DE3140078A1

DE3140078A1 - Optische fluessigkristalleinrichtung und drucker, der eine solche optische einrichtung als lichtventil benutzt

Info

Publication number: DE3140078A1
Application number: DE19813140078
Authority: DE
Inventors: Kenji Aoki; Teiji Miura; Mitsuo Nagata; Mitsuo Suwa Nagata; Haruo Nakamura
Original assignee: Suwa Seikosha KK
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1981-10-08
Publication date: 1982-04-22
Also published as: US4927242A; DE3140078C2; US4810062A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine optische Flüssigkristalleinrichtung (nachfolgend vereinfacht: optische Einrichtung) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie einen Drucker, der ein Flüssigkristallelement als Lichtventil verwendet gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

Mit fortschreitender Halbleitertechnologie sind zentrale Recheneinheiten, Speicher und ähnliches billiger geworden, und immer mehr Leute, und zwar nicht nur Datenverarbeitungsspezialisten, haben Gelegenheit, Mikrocomputer oder Bürocomputer zu benutzen und mit Ausdrucken von Computern zu arbeiten. Anders ausgedrückt besteht ein großer Bedarf dafür, das Verarbeiturigsergebnis in gleicher Weise wie übliche Dokumente auszugeben, das heißt in chinesischen Buchstaben oder Kana (Japanisehe Silbenschrift) auszudrucken. Textverarbeitungssysteme für japanische Sprache sind ein Beispiel hierfür.

Obwohl man davon ausgehen kann, daß Schaltungen und Speicher infolge ihrer ständig sinkenden Kosten für ein solches System zur Verfügung stehen, ist es noch erforderlich, daß die Drucker als Systemausgabeeinheiten ein hohes· Auflösungsvermögen von jedenfalls 32 χ 32 Punkten besitzen, das sich für den Druck von chinesisehen Zeichen eignet. Die Drucker müssen daher mit Geschwindigkeiten arbeiten, die hoch genug sind, um diese Anforderungen an die Auflösung zu erfüllen, und die die niedrige Geschwindigkeit aufgrund des Drucks mit hoher Auflösung kompensieren. Solche Drucker tragen 35

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natürlich zu den Kosten des Systems bei.

Drucker, die gegenwärtig zur Verfügung stehen und diese Anforderungen erfüllen, sind elektrofotografische Drucker, die auf der Basis von Lasern oder OFT arbeiten, sowie elektrostatische Vielstiftdrucker. Beide diese Druckerarten sind sehr teuer und ein erheblicher Kostenfaktor des Systems. Das Fehlen geeigneter Drucker stellt daher eines der Hauptprobleme dafür dar, die verschiedenen vorgenannten Systeme auf dem Markt populär zu machen, obwohl ein Bedarf nach diesen Systemen besteht. .

Diese Situation gilt grundsätzlich gleichermaßen für Faksimileeinrichtungen hoher Geschwindigkeit, Kathodenstrahlröhren, Hartkopierer und verschiedene .andere Anschlußgeräte. . ■

Auf dieser Grundlage befaßt sich die Erfindung mit einem Drucker mit einem Flüssigkristall-Lichtventil, dessen praktische Realisierung infolge einer Vielzahl von technologischen Problemen als schwierig angesehen wird. ■ .

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrofotografischen Drucker mit hohem Auflösungsvermögen, hoher Qualität, hoher Arbeitsgeschwindigkeit, einfachem und billigem Aufbau, zuverlässigem Betrieb und geringer Größe zu »

schaffen.

. f Es ist bekannt, eine Flüssigkristallanordnung als Lichtmodulator bei einem Drucker, als Signalleseeinrichturig, als Signalumsetzeinrichtung, als Lichtsignalschalturig, als Einrichtung zur Lichtmengeneinstellung

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*« as

oder einfach als Lichtventil zu verwenden (vgl. beispielsweise die japanischen Offenlegungsschriften 50-74340, 50-102343, 51-26053, 49-66149 und 51-80242). Diese Veröffentlichungen zeigen, jedoch nur prinzipielle Ideen auf, die noch nicht völlig in die Praxis umgesetzt werden konnten, da herkömmliche Flüssigkristallmaterialien und Systeme zur Ansteuerung der Flüssigkristalle zu geringe Ansprechzeiten (von einigen 10 ms bis zu einigen 100 ms) und eine Wiederholungsfrequenz. von 10 bis 1 Hz erlaubten und daher für die vorgenannten Anwendungen völlig unzufriedensteilen waren»

Aufgabe der Erfindung ist es daher ferner, eine optische Einrichtung mit Flüssigkristallen zu schaffen, die sich durch eine kurze Ansprechzeit auszeichnet und für die oben genannten Anwendungen gut geeignet ist.

Zunächst sollen der grundsätzliche Aufbau eines herkömmlichen Druckers mit FK-(Flüssigkristall)-Licht- · ventil und die Probleme eines solchen Druckers anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben werden. Eine Lichtquelle 1 beleuchtet ununterbrochen ein FK-Lichtventil 2. Das Lichtventil 2 besitzt eine Vielzahl kleiner Verschlüsse 8, die unabhängig voneinander mit Hilfe einer FK-Treiberschaltung 9 optisch geöffnet und geschlossen werden können^ so daß das Licht der Lichtquelle 1 entweder hindurchgeht oder blockiert wird. Diese Teile stellen zusammen einen Lichtsignalgenerator 10 dar. So erzeugte Lichtsignale erreichen ein lichtempfindliches Element 3 aus lichtempfindlichem Material, das an einer Ladestation 6 aufgeladen wurde. Die von den Lichtsig-" nalen getroffenen Bereiche des lichtempfindlichen-Elements 3- werden entladen. Auf diese Weise wird auf dem lichtempfindlichen Element 3 entsprechend ex-

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•j ternen Schreibsignalen ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt.

Dieses elektrostatische Bild wird an einer Entwicklungsstation 4 mit farbgebendexn Toner entwickelt und das

Tonerbild dann an einer Übertragungsstation 5 auf Aufzeichnungsmaterial, zum Beispiel Papier, übertragen, um danach an einer Pixierstation 7 fixiert zu werden. Auf diese Weise wird ein vollständig fixiertes Druck-IQ . bild erzeugt.

Da ein solches System nichts erfordert, was der. mit Präzision und hoher Geschwindigkeit arbeitenden optischen Abtasteinrichtung bei einem Laserdrucker entspräche, besitzt dieses beschriebene System viele Vorteile, wie einfacherer Aufbau und geringere Herstellungskosten. Tatsächlich jedoch ist dieser im Prinzip bekannte Drucker wegen seines grundsätzlichen Problems, nämlich der geringen Schreibgeschwindigkeit, praktisch nicht

2Q ausführbar gewesen.

Drucker für die oben erwähnten verschiedenen vorgeschlagenen Systeme erfordern eine Druckgeschwindigkeit, die es ermöglicht, daß zehn Drucke in A4 Größe pro . Hinute mit einer Auflösung von 10 Punkten pro Millimeter erzeugt werden. Anders ausgedrückt, die Druckgeschwindigkeit muß etwa 500 Zeilen pro Sekunde betragen, was bedeutet, daß; eine Zeile in 2 ms oder weniger * geschrieben wird. Die Zeit von 2 ms zum. öffnen der

3Q- Verschlüsse kann mit herkömmlichen verdrillten nema- ^

tischen Flüssigkristallen (TN-FK), die mit üblicher Wechselspannung angesteuert werden, nicht erreicht werden.. ·

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-j Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen herkömmlichen Drucker, ■ Fig. 2 ein FK-Lichtventil,

Fig. 3 eine grafische Darstellung des Frequenz- -jQ gangs der dielektrischen Anisotropie einer

Flüssigkristallverbindung,

Fig» 4 einen Querschnitt durch ein FK-Lichtventil

-c Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur

Messung des Ansprechverhaltens der Lichttransmission des FK-Lichtventils gemäß der Erfindung,

2Q Fig. 6a

bis 6e grafische Darstellungen von Signalverlaufen eines für die vorliegende Erfindung verwendeten Steuersignals und von Ansprech-" kennlinien,

Fig. 7 .eine grafische Darstellung des Frequenz- ·

gangs der dielektrischen Anisotropie des von der Firma Merck' & Co. hergestellten nematischen Flüssigkristall Nr. 1058, m wobei die Kurve (a) die Kennlinie des

Flüssigkristalls, dem kein optisch aktives Material zugesetzt wurde, und die Kurve (b) die Kennlinie des Flüssigkristalls mit zugesetztem optisch aktivem Material

zeigen,

Fig. 8a

und 8b grafische Darstellungen des Ansprechverhaltens von herkömmlichen Flüssigkristallen

bezüglich der Lichttransmission,

Fig. 9 eine'grafische Darstellung des Ansprechverhaltens eines Flüssigkristalls gemäß. •J0 der Erfindung,

Fig. 10 eine grafische Darstellung des Frequenzgangs der dieleketrischen Anisotropie einer für die vorliegende Erfindung verwendeten Flüssigkristallverbindung, wobei die Kurve ·

(a) die Kennlinie einer Flüssigkristall-• verbindung, der kein optisch aktives

Material zugesetzt wurde, und die Kurve

(b) die Kennlinie mit zugesetztem optisch aktivem. Material zeigen,

Fig. 1? in einer grafischen Darstellung die Abhängigkeit der Frequenz fc von der Menge des zugesetzten optisch aktiven Materials,

Fig. 12a

bis 12c ""· Steuersignale für das FK-Lichtventil gemäß der Erfindung,

Fig. 13a. - ·

bis 13d in grafischen Darstellungen das Ansprechverhalten des FK-Lichtventils gemäß der Erfindung,

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Fig. 14 in einer grafischen Darstellung die

Lichtdurchlässigkeit des FK-Lichtventils gemäß der Erfindung,

Fig. 15 einen Lichtsignalgenerator gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 15a einen Vorderaufriß, Fig. 15b einen Seitenaufriß, teilweise im Schnitt, und Fig. 15c eine Draufsicht zeigen,

Fig. 16 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer bei der vorliegenden Erfindung eingesetzten FK-Lichtventileinheit,

Ί5 . Fig. T 7 eine Querschnittsansicht der FK-Lichtventileinheit,

Fig. 18a ein Blockschaltbild einer Treiberschaltung für das FK-Lich.tventil,

·

Fig. 18b Signalverläufe von Signalen der Treiberschaltung,

Fig. 19 ·

· bis 23 Darstellungen zur Erläuterung optischer

Prozesse, die bei der Erfindung eingesetzt werden,

Fig. 24 den· Aufbau eines Flüssigkristallfeldes,

Fig. 25 in einer grafischen Darstellung Ansprech- . kennlinien eines verdrillten nematischen Flüssigkristalls,

I. ": : .: ·: *:■ 3U0078

■j Fig. 26 eine grafische Darstellung zur Erläuterung ·

eines Flüssigkristallsteuersignals

Fig. 27 den allgemeinen Frequenzgang der dielektrisehen Anisotropie einer Flüssigkristall-

zusammensetzung, bei der eine dielektrische Relaxation auftreten kann und die dielektrische Anisotropie reversibel ist,

Fig. 28 Flüssigkristallsteuersignale mit zwei

schaltbaren Frequenzen,

Fig. 29

und 30 Ansprechkennlinien einer nematischen Flüssigkristallzusammensetzung mit

dielektrischer Relaxation, die sich bei selektivem Anlegen von Signalen zweier Frequenzen ergeben,

Ansprechkennlinien optischer Einrichtungen gemäß der Erfindung,

FlüssigkristallSteuersiqnale,

• Ansprechkennlinien optischer Einrichtungen gemäß der Erfindung,

Fig. 36 die Ganghöhe einer Flüssigkristallzusammensetzung in Abhängigkeit von der Menge zugesetzten optisch aktiven Materials,

Fig. 37, . .

