 ist, und die nachstehnde Serie an phasenübergängen zeigt:
wurde eine blaue polymere Flüssigkristallzusammensetzung erhalten.
Die so erhaltenen drei farbigen polymeren Kristallzusammensetzungen wurden jeweils pulverisiert und klassiert, um drei Typen von Farbteilchen, jeweils mit einer zahlengemittelten Teilchengröße von 8 um zu erhalten. Die resultierenden roten, grünen und blauen Teilchen wurden mit einem Gewichtsverhältnis von 1,6 : 1 : 1,3 gemischt. Die gemischten Teilchen wurden durch elektrostatisches Spritzen auf einen 50 um dicken polyesterfilm unter Bildung einer Einzelbeschichtung aufgebracht.
Dann erfolgte ebenso wie in Beispiel 1 ein Anhaften der Teilchen mittels Drucks (pressure bonding) auf den Polyesterfilm, wodurch eine wie in Figur 6 gezeigte polymere Flüssigkristallvorrichtung erhalten wurde, wobei der Poly esterfilm 1 mit einer farbigen, polymeren Flüssigkristall schicht 2 beschichtet war, in der rote (R), grüne (G) und blaue (B) Elemente zufällig angeordnet waren.
Die resultierende polymere Flüssigkristallvorrichtung wurde in einem System einer Bilderzeugung unterzogen, das einen Linienthermokopf 3, eine Trägerwalze 4, und die Förderwalzen 5 und 5a einschloß. Genauer gesagt wurde die polymere Flüssigkristallschicht 2 gesteuerten Temperaturveränderungen, wie in Figur 8 gezeigt, unterzogen, um die lichtstreuenden Intensitäten der drei farbigen polymeren Kristallelemente zu verändern.
Es wird auf die Temperatur-Veränderungskurven in Figur 8 Bezug genommen: In einem Anfangsbereich (a) wurden alle Farbelemente über ihren Tcl (N* -Iso-Übergangstemperaturen) erwärmt, um gleichmäßig transparent zu werden. Dann wurde in einem darauffolgenden Bereich (b) zur Festlegung des Aufzeichnungszustandes der blauen polymeren Flüssigkristallelemente mit dem höchsten TclB ein blaues polymeres Flüssigkristallelement, das in dem Temperaturbereich ΔTxB der Flüssigkristallisation langsam unter dem TclB für die blauen Elemente (ΔTxB « TclB - TgB, TclB - ΔTxB » TclG, TclR) entlang einer Kurve (b) - 1 in Figur 8 abgekühlt wurde, in einen lichtstreuenden Zustand überführt, und ein blaues Element, das schnell in dem Temperaturbereich ΔTxB der Flüssigkristallisation entlang der Kurve (b) - 2 abgekühlt wurde, verblieb in einem transparenten Zustand.
Zu dieser Zeit wurden die grünen und roten polymeren Flüssigkristallelemente ohne Veränderung in den entsprechenden transparenten Zuständen belassen. Dann wurden in den Bereichen (c) und (d) die Aufzeichnungszustände der entsprechenden grünen und roten Elemente nacheinander festgelegt und dann wurde im Bereich (e) das gesamte polymere Kristallmaterial auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die so aufgezeichnete polymere Flüssigkristallvorrichtung wurde einer Streulichtanzeige, ähnlich wie in Beispiel 1, unterzogen, wodurch ein farbiges Anzeigebild mit einer guten Wiedergabe der gemischten Farben als auch der selektiven roten, grünen und blauen Farben erhalten wurde.

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 2 wurde wiederholt, außer daß die roten, grünen und blauen polymeren Flüssigkristallteilchen in Gewichtsverhältnissen von 1 : 1 : 1 gemischt wurden.
Das resultierende Anzeigebild zeigte eine Auflösung, die beinahe mit der in Beispiel 2 identisch, aber als ganzes bläulich wegen der geringen Anzahl der im Vergleich zu Beispiel 2 roten Elemente war.

Vergleichsbeispiel 2

Vergleichsbeispiel 1 wurde wiederholt, außer daß das dichroitische Farbmittel LSR-405 (herg. von Mitsubishi Kasei K.K.) mit einem erhöhten Anteil von 8 Gew.-% verwendet wurde.
Das resultierende Anzeigebild lieferte noch immer eine insgesamt bläuliche Farbtönung. Dies rührt vermutlich daher, daß die vermehrte Farbmittelkonzentration zu einer Abnahme der Flüssigkristallinität des polymeren Flüssigkristalls führte, insbesondere zu einer Abnahme der Doppelbrechung des roten polymeren Flüssigkristallelements, was im Ergebnis zu einer geringeren Streuintensität der roten Elemente als in Beispiel 2 führte.