38 und 39 Flüssigkristallsteuersignale,

20	Fig. und	31 32
	Fig.	33
25	Fig·, und	34 35

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Fig.	47
und	48
Fig.	49
und	50

Fig. 40, 41

und 42 Ansprechkennlinien eines Flüssigkristalls,

Fig. 43,44 .

45 und 46 Stabilitätskennlinien eines Flüssigkristalls_r

ein Flüssigkristalleld gemäß einer Ausführurigsform der Erfindung,

Fig. 49

Signalverläufe bzw. ein Blpckschaltbild einer Schaltung gemäß einer Ausführungsform,

Fig. 5t ein Blockschaltbild einer integrierten

Schaltung zur Ansteuerung des Flüssigkristalls gemäß dieser Ausführungsform und

Fig. 52

bis 60 andere Ausführungsformen der Erfindung.

Fig. 3 zeigt .den Frequenzgang der allgemeinen dielektrischen Anisotropie eines nematischen Flüssigkristalle, der bei einer relativ niedrigen Frequenz eine dielektrische Relaxation entwickelt und im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die dielektrische Anisotropie ist positiv· bei Frequenzen fl, die unterhalb der Nulldurchgangsfrequenz fc liegen, und negativ- bei Frequenzen fh, die über der Nulldurchgangsfrequenz fc liegen. Die dielektrische Anisotropie ist für die Frequenz" f 1 mit AtL und für die Frequenz fh mit Δ. ε H angegeben, wobei A£L>0 und Δ£Η<0 sind. Wird ein nematischer Flüssigkristall mit dieser

A6

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Eigenschaft für ein TN (verdrilltes nematisches)FK-Eleinent verwendet, dann verlaufen die Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle parallel zur Richtung des entstehenden elektrischen Feldes, wenn ein Signal der Frequen:: fl angelegt wird, während sie normal zur Richtung des elektrischen Feldes verlaufen, wenn ein Signal der Frequenz fh angelegt wird. Auf jeder Seite der Flüssigkristallschicht der verdrillten nematischeη Orientierung ist jeweils ein Polarisator angeordnet, deren Polarisationsebenen senkrecht zueinander liegen. Bei einer solchen Anordnung wird der Lichtdurchgang verhindert, wenn ein Signal der Frequenz . fl anliegt, und der Lichtdurchgang freigegeben, wenn ein Signal der Frequenz' fh anliegt. Ein solches Element hat daher die Funktion eines FK-Lichtventils, das durch Anlegen eines Signals der Frequenz f1 gesperrt und durch Anlegen eines Signals der Frequenz fh erregt bzw. geöffnet werden kann.

Fig. 4 zeigt, den Aufbau eines Flüssigkristallfeldes eines FK-Lichtventils. 11 ist eine Glasplatte, die Signalelektroden 16, 16-1 und 16-2 trägt. Die Elektrode 16 ist ein transparenter Körper etwa aus Indiumoxid, oder Zinn(II)-Oxid, während die Elektroden 16-1 und 16-2 aus Chrom bzw. Gold bestehen. Eine Glasplatte 12 trägt Sammelelektroden 17, 17-1 und 17-2. Die Elektrode 17 ist transparent, während die Elektroden .17-1 und. 17-2 undurchsichtige Körper, etwa aus Metall, sind. 18 ist ein transparenter Teil, der den. Ver-Schlüssen 8 von Fig. 2 entspricht. Die beiden Glasplatten sind mittels Dichtgliedern 13 aneinander befestigt, so daß ein Raum 14 geschaffen wird, in welchem die; Flüssigkristallverbindung abgedichtet ist. T5 sind Polarisatoren.

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-j Vor der Beschreibung eines Druckers sollen die vorteilhaften Merkmale eines FK-Lichtventils gemäß der Erfindung beschrieben werden, das vom Ansprechverhalten des durch das FK-Lichtventil übertragenen Lichts . Gebrauch macht.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer optischen Meßeinrichtung, die dazu benutzt wurde, das Lichttransmissionsverhalten eines FK-Lichtventils gemäß der Erfindung zu messen. Licht von einer Lichtquelle 19 wird mittels einer Linse 20 in parallele Lichtstrahlen 21 umgewandelt, die ein FK-Lichtventil 22 beleuchten. Das Lichtventil 22 wird von einer Treibereinheit 24 angesteuert, um Licht durchzulassen, das dann auf einen Lichtdetektor 23 fällt. Von einem Verstärker 25 verstärkte Signale 29 werden in. einem digitalen Speicher 26 aufgrund .von Synchronsignalen 28 von der Treibereinheit 24 gespeichert. Signale 30 vom Speicher 26 werden in einem Aufzeichnungsgerät 27-aufgezeichnet. Das Lichttransmissionsverhalten (Lichttransmissions-Ansprechempfindlichkeit).eines FK-Lichtventils wurde auf diese Weise gemessen. Werte bezüglich der Flüssigkristallverbindurig wie die dielektrische Anisotropie, die Frequenz- fc und ähnliche in dieser Beschreibung erwähnte Werte wurden mit Hilfe von Multifrequenz-LCR-Meßinstrumenten 4274Ä und 4275A, die von" der Firma YHP & Co. hergestellt werden, gemessen.

Die für ein FK-Lichtventil notwendigen Eigenschaften sind folgende:

(1) Das Lichtventil soll eine hohe Wiederholungsfrequenz und keine Hysterese haben und

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·} (2) das Lichtventil sollte im geöffneten Zustand eine hohe .Lichtdurchlässigkeit besitzen.

Dies sind zwei wichtige Eigenschaften, die erfüllt ■ 5 werden müssen. Der Kehrwert der Wiederholungsfreguenz ist die Zeitspanne zum Schreiben einer Zeile.

Die Forderung, daß das Lichtventil keine Hysterese haben soll, ist ein sehr wichtiger Punkt. Herkömm- · licherweise beruhte ein dynamisches Steuersystem für Flüssigkristalle auf einem kumulativen Ansprecheffekt, der ein Hystereseeffekt eines Flüssigkristalls ist. Dieser Effekt wurde für gewöhnliche verdrillte nematische Flüssigkristalle und ein dynamisches Zweifrequenzsteuersystem angewandt. Dieser Effekt ist jedoch nachteilig für ein FK- Lichtventil hoher Geschwindigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung und sollte daher so weit wie möglich verhindert werden. Der Hystereseeffekt kann dadurch verringert werden, daß während der Zeit für einen Einschreibvorgang ein Signal der Frequenz- f 1 angelegt wird, um den Potentialpegel im Flüssigkristall ständig gleichmäßig zu machen, und da.ß dann der Flüssigkristall für das nächste Schreibintervall angesteuert wird.

Der Ausdruck "im geöffneten Zustand" bei. der obigen Forderung (2) bedeutet, daß ein Signal zum. öffnen der Verschlüsse anliegt oder die Verschlüsse tatsächlich offen sind (beides hat im wesentlichen, dieselbe Bedeutung). Der Ausdruck "Öffnungsintervall", wie er nachfolgend ben.utzt werden wird, bedeutet die Zeitspanne., wäarend welcher ein Signal zum öffnen der. Verschlüsse anliegt.

Die Lichtdurchlässigkeit eines FK-Lichtventils soll

nun unter bezug auf Fig. 6 erläutert werden. Fig. 6 zeigt bei (a) eine ideale Lichtdurchlässigkeit, ' wie sie sich ergeben sollte, wenn die· bai (b) gezeigten Signale an das FK-Lichtventil angeLegt werden. In Fig. 6 ist V1 eine Spannung, T1 ein Schreibintervall und T2 das. öffnurigsintervall. Das während des Öffnungsintervalls T2 angelegte Signal 31 besitzt eine Frequenz fh, die höher als die Frequenz fc ist. Eine Zeitspanne r.1,. nachdem das Signal 31 angelegt wurde, läßt der Verschluß 100% Licht durch (es wird angenommen, daß die Lichttransmission 100% ist, wenn die Polarisier ungs ebenen der beiden Polarisatoren einander parallel sind, während die Lichttransmission 0% ist, wenn die Polarisationsebenen, senkrecht zueinander stehen). Die Frequenz des während eines Intervalls T3

. angelegten Signals 32 ist fl, die unterhalb der Frequenz fc liegt. Der Verschluß wird eine Zeitspanne x.2 nach Verschwinden des Signals 31 geschlossen. Obwohl das · Intervall T2¹ gleich dem Intervall T2 ist, unterscheidet sich die Frequenz des während des Intervalls T2¹ angelegten Signals 33 von der Frequenz fh derart, daß der Verschluß nicht geöffnet wird (während die Frequenz des Signals 33 irgendeinen Wert haben kann ■ und sogar höher als fc sein kann, solange sie den Verschluß nicht öffnet, ist es aus Gründen der einfachen Signalerzeugung vorzuziehen, daß diese Frequenz ebenfalls f1 ist).

Es. sollen nun die Signale zur Ansteuerung des FK-Lichtventils gemäß der Erfindung beschrieben werden.

Wie in Fig. 6 bei (b) dargestellt, stellt T1 ein Schreibintervall, T2 ein öffnungsinterva.il, T2¹ ein Nicht-Öffnungsintervall und T3 ein SchließIntervall

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•j . dar. Das Schreibintervall T1 setzt sich aus dem Öffnungsintervall T2 und aus dem SchließIntervall T3 oder aus dem Nicht-Öffnungsintervall T2¹ und dem Schließintervall T3 zusammen. Das Signal der Frequenz fh wird grundsätzlich während des öffnungsIntervalls T2 angelegt. Ein. Signal anderer Frequenzen zum öffnen des Lichtventils reicht allerdings aus (beispielsweise kommt eine Kombination der Frequenzen fh und f1 ' in Betracht, wenn fh mit hoher Verlässlichkeit das

-jQ Lichtventil öffnet) . Das Signal der Frequenz fl wird grundsätzlich während des SchließintervalIs T3 angelegt. Allerdings kömmt auch hier ein Signal anderer Frequenzen zum Schließen des Lichtventils in Frage (beispielsweise eine Kombination der Frequenzen

-c fl und fh, wenn fl mit hoher Verlässlichkeit das Lichtventil schließt). Während des Intervalls T2¹ wird ein Signal angelegt, daß das Lichtventil nicht öffnet. Genauer gesagt reicht ein Signal, von dem anzunehmen ist, daß es das Lichtventil öffnet, dies

ο« aber während des Intervalls T2¹ wegen des langsamen Ansprechens nicht tut. Beispielsweise kann es sich um ein Signal einer Nullspannung handeln, um ein Signal einer Frequenz die höher als fc ist, wenn das Ansprechverhalten langsam ist, oder ein Signal

2c der Frequenz, fl. Die vorgenannten Signal können

Rechtecksignale, Sinussignale oder Signale anderer. ■ Wellenformen sein.

Es soll nun erneut das Lichtdurchlässigkeits-Ansprech-2Q verhalten beschrieben werden.

Bei einem idealen Lichtdurchlaßvermögen, wie es in Fig. 6 (a) gezeigt ist, ergeben sich kur.ze Zeitspannen r1 und t2, besteht eine Lichtdurchlässigkeit

am *·*

von 100%, tritt keine Hysterese- auf (das Ansprechverhalten wird nur vom angelegten Signal und ungeachtet früherer Zustände r-1, r-2, r-3,-r~4 mit demselben Ansprechverhalten bestimmt) und. schließlich ist das 'Schreibintervall kurz. Beim Beispiel Cc) tritt zwar keine Hysterese auf, die Lichtdurchlässigkeit erreicht aber nicht 100%. Ein FK-Lichtventil mit diesem Verhalten (c) ist zufriedenstellend, da keine Unregelmäßigkeiten im Lichtdurchlässigkeitsverhalten

-JO auftreten und die durchgelassene Lichtmenge durch Verwendung einer stärkeren Lichtquelle erhöht werden kann. Im Beispiel (d) in Fig. 6 sind r-1, r-2, r-3 undr-4 alle unterschiedlich und die Lichtdurchlässigkeit erreicht nicht 100%. Bei (e) wird in einigen Fällen

Ig ■ eine Lichtdurchlässigkeit von 100% erreicht, aber das Ansprechverhalten bzw. die Schaltzeiteri sind unterschiedlich. Bekannte Flüssigkristallanzeigen mit verdrilltem nematischem Flüssigkristall und Zwei-Frequenzsteuerungsanzeigen beruhten auf einem kumulativen Ansprecheffekt für die Anzeige. Obwohl Flüssigkristalle eine extrem große Hysterese -aufweisen, sollte ein solcher Effekt so weit wie möglich -verringert werden, um Eigenschaften zu erzielen, die für FK-Lichtventile geeignet sind.

Es werden nun tatsächliche Messungen beschrieben.

Fig.· 7 zeigt bei (a) den Frequenzgang der dielektrischen Anisotropie eines nematischen Flüssigkristalls Nr. 1085, der von der Firma- Merck & Co. hergestellt

■ jo wird und als ein Flüssigkristall bekannt ist, der dielektrische Relaxation besitzt. Die Schicht dieses Flüssigkristalle hatte eine" Dicke von "5 μπι und wurde hinsichtlich der Lichtdurchlässigkeit bei einer Temperatur von 40⁰C, fI=TkHZ, Tl=2ms, T2=1ms, V1=3OV und fh=i00k'Hz und 13OkHz gemessen. Die Meßergebnisse

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sind in Fig. 8 bei (a) und (b) gezeigt. Während des Zeitintervalls T2 wird ein Signal der Frequenz fh angelegt, und während der Zeitintervalle T2' und T3 Signale der Frequenz fl. Bei (a) besitzen r-1 und r-2 dasselbe Ansprechverhalten unabhängig von vorherigen Zuständen, wobei·die maximale Lichtdurchlässigkeit .25% beträgt, jedoch sind diese Eigenschaften für ein FKrLichtventil ausreichend. Im Fall von (b) ist die Lichtdurchlässigkeit bei r-1 und r-2 verschieden, so daß dieses Verhalten für ein FK-Lichtventil nicht geeignet ist. Das Beispiel von (a) ,obwohl annehmbar, hat eine Lichtdurchlässigkeit von 25%, was relativ schlecht ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, ■ daß die Lichtdurchlässigkeit stark mit der Frequenz

•j5_ fh variiert und das Ansprechverhalten sich in ähnlicher Weise mit leichten Temperaturänderungen ändert. Die vorliegende Erfindung beseitigt all diese Probleme und schafft ein FK-Lichtventil, das mit einer ziemlich hohen Geschwindigkeit arbeitet und eine erhöhte Lichtdurchlässigkeit besitzt.

Gemäß wesentlichen Merkmalen der vorliegenden Erfindung wird zunächst ein optisch aktives Material einem nematische!) Flüssigkristall Zugesetzt, der dielektrische Relaxation bewirken kann, um einen cholesterinischen Flüssigkristall zu erzeugen, der in der Lage ist, dielektrische Relaxation zu verursachen und durch Signale der Frequenzen fl und fh ansteuerbar ist (wenn hier von cholesterinischen Flüssigkristallen die Rede ist, dann umfaßt dies nicht nur Derivate von Cholesterol, sondern auch Flüssigkristallverbindungen, die durch Zusatz eines optisch aktiven Materials, wie eines chiralischen nematischen Flüssigkristalls zu einem nematische!·. Flüssigkristall eine cholesterinische Flüssigkrir.tallordnung erhalten haben) .

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* · 8 Λ

•j Zweitens ist die Schraubenganghöhe des cholesterinischen Flüssigkristalls der Erfindung im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen, den beiden Glasplatten. Drittens kann, da die .Anzeige (zum Schalten zwischen Hell und Dunkel) auf der Eigenschaft der Polarisatoren beruht, ein FK-Lichtventil völlig geschlossen werden. Viertens, wie bei (b) -in Fig. 6 gezeigt, wird der Verschluß geschlossen und dann geöffnet, um wiederholt geöffnet zu werden, das heißt

•jQ das Zeitintervall T2 des Anliegens eines Signals der Frequenz fh ist konstant, und ein Signal der Frequenz fl wird während des Zeitintervalls T3 innerhalb des Zeitintervalls T1 für einen einzigen Schreibvorgang ■ angelegt. Das" Lichttransmissionsansprechverhalten

-ic- eines FK-Lich. tventil s gemäß der Erfindung, welches die' vorgenannten Merkmale besitzt, soll nun beschrieben werden-

. Fig. 9 zeigt dieses Lichttransmissionsansprechverhalten des FK-Lichtventils gemäß der Erfindung. Die Meßbedingungen sind folgende: Dicke der Flüssigkristallschicht ά=5μπι, Temperatur 35°C, fl=2kHz, fh=130kHz, T1=2ms, T2=Tms und V1=3OV. .

Die maximale Lichtdurchlässigkeit liegt hier bei 100%, anders als beim Beispiel (al in Fig. 8, wo die maximale Lichtdurchlässigkeit 25% betrug.

Die Unterschiede" zwischen den Beispielen der Fig. 8 und zn . 9 beruht auf dem Unterschied der verwendeten Flüssigkristallverbindurigen. Bei den Beispielen von Fig- 8 wurde der nematische Flüssigkristall Nr. 1085 der Firma Merck & Co. verwendet, während beim Beispiel von Fig. 9 in erfindurigsgemäßer Weise ein cholesterinischer

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Α * # ί

α f* · η
β ft - pt,

•j Flüssigkristall mit großer Schraubenganghöhe benutzt und dadurch hergestellt wurde, daß zum vorgenannten nematischen Flüssigkristall 3 Gewichtsprozent des optisch aktiven Materials 4-(2-Methylbutyl)"-4'-Zyanbiphenyl hinzugesetzt wurde. Der Frequenzgang der dielektrischen Anisotropie dieser Flüssigkristallverbindung ist" in Fig. 7 bei (b) gezeigt. Aus dieser Darstellung ergibt sich, daß die Nulldurchgangsfrequenz . fc höher als die der Kurve (a) liegt, die sich er- · gibt, wenn kein optisch aktives Material zugesetzt

wird. Ferner hat der erfindungsgemäße Flüssigkristall gemäß der Darstellung in Fig. 7 bei 0 Hz eine größere dielektrische Anisotropie als der der Kurve (a) entsprechende Flüssigkristall. Der Zusatz eines optisch <j5 . aktiven Materials führt daher in vorteilhafter Weise zu einer größeren dielektrischen Anisotropie und Lichtdurchlässigkeit des FK-Ventils. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Hysterese ausgeschaltet wurde.

Die vorliegende Erfindung soll nun hinsichtlich ihrer Nützlichkeit unter bezug auf Beispiele· anderer Flüssigkristallzusammensetzurigen beschrieben werden. Die in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführten nematischen Flüssigkristalle sind im wesentlichen dieselben wie jene im Beispiel 3 der japanischen Patentanmeldung Nr. 55-81246 beschriebenen.