Beispiel 3

Die polymere Flüssigkristallvorrichtung der Erfindung kann in Form eines bilderzeugenden Bandes 15, wie in Figur 9 gezeigt, das wie in Figur 2 gezeigt ein Laminat eines Substrats 1 und einer darauf gebildeten polymeren Kristallschicht 2 oder solch eine polymere Flüssigkristallschicht 2 alleine sein kann, hergestellt werden.
Es wird auf die Figur 9 Bezug genommen: das bilderzeugende Band 15 kann in einer Anzeige-Apparatur, wie sie gezeigt ist, die eine Heizeinrichtung zum Löschen, die eine Halogenlampe 12a einschließt, und eine Widerstandheizvorrichtung 12b, einen Temperaturmeßfühler 13, eine Antriebswalze 14, eine Fresnellinse 16, eine Anzeigezone 17, eine Lichtquelle 18, ein Plattenelement (platen) 19, einen Thermkopf 20 und eine Gegenstück-Walze 21 (mating roller). Die Anzeige Apparatur ist funktionell in eine Schreibeinheit (19, 20), eine Löscheinheit (12, 13) und eine Lichtquelle (18) aufgeteilt.

Claims

1. Polymer-Flüssigkristallvorrichtung, umfassend: ein Substrat (1) und eine Farbpolymer-Flüssigkristallschicht (2), die eine Vielzahl winziger Polymer-Flüssigkristallelemente (8, 9, 10, 11) einschließt, umfassend mehrere Arten von Farbpolymer-Flüssigkristallen, die in mindestens zwei Farben gefärbt sind, und regelmäßig oder unregelmäßig in der Schicht (2) angeordnet sind, so daß die Polymer-Flüssigkristallelemente Streulicht mit Intensitäten ausstrahlen, die selektiv thermisch gesteuert werden, um eine Anzeige mit Streulicht zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymer-Flüssigkristallelemente, die die Farbe des der längsten Wellenlänge entsprechenden Streulichts ausstrahlen, in einem größeren Flächenanteil als die Polymer-Flüssigkristallelemente, die eine andere Farbe ausstrahlen, angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbpolymer-Flüssigkristallschicht auf dem Substrat angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymer-Flüssigkristallelemente drei Arten von Polymer- Flüssigkristallen umfasssen, die blau, grün beziehungsweise rot gefärbt sind, und die roten Polymer-Flüssigkristallelemente in einem größeren Flächenanteil als die grünen und blauen Polymer-Flüssigkristallelemente angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die grünen Polymer-Flüssigkristallelemente in einem kleineren Flächenanteil als die blauen Polymer-Flüsslgkristallelemente angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbpolymer-Flüssigkristalle jeweils einen Polymer- Flüssigkristall und einen dazu hinzugefügten Farbstoff oder ein dazu hinzugefügtes Pigment umfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff oder das Pigment in bezug auf den Polymer- Flüssigkristall in einem Anteil von 0,01 - 30 Gew.-% zugegeben ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff oder das Pigment in bezug auf den Polymer- Flüssigkristall in einem Anteil von 0,1 - 20 Gew.-% zugegeben ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff oder das Pigment in bezug auf den Polymer- Flüssigkristall in einem Anteil von 0,1 - 10 Gew.-% zugegeben ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoffe oder Pigmente in im wesentlichen dem gleichen Anteil in den jeweiligen Farbpolymer-Flüssigkristallen enthalten sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile der Farbstoffe oder Pigmente in den jeweiligen Farbpolymer-Flüssigkristallen um einen Wert innerhalb eines Bereichs von ±5% auseinander liegen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymer-Flüssigkristallelemente drei Arten von Polymer- Flüssigkristallen, die blau, grün beziehungsweise rot gefärbt sind, umfassen, und die roten Polymer-Flüssigkristallelemente in einem größeren Flächenanteil als die grünen und blauen Polymer-Fflüssigkristallelemente angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die grünen Polymer-Flüssigkristallelemente in einem kleineren Flächenanteil als die blauen Polymer-Flüssigkristallelemente angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbpolymer-Flüssigkristalle jeweils einen Polymer- Flüssigkristall und einen dazu hinzugefügten Farbstoff oder ein dazu hinzugefügtes Pigment umfassen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff oder das Pigment in bezug auf den Polymer- Flüssigkristall in einem Anteil von 0,01 - 30 Gew.-% hinzugefügt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff oder das Pigment in bezug auf den Polymer- Flüssigkristall in einem Anteil von 0,1 - 20 Gew.-% hinzugefügt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff oder das Pigment in bezug auf den Polymer- Flüssigkristall in einem Anteil von 0,1 - 10 Gew.-% hinzugefügt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoffe oder Pigmente in im wesentlichen dem gleichen Anteil in den jeweiligen Farbpolymer- Flüssigkristallen enthalten sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile der Farbstoffe oder Pigmente in den jeweiligen Farbpolymer-Flüssigkristallen um einen Wert innerhalb eines Bereichs von ±5% auseinander liegen.

19. Anzeige-Vorrichtung, umfassend eine Lichtquelle, eine Einrichtung zum Zuführen von Wärme und die Polymer-Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Polymer-Flüssigkristallvorrichtung die auf dem Substrat angeordnete Farbpolymer-Flüssigkristallschicht umfaßt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Einrichtung zum Zuführen von Wärme eine Schreibeinrichtung und eine Löscheinrichtung einschließt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Schreibeinrichtung einen Thermokopf umfaßt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Löscheinrichtung eine Heizeinrichtung zum Löschen und einen Temperaturmeßfühler umfaßt.