Α14Ί5

Tabelle

η — C₈ H

₁₇

•u—C₅H₁₁

B-C₆H₁₃

~C₃ H

Verbindungen H₁₅ — η

Oll

■ η ^s/ — - — \si ■" "2

H-C H₇-^)-C 0 0-^— OC₄H₉-η

η—

n—C₆ H j_

O 0—®—O C₂ H₅

CN

C₅ H — prozentualer Änteil (Gew. %)

6 6 & 6

12 12 12 12 6

30 ""V*/" stellt ein Transcyclohexan und ^cT>. einen Bezolring dar.

Fig. 10 zeigt bei (a) den Frequenzgang, der dielektrischen Anisotropie der in Tabelle 1 angegebenen Flüssigkristallverbindungen und bei (b) den Frequenzgang der dielektrischen Anisotropie einer cholesterinischen Flüssigkristallverbindung mit einer großen Schraubenganghöhe, die durch ' Zusatz von 3,05 Gewichtsprozent des vorgenannten optisch aktiven Materials 4-(2-Methylbutyl)-4'-Zyanbiphenyl zu den Verbindungen mit dem Frequenzgang gemäß Kurve (a) erhalten wurde. Fig. 11 zeigt die Nulldurchgangsfrequenz' fc in Abhängigkeit von der Menge des zu den nematischen . Flüssigkristallverbindungen der obigen Tabelle zugesetzten optisch aktiven Materials, während Fig. 13 zeigt, wie sich das Liehttransmissionsansprechverhalten ändert, wenn die Menge des zugesetzten optisch aktiven Materials

15· geändert wird.

Fig. 13 zeigt bei (a), (b), (c) und (d) das jeweilige Verhalten der Verbindungen bei 0, 0,6, 2,45 bzw. 3,05 zugesetzten Gewichtsprozent des optisch, aktiven Materials.

Die Kurven I, II und III beruhen auf den unterschiedlichen angelegten Signalen, die in Fig. 12 gezeigt sind. Es . soll zunächst Fig. 12 beschrieben werden. T2, T3 und T2' haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 6(b). Fig. 12(a) zeigt einen kombinierten Signalverlauf mit einer Frequenz fh während 1 ms und einer Frequenz f1 während einer weiteren ms. Diese Signalkombination wird wiederholt angelegt. Fig. I2(b) zeigt einen Signalverlauf mit einer Frequenz fh während 1 ms und der Frequenz f1 während 3 ms. Diese kombinierten Signale werden wiederholt angelegt. Fig. 12 (c) zeigt einen Signalverlauf . mit der Frequenz fh während 1 ms und der Frequenz fl während 15 ms. Diese kombinierten Signale werden wiederholt angelegt. Das Signal (a) dient für wiederholtes öffnen, das Signal (b) für ein einmaliges öffnen während

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zwei Schreibintervallen und das Signal (c) für ein einmaliges Öffnen während vier SchreibIntervallen. Ein ideales FK--Lichtventil muß in den Fällen aller Signale (a), (b) und (c) das gleiche Ansprechverhalten während des Intervalls T2 zeigen. Die Messungen wurden bei einer Temperatur von 4O⁰C, einer Dicke der Flüssigkristallschicht von d=5jim, einer Frequenz fh=100kHz und der Frequenz fI=IkHz durchgeführt.

Fig. 13(a) zeigt das Ansprechverhalten des Flüssigkristall, dem kein optisch aktives Material zugesetzt wurde, Im Fall der Kurve I wird das FK-Lichtventil nicht .geschlossen, und die Kurven II und III unterscheiden sich im. Lichtdurchlässigkeitsverhalten. Fig. 13(b) zeigt das Ansprechverhalten für den Fall von 0,6 Gewichtsprozent zugesetztem optisch aktiven Material. Dieses Verhalten • gemäß Fig. 13 (b) ist besser als das von Fig. 13(a) , da hier die Kurve I ein besseres Ansprechverhalten auf die angelegten Signale anzeigt. Fig. 13(c) zeigt das Ansprechverhalten für den Fall von '2,45 Gewichtsprozent zugesetztem optisch aktiven Material. Während hier die Kurven II und III ideal sind, zeigt die Kurve I eine geringe Lichtdurchlässigkeit, die jedoch ausreichend ist, wenn man die Wiederholungsfrequenz um die Hälfte verringert mit T2=1 ms und T3=3 ms. Fig. 13(d) zeigt das Ansprechverhalten für den Fall, von 3,05 Gewichtsprozent zugesetztem optische aktiven Material. Die charakteristische Kurve stimmt in diesem Fall völlig mit dem Ansprechverhalten eines idealen FK-Lichtventils überein, wie es in Fig. 6(a) gezeigt ist. Die Schreibperiode ist 2 ms, und ermöglicht einen Betrieb mit hoher Geschwindigkeit.

Das FK-Lichtventil, dessen Lichttransmissionsansprech-35

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■ verhalten bzw. Lichtdurchlässigkeitsverlauf gemäß Darstellung in Fig. 13(d) ist, ist für die Verwendung, als Lichtsignalgeber in einem Schnelldrucker völlig zufriedenstellend.

Aus der vorangegangenen Beschreibung geht hervor, daß ein FK-Lichtventil, das bisher nur als Idee existierte ·. und nicht'in die Praxis umgesetzt werden konnte, aufgrund der Erfindung nunmehr praktisch realisierbar geworden ' ist. .

• Es wird nun erneut auf den Aufbau des FK-Lichtventils . gemäß der vorliegenden Erfindung bezug genommen. Der Aufbau des Flüssigkristallfeldes ist in Fig. 4 gezeigt.

-j5 Die beiden Glasplatten sind so behandelt, daß sich eine horizontale Molekülausrichturig ergibt.. Die beiden Glasplatten müssen nicht unbedingt senkrecht zueinander . ■ ausgerichtet sein. Eine parallele Ausrichtung sollte jedoch vorzugsweise vermieden werden, da in einem.

solchen Fall das Verhältnis der dufchgelassenen Lichtmenge des geöffneten FK-Lichtventils zur durchgelassenen Lichtmenge des geschlossenen FK-Lichtventils klein wäre. Zwei Polarisatoren sind an den Außenseiten der Glasplatten angeordnet. Wenn die Polarisationsebenen der Polarisator senkrecht zueinander verlaufen,wird, wenn das FK-Lichtventil geschlossen ist, die durchgelassene Lichtmenge auf ein Minimum reduziert (geringes Lecklicht) ,. wobei dieses Lecklicht durch Einstellen der Polarisationsebene steuerbar ist. Die Ausrichtung der eingeschlossenen Flüssigkristallmoleküle ändert sich mit der Dicke der Flüssigkristallschicht und der Menge des optisch aktiven Materials. Beim Beispiel von Fig. 13 (d) (wo eine Behandlung für eine horizontale Ausrichtung mit senkrecht zueinander verlaufenden Orientierungsrich-

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tungen vorgenommen wurde) liegt eine Schraubenanordnung mit einem Drehwinkel von einer Umdrehung plus 90°, das heißt 450°, vor, wenn kein elektrisches Feld anliegt. Dabei erscheint der Flüssigkristall in einer hellblauen Farbe', da die Schraubenganghöhe klein ist. Wenn ein Signal der Frequenz fl angelegt wird, richten sich die Flüssigkristallmoleküle parallel zum angelegten elektrischen Feld aus und verlieren die optische Aktivität, was infolge der Wirkung der Polarisatoren zu einer dunklen Farbe führt* Wird das elektrische Feld entfernt, werden nur Teile, die dem elektrischen Feld · ausgesetzt waren, entfärbt. Die Moleküle sind jetzt in einer schraubenförmigen Konfiguration mit einem Preh- bzw. VerdrillungswinkeT von 270° angeordnet.

Nach Ablauf einer gewissen Zeit, nachdem das elektrische Feld entfernt wurde, kehren die Flüssigkristallmoleküle in ihren anfänglichen Ordnungszustand zurück. Wenn ein Signal der Frequenz fh angelegt wird, wird angenommen, daß die Moleküle ebenfalls in einer schraubenförmigen Anordnung mit 270° liegen, wie dies unter bezug auf Fig. 14 erläutert werden soll. Wenn kein elektrisches Feld anliegt, ist die Lichtdurchlässigkeit C1 und beträgt • nahezu 100%. Wenn ein Signal der Frequenz fl bei E1 angelegt wird, wird die Lichtdurchlässigkeit 0%.. Wenn das elektrische Feld bei E2 entfernt wird, erreicht die Lichtdurchlässigkeit C2, das heißt 100%..Nach einer Weile verringert sich die Lichtdurchlässigkeit auf den Wert C3, der die gleiche Größe wie der Wert Ci hat. Bei E3 wird ein Signal der Frequenz- fl angelegt und bei E4 ein Signal der Frequenz:"fh, woraufhin die Lichtdurchlässigkeit C4 wird, was gleich C2 und-damit 100% xsfc. Das Anlegen eines Signals der Frequenz fl bei E5 verringert die Lichtdurchlässigkeit auf 0%, Dies stellt da.s Lichttransmissionsansprechverhalten dar_f das das gleiche ■ .

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ist, wie es in Fig. 13(d) gezeigt ist. Wie oben beschrieben, sind die Flüssigkristallmoleküle stabil, wenn sie in einer schraubenförmigen Anordnung um 450° gedreht sind, besitzen jedoch einen guasi-stabilen Zustand bei einer schraubenförmigen Drehung um 270°, · wenn sie mit hoher Geschwindigkeit auf die angelegten • Signale ansprechen. Wenn ein Signal der Frequenz fl an eine Schicht der Flüssigkristallverbindung mit einer Dicke von 8 um angelegt wird, dann ist die Flüssigkristallschicht in einem trüben Zustand. Anhaltendes Anlegen des Signals fl führt zum Verschwinden . dieser Trübung,und das Anlegen eines Steuersignals erlaubt den normalen Betrieb der Flüssigkristallschicht. Wenn das Steuersignal angelegt wird, während die Flüssigkristallschicht trüb ist, verringert sich jedoch die Lichtdurchlässigkeit. Um mit diesem Problem fertig . zu werden, ist es notwendig, bei einer so dicken Flüssigkristallschicht fortgesetzt das Signal der Frequenz fl anzulegen, bis die Trübung der Flüssigkristallschicht verschwunden ist.

Hat die Schicht der vorgenannten Flüssigkristallverbindung eine Dicke von 4 μια, dann tritt die vorerwähnte Erscheinung nicht auf, und die Moleküle sind zu allen Zeiten schraubenförmig angeordnet' und um 270° verdrillt. Diese Flüssigkristallschicht hat eine Lichtdurchlässigkeit, die an allen in Fig. 14 angegebenen Punkten CT, C2, C3 und C4 100% beträgt.

Dies weist darauf hin, daß selbst bei Unregelmäßigkeiten der Dicke in ein und derselben Zelle und Unregelmäßigkeiten der Lichttransmission in betrieblosem Zustand das Anlegen eines Signals der Frequenz fl während eines bestimmten Intervalls Unregelmäßigkeiten des durchge-

Α19/2Γ

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lassenen Lichts eliminiert und zu einer gleichförmigen Lichtdurchlässigkeit führt (das Anlegen eines tatsächlichen Steuersignals dauert länger, führt aber zum selben Ergebnis, wenn nur ein .Signal der Frequenz fl angelegt wird). Daher leidet ein großes Flüssigkristallfeld mit.20 cm Länge zur Verwendung als FK-Lichtventil nicht unter Unregelmäßigkeiten der Dicke und kann sehr leicht aufgebaut werden, ein Vorteil, der für eine optische Schreibeinrichtung gemäß der Erfindung sehr wichtig ist.

Die Vorteile eines FK-Lichtventils gemäß der Erfindung sind im Hinblick auf das Liehttransmissionsansprechverhalten beschrieben worden. Ein LichtSignalgeber mit •J5 einem FK-Lichtventil soll nun anhand einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden.

Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 15 (a.) einen Vorderaufriß, Fig. 15(b) einen Seitenaufriß, zum Teil im Schnitt und Fig. 15(c) eine Draufsicht zeigen. 101 ist ein Gehäuse für eine Einheit gemäß der Erfindung. 102 ist eine Halogenlampe. 103 sind . elektrische Kontakte. 104 ist ein Filter zur Absorption infraroter Strahlung. 105 ist eine Stablinse. 106 ist eine Befestigurigsplatte für die FK-Lichtventileinheit

110. 107 ist eine Feder. 108 sind Schrauben zur Befestigung einer Fokussierungslinse. 109 sind Schrauben zur Befestigung der Befestigungsplatte für das FK-Lichtventil. 111 sind Schrauben zur Befestigung des Gehäuses. 113 ist eine lichtempfindliche Trommel. 114. ist ein Gehäuse für eine Kopier anordnung. .115 sind Anschlußfahnen zur Zufuhr elektrischen Stroms" zur Halogenlampe. .116 ist der Fa.den der Halogenlampe. 117 ist eine Grädientindex-Faserfeldlinse (Faserlinse) und 118 sind Schrauben zur

.

Befestigung dieser Faserlinse. Von dem Fäden der Halogenlampe 116 erzeugtes Licht beleuchtet die FK-Lichtventileinheit 110 über die Stablinse 105. Die Faserlinse 117 ist so angeordnet, daß die FK-Lichtventileinheit und die lichtempfindliche Trommel 113 in konjugierten Längen der Faserlinse 117 angeordnet sind. Die Stablinse kann durch eine Faserlinse, aber auch letztere durch eine Stablinse ersetzt werden.

-JO Obwohl die Lichtquelle als Halogenlampe beschrieben wurde, kann es sich auch um eine Leuchtstofflampe, eine Blitzlampe oder ähnliches handeln. Die Lichtquelle und die Linsen können in verschiedenen Kombinationen angeordnet werden und .sollten unter Berücksichtigung

Ί5 einer Ausgeglichenheit des Gesamtaufbaus der Einheit positioniert werden. Eine Leuchtstofflampe sollte verwendet werden,· falls zu befürchten steht, daß die entstehende Hitze Probleme verursacht.

Fig. 16 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der FK*-Lichtventileinheit und Fig. 17 eine Ouerschnittsansicht der Einheit. Licht von der Fokussierungslinse tritt in. einen Polarisator B 201 ein, wird durch ein ■ B Glas 202 mit Sammelelektroden und einen NESA Film aus In₃O₃, der an dem B Glas 202 befestigt ist, übertragen, läuft durch Schlitze 216 in einem Film. 204 aus Cr und einem Film aus Au "auf dem NESA Film 203. Diese Schlitze 216 haben eine Abmessung von etwa 40 μΐη. Licht, das durch die Schlitze 216 gelaufen ist, erreicht NESA Filme 211 aus In₂O₃, die an einem Ä Glas angebracht sind. Die NESA Filme 211 sind in einem Muster mit Abständen von 0,1 mm auf dem A Glas 212 angeordnet. Die NESA Filme 211 haben eine Breite von 80 μπι und einen Abstand von 20 um. Der Musterabstand wird durch

Ά21/22

das Auflösungsvermögen, das bei einem Drucksystem gefordert wird, bestimmt,und es ist möglich, ein Auflösungsvermögen von 10 Zeilen pro Millimeter für ein Drucksystem zum Druck hochqualitativer Drucke zu erzielen. Je höher das Auflösungsvermögen, desto höher liegen die Kosten. Jedoch ergibt sich keine extreme Kostensteigerung bei einem flüssigkristallgetriebenen Schaltelement. Die entgegengesetzten Elektroden oder der NESA Film 211 aus In₃O₃ und der NESA Film 203 aus In₉O-. auf dem B Glas 202 veranlassen den mittels einer Dichtung 206 eingeschlossenen Flüssigkristall, die Betriebsarten zu wechseln. Genauer gesagt werden die Betriebsarten des Flüssigkristalls durch die Sammelelektroden, das heißt den NESA Film 203 auf dem B Glas und die Elektroden, das heißt den NESA Film 211, der in Mustern auf dem A Glas 212 angeordnet ist, geändert, um dadurch einen Lichtdurchlaß durch die Schlitze 216 zu erlauben oder zu verhindern. Polyimidharz ist als Orientierungsmaterial auf die NESA Filme auf den A und B Gläsern geschichtet und in verschiedenen Richtungen, die einen Winkel von 90° einschließen, gerieben. Die Flüssigkristallschicht ist annähernd 6 μΐη. Licht, das den NESA Film 211 durchlaufen hat, durchsetzt das A Glas 212 und den Polarisator A 213. Die Teile zwischen den Polarisatoren 201 und 213 sind mit Hilfe eines Klebstoffs und Dampfabscheidung aneinander befestigt und als ganzes auf einer Aluminiumplätte 2t4 vereinigt. Die Elektroden sind mittels eines biegsamen Substrats 223 an einen IC Block 222 auf einer Keramikplatte 221 angeschlossen, welche auf der Aluminiumplatte 2H montiert ist. Die Elektroden umfassen eine Schicht 210 aus Cr, die durch Dampfabscheidung auf den NESA Film 211 aufgebracht wurde, einen Film 209 aus Au, der durch Dampfabscheidung auf den Film 210 aufgebracht wurde, einen-Film 208 aus Ni-P, '

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314QO7F

· der auf dem Film 209 angebracht ist, und einen obersten Film 207 aus Au-P. Das flexible Substrat 223 ist an einem Film aus Zn, der sich auf dem Film 207 aus Au-P befindet, angebracht.

Es soll nun der Vorgang zur Erzeugung von Signalen zum öffnen und Schließen des FK-Lichtventils beschrieben werden. Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild einer Treiberschaltung für das FK-Lichtventil sowie Signalverläufe.

Die Treiberschaltung enthält eine Schnittstellenschaltung

301 zur Umwandlung von Drucksignalen von einer externen • Signalquelle in zeitserielle Bildelementsignale, ein.

Schieberegister 302 mit seriellem Eingang und parallelem . Ausgang entsprechend der Anzahl von Bildelementen pro Zeile, ein Auffangglied 303 zum Auffangen der Ausgangssignale vom Schieberegister 302, einen Schalter 306 zum Schalten von Steuersignalen, einen Puffer 307 zur Erzeugung von Ausgangssignalen hohen Potentials, einen Steuersignalgenerator 305 und eine Steuerschaltung 304.

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Die serielle Datenausgabe pro Zeile von der Schnittstellenschaltung 301 wird entsprechend einer Folge von Taktimpulsen 308 von der Steuerschaltung 304 in das Schieberegister 302 eingelesen. Dann wird der Inhalt des Schieberegisters 302 mittels eines Latch-SignaIs 309, das ebenfalls von der Steuerschaltung 304 stammt, verriegelt.

. Der Steuersignalgenerator 305 erzeugt gleichzeitig ein Öffnungssignal 311 und ein Schließsignal 312, die durch die Steuerschaltung 304 synchron mit dem Latch-Signal 309 gehalten sind. Der Steuersignalschalter 306 dient dazu_T entweder das Steuersignal 311 oder das ■ Steuersignal 312 abhängig vom Ausgangssignal des Auf-35

β β fr

* fangglieds 303 an den Puffer 307 mit Hochspannungsausgang anzulegen. 310 ist ein Synchronsignal, das von der Steuerschaltung 304 dazu erzeugt wird, die Steuersignale synchron zu halten. Wenn das Signal 310 auf hohem iPegel ist, wird ein hochfrequenter Teil des Öffnungssignals 311 erzeugt. Der Puffer 307, dessen Ausgangssignale eine hohe Spannung haben, dient dazu, die Flüssigkristallzelle anzusteuern. Das an das FK-Lichtventil angelegte Signal kann irgendeine Form

-jQ haben, solange es die oben in bezug auf die Lichtdurchlässigkeit beschriebenen Eigenschaften besitzt, wobei die Signale 311 und 312 als Beispiele dargestellt sind. Das an das FK-Lichtventil angelegte Signal ist eine Kombination aus_ einem an die Sammelelektroden angelegten

-r Signal μηα einem an die Signalelektroden angelegten Signal. Beispielsweise ist es möglich, daß keine Spannung an die Sammelelektroden angelegt wird, während ein Signal nur an die Signalelektroden angelegt wird. Alternativ kann das FK-Lichtventil"durch, eine Kombination

on aus einem Signal angesteuert werden, das an die Sammelelektroden angelegt wird, und einem anderen Signal, das an die Signalelektroden angelegt wird. Damit ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lichtsignalgebers beschrieben worden.

-

Es "sollen nun einige Prozesse zur Bilderzeugung entsprechend der Erfindung beschrieben werden.

Zunächst soll unter bezug auf Fig. 19 ein Verfahren zur ■ 7Λ Erzeugung eines positiven latenten Bildes beschrieben " ■ werden. Solch ein Verfahren umfaßt die Schritte des Entladens einer lichtempfindlichen Trommel 400, das heißt des Entfernens eines auf dieser noch verbliebenen Bildes. Die Trommel dreht sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit

•35 · .

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von 5 cm/s. Die Entladung erfolgt mit Hilfe einer Entladevorrichtung 401., die.eine Lampe oder eine Wechsel- . stromkoronaentladevorrichtung umfaßt. Die lichtempfihdliehe Trommel 400 wird dann mittels einer Koronaladevorrichtung 402 (eine Ladevorrichtung mit einem Schutz · oder einer Gitterelektrode ist zweckmäßig für eine gleichförmige Aufladung der Trommel) aufgeladen. Durch Entfernen von Ladungen an anderen Stellen als sie für ein Bild benötigt werden, wird dann mittels eines Lichtsignalgebers 403 ein latentes Bild erzeugt. Das Bild wird dann mit Toner an einer Entwicklungsstation 404 des Magnetrollen- oder -Bürstentyps entwickelt und das Tonerbild mittels einer Koronaentladevorrichtung 406 auf Aufzeichnungspapier 405 übertragen, das mit der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel vorgeschoben

wird. Mittels Licht, Hitze oder Druck wird dann das ■

Tonerbild auf dem Aufzeichnungspapier fixiert. An der Trommel verbliebener Resttoner wird nach der Bildübertragung mit Hilfe einer Klinge406 entfernt. ■ , *

Fig. 20 dient der Erläuterung eines Verfahrens zur Erzeugung eines Bildes, das auf denselben Prinzipien wie voranstehend beschrieben beruht. In diesem Fall wird ein latentes Bild auf elektrostatisches Aufzeichnungspapier 405 übertragen, nachdem es erzeugt wurde. Das elektrostatische Aufzeichnungspapier wird mittels einer Stützelektrode 410 gegen die lichtempfindliche *

Trommel gedrückt, um die Übertragung des latenten Bildes infolge des Kontakts oder Abschälens herbeizuführen. · Danach wird das Bild mittels der Entwicklungsvorrichtung 404 entwickelt und dann fixiert.

Die obigen beiden Ausführungsformen sind einfacher, als jene, die nachfolgend beschrieben werden. Störungen oder 35

•j Bildverzerrungen können bei der Ausbildung des latenten Bildes abhängig vom Durchmesser eines Lichtpunkts auftreten. Genauer gesagt, wenn der Durchmesser des Lichtpunkts klein ist, wird der Grund schmutzig. Wenn diese

5' Schmutzigkeit des Grundes völlig entfernt ist, wird ein latenter Bildpunkt klein, was die Kontur des Bildes dünner macht. Obwohl die vorgenannten Prozesse zur Verwendung in einem Plotter ausreichen, führen sie zu .Bildern schlechter Qualität und sind für die Verwendung -jQ in einem Drucker nicht zufriedenstellend. Zur Vermeidung dieses Problems ist ein Verfahren vorzuziehen, bei dem ein Bereich mittels eines Lichtpunkts beleuchtet wird, um ein latentes Ladungsbild zu erzeugen.

-je Ein solches Verfahren wird anhand von Fig. 21 erläutert. Ein lichtempfindlicher Körper 420, der eine lichtdurchlässige Elektrode und eine auf einer lichtdurchlässigen Grundplatte befestigte lichtempfindliche Schicht aufweist, und elektrostatisches. Aufzeichnungspapier 405,

2Q das in Kontakt mit einer Stützelektrode 421 gehalten wird, werden gemäß Darstellung vorgespannt. Nachdem die Information mittels des Lichtsignalgebers (FK-Verschluß-Schreibeinheit) 403 optisch geschrieben wurde, wird das Aufzeichnungspapier, auf dem ein latentes positives Ladungsbild erzeugt wurde, abgezogen. Danach wird das latente Bild in der beschriebenen Weise entwickelt und fixiert. · ..

Fig. 22 zeigt ein Verfahren zum sicheren Entwickeln eines 3Q latenten Ladungsbildes auf einem elektrostatischen Aufzeichnungspapier. Auf der lichtempfindlichen Trommel 400 ist ein negatives latentes Bild nach dem vorgenannten Verfahren ausgebildet worden und das elektrostatische Aufzeichnuhgspapier 405 in einer den Ladungen auf der

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Ί lichtempfindlichen Trommel 400 entgegengesetzten Polarität aufgeladen worden. Das elektrostatische Aufzeichnungspapier wird mittels eines Übertragungspapiers gegen die Trommel gedrückt, wobei Ladungen entgegengesetzter Polaritäten der Trommel und des Aufzeichnungspapiers neutralisiert werden, so daß ein positives latentes Bild auf dem elektrostatischen Aufzeichnungs- ■ papier zurückbleibt. Das Bild wird in der vorerwähnten Weise entwickelt und· fixiert.

10

Schließlich soll unter bezug auf Fig. 23 ein Verfahren

zur umgekehrten Entwicklung eines negativen latenten ' Bildes beschrieben werden. Hier wird ein negatives elektrostatisches latentes Bild auf dem elektrostatisehen Aufzeichnungspapier 405 ausgebildet. Zum Bewirken der Umkehrentwicklung wird die Magnetrollenentwicklungseinrichturig 404 mit gleichem Potential und gleicher Polarität wie das Potential und die Polarität der geladenen Bereiche des elektrostatischen Aufzeichnungspapiers vorgespannt. Als Folge davon haftet Toner nur an den nicht-geladenen Bereichen des elektrostatischen Aufzeichnungspapier an, so daß ein umgekehrtes Bild entsteht. Die Vorspannungsentwicklung kann entweder mittels einer Entwicklungseinrichtung unter Ver-Wendung von Toner eines einzigen Bestandteils oder einer Entwicklungseinrichtung unter Verwendung von Toner mit zwei Bestandteilen erfolgen. Das Bild wird, dann in der beschriebenen Weise entwickelt und fixiert.

Wie oben beschrieben, können verschiedene Verfahren zur Erzeugung von Bildern unter Verwendung des Lichtsignalgebers gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.

Ein, Beispiel, bei dem der beschriebene Drucker zur Her-

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-j stellung von Druckkopien benutzt wurde, soll beschrieben werden. Das FK-Lichtventil wurde bei einer Spannung V1 von 30 V einer Temperatur von 40⁰C mit fI=IkHz, fh=100kHz und T1=2ms betrieben. Die kleinen Verschlußöffnungen hatten die Form von Quadraten mit 40 μΐη Seitenlänge. Eine Halogenlampe mit einer Helligkeit von etwa 1.000.000 Cd/m² wurde als Lichtquelle verwendet, und der lichtempfindliche Körper bestand aus Zinkoxid, das. mit Bengalrosa sensibilisiert war. Nach dem Schreiben

•JO . der Information wurde eine Tonerentwicklung durchgeführt, das Bild übertragen und fixiert. Punkte mit einem Durchmesser von etwa 80 μΐη wurden in Mustern entsprechend den Drucksignalen gedruckt. Keine unregelmäßigen Punkte infolge-unterschiedlicher. Signale, sondern gleich-

-j5. förmige Punkte wurden beobachtet.

Wie oben beschrieben, wird mit der Erfindung ein Drucker geschaffen, der ein schnelles FK-Lichtventil besitzt, klein ist, sehr verlässlich arbeitet und infolge der Eigenschaften des FK-Lichtventils kostengünstig aufgebaut werden kann. Auf diese Weise wird ein schneller Drucker hoher Qualität, wie er bei der Büroautomatisierung, benötigt wird, mit geringen Kosten zur Verfügung stehen können.

Im. folgenden soll noch näher auf die .schnellen Licht^· · ventile eingegangen werden, wie sie sich nicht nur in der erwähnten Weise für Drucker, sondern-auch für die eingangs genannten anderen Anwendungen eignen. An diese Dichtventile werden folgende' Anforderungen gestellt:

(1) Sie sollen schnell schließbar sein; (2) sie sollen schnell zu öffnen sein;

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I 3U0078

f (3) sie sollen in kurzen Zeitabständen geöffnet und geschlossen werden können;

(4) sie sollen im geschlossenen oder gesperrten Zustand wenig Licht durchlecken lassen und schließlich

(5) im geöffneten Zustand eine hohe Lichtdurchlässigkeit: aufweisen.

■ Unter diesen Gesichtspunkten seien zunächst noch einmal herkömmliche Flüssigkristallanordnungen und ihre Nachteile als Lichtventile erläutert. Zur Erfüllung der Forderungen (4) und (5) eignen sich verdrillte nematische· Flüssigkristalle besonders gut. Mit ihnen kann der Lichtleckstrom im geschlossenen Zustand des Lichtventils durch Anordnen der Polarisierungsebenen der Polarisatoren senkrecht zueinander nahezu auf null verringert werden.' Für einige Polarisatoren ist es leicht, ein Verhältnis 100:1 der Lichtdurchlässigkeit im geöffneten Zustand des Lichtventils zur Lichtdurchlässigkeit im geschlossenen Zustand des Lichtventils zu erreichen. Bei diesem Verhältnis liegt die Lichtdurchlässigkeit im geöffneten Zustand des Lichtventils im Bereich von 20 bis 40%, was·der Forderung (5) genügt. Andere Flüssigkristalle als verdrillte nematische Flüssigkristalle können die Forderungen (4) und (5) nicht erfüllen. Beispielsweise ein Flüssigkristall mit dynamischer Streuung, eine Guest-Host-Anordnung, bei der zum Zwecke der Anzeige einem nematischen Flüssigkristall ein zweifarbiger Farbstoff zugesetzt wird, und eine Anordnung mit nematisch-cholesterinischem Phasenübergang erlaubt einen hohen Lichtleckstrom, was die Erfüllung der Forderung (4) unmöglich macht. Die Forderungen (4) und (5) können auch nicht durch ein System unter Verwendung

B3/4

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von Doppelbrechung von Flüssigkristallmolekülen erfüllt ■ werden, da ein solches System eine öffnungs- und. Schließfunktion nur bezüglich Licht einer besonderen Wellenlänge, nicht aber bezüglich des gesamten sichtbaren Lichts aufweist.

Aus den beschriebenen Gründen wird ein herkömmliches System mit einem verdrillten nematischen Flüssigkristall als Beispiel beschrieben. Obwohl die folgende Beschreibung für Anwendungen unzutreffend scheint, bei denen es auf die Forderungen (4) und (5).nicht ankommt, werden die Prinzipien der vorliegenden Erfindung wirksam auch für Anwendungen ohne die Forderungen (4) und (.5) .

Fig. 24 zeigt die Anordnung eines verdrillten nematischen Flüssigkristallfeldes. Eine Flüssigkfistallzusammehsetzung 508 ist sandwichartig zwischen zwei Grundplatten 501 aus Glas, die transparente Elektroden 502 tragen, mittels · einer Dichtung 503 dicht eingeschlossen. Die Grundplatten sind in Richtungen 504, 505 gerieben, so daß die Flüssigkristallmoleküle parallel zu den Ebenen dieser Grundplatten ausgerichtet sind. Die Richtung 504 verläuft von links nach rechts, die Richtung 505 erstreckt sich senkrecht zur Zeichenebene vom Betrachter weg. Die Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle sind in Richtung des Reibens der Glaswandflächen zu einer verdrillten nematischen Molekülausrichturig angeordnet. Polarisatoren 506, 507 sind vorzugsweise so angeordnet, daß ihre Polarisationsebenen senkrecht zueinander verlaufen, um den bei geschlossenem Lichtventil auftretenden Licht-' leckstrom minimal zu'halten. Die Richtungen des Reibensfallen vorzugsweise mit' den Polarisationsrichtungen zusammen oder verlaufen zu diesen normal, um die Lichtdurchlässigkeit bei geöffnetem Lichtventil zu erhöhen.

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•j 509 ist die nachfolgend mit d bezeichnete Dicke der Flüssigkristallschicht.

Das Ansprechverhalten des so aufgebauten Flüssigkristallfeldes ist' in Fig. 25 gezeigt. Als nematische Flüssigkristallzusammensetzung wurde die von der Firma BDH & Co. unter der Bezeichnung E24LV vertriebene Zusammensetzung benutzt, die hauptsächlich aus Biphenylflüssigkristall besteht. Das Flüssigkristallfeld wurde bei

<}0 einer Temperatur von 4O⁰C gemessen, wobei die Dicke der ' Flüssigkristallschicht α=5μκι betrug. Auf der Abszisse

. · in Fig. 25 ist die Zeit in Millisekunden auf der Ordinate die prozentuale Lichtdurchlässigkeit aufgetragen. Die Lichtdurchlässigkeit beträgt 100%, wenn nur zwei Polarisatoren mit parallelen Polarisationsachsen vorhanden sind. Fig. 26 zeigt die zwischen den Elektroden angelegten Signale mit Spannungen +a und -a (V), wobei im Intervall zwischen den Punkten S und E keine Spannung angelegt wird. Die Kurven 510 und 511 von Fig. 25 geben das Ansprechverhalten des Flüssigkristalls für den Fall wieder, daß Spannungen von a=3,5V bzw, a=20V angelegt werden. Bei diesem Arisprechverhalten von verdrillten nematischen Flüssigkristallfeldern wird die Zeit nach dem Punkt E üblicherweise als "Anstiegszeit" und die Zeit nach dem Punkt S üblicherweise als "Abfallzeit" bezeichnet. Diese Bezeichnungen werden nachfolgend benutzt werden. Die Kurve-.510 zeigt das Ansprechverhalten für den Fall, daß eine normale Spannung angelegt wird, wobei die Anstiegszeit und die · Anfallzeit etliche 10 ms betragen. Die Kurve 511 erhält man, wenn eine höhere Spannung angelegt wird. Es zeigt sich, daß die Anstiegszeit sehr viel kürzer wird, daß aber die Abfallzeit nach einem mit 512 gekennzeichneten Scheitelwert langsamer ist. Dies beruht auf einer

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Eigenheit des verdrillten nematischen Flüssigkristalls. Je höher die angelegte Spannung wird, eine desto längere Zeit ist nötig, um die verdrillte nematische Molekülausrichtung neu zu ordnen, nachdem die angelegte Spannung .abgeschaltet wurde. Die Kennlinien in Fig. 25 zeigen die grundsätzliche Eigenschaft verdrillter nematischer Flüssigkristallfelder mit dem erwähnten Flüssigkristall E24LV der Firma BDH & Co. Die herkömmlichen TN-(verdrillt-" nematisch)-FK-(Flüssigkristall)-Felder sind daher insofern nachteilig, als die Ansprech- oder Schaltzeit, insbesondere die Abfallzeit, nicht verringert werden kann. Ein Weg zur Lösung dieses Problems besteht darin, die Erscheinung der dielektrischen Relaxation in Richtung der Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle zum Schalten

•jtj mit Signalen zweier verschiedener Frequenzen auszunutzen.

Fig. 27 zeigt den allgemeinen Frequenzgang'der dielektrischen Anisotropie einer Flussigkristallzusammensetzung, bei der die dielektrische Anisotropie reversibel ist. Die Komponente der dielektrischen Konstante parallel zu den Achsen der Flüssigkristallmoleküle sei mit £,jj und

die zu den Achsen der Flüssigkristallmoleküle normale Komponente mit Ej. bezeichnet. .Die dielektrische Aniso- '

tropie kann ausgedrückt werden durch £tj -¹ Cj. - Wie auch

bei Fig. 26 wird die Frequenz fc in Fig. 27, bei der die dielektrische Anisotropie null wird, als Nulldurchgangs— frequenz bezeichnet. Die dielektrische Anisotropie kehrt sich bei Frequenzen oberhalb oder unterhalb der Nulldurchgangsfrequenz fc um. Eine Frequenz unterhalb der Nulldurchgangsfreque'nz- fc wird mit fT, eine Frequenz oberhalb der Nulldurchgangsfrequenz fc mit fh bezeichnet. Die dielektrische Anisotropie bei einer Frequenz, f 1 ist AiLf während die dielektrische Anisotropie bei einer

35

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Frequenz fh Δ.£Η ist. Ä.£L ist positiv, Δ. £ H negativ. Wenn ein Signal der Frequenz fl an ein TN-FK-FeId mit . einem nematischen Flüssigkristall einer solchen Eigenschaft angelegt wird, richten sich die Hauptachsen, der Flüssigkristallmoleküle zu dem entstehenden elektrischen Feld aus. Wenn das elektrische Feld entfernt wird, · tritt eine Neuordnung der Flüssigkristallmoleküle zur • verdrillten nematischen Orientierung auf. Anders ausgedrückt, das FK-FeId reagiert auf die angelegten.Signale .von Fig. 26 mit einem Lichtdurchlässigkeitsverlauf nach Fig. 25, wie dies grundsätzlich bei TN-FK-Feldern der Fall ist (da das in Fig. 25 gegebene Beispiel die Eigenschaften des Flüssigkristalls E24LV wiedergibt, können die tatsächlichen Spannurigswerte und Ansprechzeiten abhängig von den jeweils verwendeten Flüssigkristallzusammensetzungen anders ausfallen). Das angelegte Signal 513 hat die Frequenz fl, und die beiden Polarisatoren sind mit ihren Polarisationsachsen senkrecht zueinander

. . angeordnet. Es werden dann Signale nach Fig. 28 angelegt, die sich von denen der Fig. 26 dadurch unterscheiden, daß ein Signal der Frequenz fh in einem mit 514 .gekennzeichneten Bereich eingefügt wurde. Wenn das Signal' der Frequenz fl angelegt wird, richten sich die Hauptachsen der Flüssigkristallnoleküle parallel zum entstehenden elektrischen Feld aus, während, wenn '«Jas Signal der Frequenz fh angelegt wird, sich die■Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle normal zum elektrischen Feld ausrichten. Das Anlegen des. Signals der Frequenz fh führt daher zum Entstehend einer Kraft, die die Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle parallel zu den Oberflächen der Elektroden bringen will. Der schon weiter vorne erwähnte und von der Firma Merck & Co. hergestellte nematische Flüssigkristall 1085 erzeugt bei gewöhnlichen Temperaturen eine dielektrische Relaxation. Fig. 29 zeigt den Verlauf der Lichtdurchlässigkeit dieses Flüssig-

•j kristalls als Antwort auf angelegte Signale. Der Flüssigkristall wurde bei einer Temperatur von 40⁰C und einer Dicke der Flüssigkristallschicht von ungefähr 5 μπι gemessen. Weitere Werte waren fI=IkHz, fh=10OkHz und die Spannung a=2OV. Die Kurve in Fig. 29 zeigt,, daß die Abfallzeit kürzer als die des gewöhnlichen TN-FK-Feldes ist, wie sie in Fig. 25 gezeigt ist. Dies liegt daran, daß das Signal der Frequenz fh . zwangsweise zu einer Verringerung der Abfallzeit führt.

IQ Wird die Erscheinung der dielektrischen Relaxation der Flüssigkristallmoleküle auf diese Weise ausgenutzt, dann kann die Abfallzeit, die bei normalen TN-Flüssigkristallen nachteilig lang ist, verringert werden. Diese Anordnung kann aber die vorgenannten Anforderungen

η an ein schnelles Lichtventil nicht erfüllen. Fig..30 zeigt den Lichtdurchlässigkeitsverlauf des nematischen Flüssigkristalls 1085 der Firma Merck, der sich ergibt, wenn ein Signal von 100 KHz während einer Millisekunde bei einer Spannung von a=30V unter denselben Bedingungen:

2Q . wie sie der Kurve in Fig. 29 zugrundeliegen, angelegtwurden. Der Verlauf von Fig. 30 zeigt daß die Schalt— zeiten und die Lichtdurchlässigkeit ungenügend sind.

. Mit den vorbeschriebenen herkömmlichen Anordnungen können Kennwerte wie die Schaltzeiten, wie sie für

schnelle Lichtventile erforderlich sind, nicht realisiert werden, so daß verschiedene Vorrichtungen mit FK-Lichtventilen in der Praxis nicht ausführbar waren. Mit der vorliegenden Erfindung wird auch eine optische 3Q Flüssigkristalleinrichtung geschaffen, die die Ausführung eines Lichtventils, das den verschiedenen Anforderungen genügt, ermöglicht.

Diese Flüssigkristalleinrichtung gemäß der Erfindung 35

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•J umfaßt (1) eine Flüssigkristall-zusammensetzung, (2) ein Flüssigkristallfeld und (3) ein System zur An-. steuerung des Flüssigkristalls.

· (1) die Flüssigkristallzusammensetzung umfaßt (a) einen optisch aktiven nematischen Flüssigkristall oder einen optisch inaktiven nematischen Flüssigkristall, der durch Zusetzen eines optisch aktiven Materials optisch aktiv gemacht wurde. Dieser nematische Flüssigkristall hat (b) die Eigenschaft, daß eine dielektrische Reläxa- · tion in Richtung der Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle auftritt und die dielektrische Anisotropie reversibel ist. Diese dielektrische Anisotropie . einen Frequenzgang, wie er in Fig. 27 gezeigt ist.

(2) Das Flüssigkristallfeld umfaßt (a) die Flüssigkristallzusammensetzung, die sandwichartig zwischen, zwei transparenten Grundplatten eingeschlossen und mittels eines Dichtstoffs abgedichtet ist? (b) die beiden Basisplatten tragen je wenigstens eine Elektrode, die in einer sich kreuzenden und gegenüberliegenden Relation zueinander verlaufen und die gegenüberliegenden Teile zur Verwendung als Anzeige oder Lichtventil transparent sind, {c) die Oberflächen der beiden Basisplatten sind behandelt, so daß sich eine parallele ■ Molekülausrichtung an den Oberflächen einstellt, und (e) je ein Polarisator ist auf jeder Seite der beiden Grundplatten so angeordnet, da-B die Bolarisationsebenen senkrecht zueinander liegen.

.

(3) Das Flüssigkristallsteuer system legt wahlweise Signale der Frequenzg' f1 und der Frequenz fh zwischen die Elektroden an, um die Flüssigkristallmolekülausrichturig zu ändern, wobei die Anordnung so getroffen

B9/10

ν;:·^: -j ·:> ::■ « 3uoo78

ist, daß die beiden Molekülausrichtungen und die Polarisatoren kombiniert sind, um Licht zu blockieren bzw. durchzulassen.

Dieser Aspekt der Erfindung stellt eine Verbesserung des weiter vorne erläuterten dar, und· die Daten und tatsächlichen Verwendungsbeispiele, die noch angegeben werden, erhöhen die Wirksamkeit dessen, was weiter vorne erläutert wurde.

■

Im Folgenden werden die Vorteile angegeben, die sich mittels kombinierter Polarisatoren und einer nematischen Flüssigkristallzusammensetzung erzielen lassen, die optisch aktiv ist und bei der eine dielektrische Relaxa-Ί5 tion in Richtung der Hauptachsen der Flüssigkristall— moleküle auftritt, und zwar Vorteile bezüglich der Realisierung eines schnellen Ansprechverhaltens.

Es wird bezug genommen auf die Tabelle 1, in der nematisehe FlüssigkristallZ-usammensetzungen aufgezählt sind, die -eine dielektrische Relaxation b.ei Raumtemperatur erzeugen und nachfolgend als "Flüssigkristall (1)" bezeichnet werden sollen. Flüssigkristall. (1) ist nicht optisch aktiv. . ·

Zu diesen Flüssigkristallzusammensetzurigen werden 3 Gewichtsprozent 4-(2-Methylbutyl)-4'-Zyanbiphenyl " (Flüssigkristall CB-15 der Firma Merck & Co.) zugesetzt, bei dem es sich um ein optisch aktives Material handelt., . das als chiralischer nematischer Flüssigkristall bekannt • ist. Die dabei entstehende Flüssigkristallzusammensetzung wird nachfolgend als "Flüssigkristall (2) "bezeichnet. Ein Flüssigkristall (3) wird erzeugt dadurch, daß 3 Gewichtsprozent 4-n-Amyl-4'-Zyaribiphenyl, bei dem es sich .

B11/12

Λ * β

um einen optisch inaktiven nematischen Flüssigkristall handelt, dem Flüssigkristall (1) zugesetzt werden. Der Frequenzgang der dielektrischen Anisotropie dieser Flüssigkristallzusammensetzungen entspricht dem bei (b) in Fig. 9 gezeigten. Der Unterschied zwischen den dielektrischen Anisotropien und dem Frequenzgang des Flüssigkristalls (2) und des Flüssigkristalls (3) liegt innerhalb der Meßtoleranz und ist also vernachlässigbar klein. Während beide Zyanbiphenyl-Flüssigkristalle eine Alkülgruppe mit 5 Kohlenstoffatomen haben, besitzt die erstere. ein asymmetrisches Kohlenstoffatom und ist daher optisch aktiv,, während die Alkülgruppe des letzteren nicht verzweigt und daher optisch inaktiv ist. Demzufolge ist der Flüssigkristall (2), dem der erstere

Yg Zyanbiphenyl-Flüssigkristall zugesetzt wird, optisch aktiv, während der Flüssigkristall (3), dem der letztere Zyanbiphenyl-Flüssigkristall zugesetzt wird, optisch inaktiv ist. Der Flüssigkristall (2) mit dem zugesetzten optisch aktivem Material ist in einer schraubenförmigen

2Q cholesterinischen Flussigkristallpha.se mit einer Eigenschraubenganghöhe von etwa 4 um bei Raumtemperatur. Unter einer Schraubenganghöhe wird hier die Ganghöhe entsprechend einer Drehung von 360° verstanden.

Fig. 31 zeigt in Form des Verlaufs der Lichtdurchlässig-. keit das Ansprechverhalten der vorgenannten Flüssigkristallzusammensetzurig, die im Flüssigkristallfeld von Fig.·24 eingeschlossen ist. Fig. 33 zeigt die an den Flüssigkristall angelegten Steuersignale. Ein Signal 23, da,s mit A bezeichnet ist und ein, Signal 24, das mit A bezeichnet ist, sind, an die entgegengesetzten Elektroden angelegt, wobei A und A Rechtecksignale entgegengesetzter Ph.a.sen sind. T2 und T3 sind Zeitintervalle, in welchen öffnungs- bzw. Schließsignale angelegt werden. Die Zeit-

35

/1

♦ ■ V ·

Intervalle T2 und Τ3 treten wiederholt in der Periode T1 auf. T1 wird auch als Schreibsynchronisation bezeichnet. Im Zeitintervall T2 werden Signale der Frequenz fh bzw. Signale derselben Frequenz jedoch mit entgegengesetzter Phase, die durch fh gekennzeichnet sind, angelegt. Im Zeitintervall T3 werden entsprechend Signale entgegengesetzter Phase der Frequenz fl (fl und fl) angelegt. Wenn die Signale A und Ä an die gegenüberliegenden Elektroden angelegt werden, liegen die Spannungen +VI und -VI über der Flüssigkristallschicht an.

In Fig. 31 sind mit 600, 601 und 602 charakteristische 'Ansprechkurven der Flüssigkristalle (1), (2) und (3) dargestellt. Die Messungen erfolgten bei einer Flüssig- ' kristalldicke von 5 bis 5,5,,p,m bei einer Temperatur von 4O⁰C mit T1=2ms, T2=1'ms, T3=1ms, fh=130kHz, fI=IkHz und V1=3OV. Man erkennt,- daß der" Zusatz von optisch aktivem Material zum Flüssigkristall (1) die Kurve 600 in die Kurve 601 des Flüssigkristalls (2) ändert. Aus einem Vergleich mit der Kurve 602 des Flüssigkristalls (3) wird deutlich, daß der Zusatz, des' optisch aktiven Materials diesen Unterschied im Ansprechverhalten ausmacht. Die Schaltzeiten der Kurve 602 des Flüssigkristalls III sind länger als die der Kurve 600, was auf ein verringertes δ£Η zurückzuführen ist, wie durch den Verlauf · ' der dielektrischen Anisotropie in Fig. 9 gezeigt.

Die obigen Meßdaten führen zu folgendem wichtigen Resultat. Das Zusetzen eines optisch aktiven Materials verbessert das Ansprechverhalten wesentlich, und dies resultiert aus der Tatsache, daß die Flüssigkristallzusammensetzung selbst optisch aktiv wird. Genauer ge-· sagt, der Unterschied im Ansprechverhalten zwischen dem Flüssigkristall (2) und dem Flüssigkristall (3),

35. ■

B13/14

die dieselbe dielektrische Anisotropie besitzen, beruht auf der Tatsache, daß der erstere optisch aktiv und der letztere optisch inaktiv ist. Nebenbei bemerkt besitzt der Flüssigkristall (3) eine um 90° verdrillte Flüssigkristallschicht infolge der Ausrichtungsbehandlung '■ des Flüssigkristallfeldes, während der Flüssigkristall (.2) eine Verdrillung um 450° aufweist, infolge der Orientieruhgsbehandlung, des dem Flüssigkristall eigenen schraubenförmigen Aufbaus und der Dicke der Flüssigkristall-"IQ schicht.

Die in Fig. 32 gezeigten Kennlinien sollen nun zur Erläuterung dienen, daß das Vorhandensein der optischen Aktivität unabhängig von der Art der -zugesetzten optisch· Ί5 aktiven Materialien der bestimmende Faktor ist.

Zum Flüssigkristall (1) wurden 2,2 Gewichtsprozent optisch aktiver Materialien, das hei-ßt eines chiralischen nematischen Flüssigkristalls, 4-(4-Hexyloxibenzoloxy)-B'enzoesäure-d-2-Octylester (Flüssigkristallverbindung S811 der Firma Merck & Co) bzw« ein cholesterinischer Flüssigkristall Cholesteryl-nonanoat (CH₃ (CH₂) .7COOC₂₇H₄₅) zugesetzt, um Flüssigkristallzusammensetzungen zu erzeugen, die nachfolgend als Flüssigkristall (4) bzw. Flüssigkristall (5) bezeichnet werden. Der Frequenzgang der dielektrischen Anisotropie dieser Flüssigkristalle stimmt mit denjenigen des Flüssigkristalls (1), der bei (a) in Fig. 9 gezeigt ist, überein. Beide Flüssig-' kristalle (4) und (5) haben eine Eigen-Schraubengang-

3Q höhe von etwa 4 um bei Raumtemperatur. In Fig. 32 verdeutlicht die Kurve 600 das Ansprechverhalten des Flüssigkristalls (1), die Kurve 603 dasjenige des Flüssigkristalls (4) und die Kurve 604 dasjenige des Flüssigkristalls (5). Die Messung erfolgte mit einer '

-j Flüssigkristalldicke von 5 bis 5,5 μπι bei einer Temperatur von 4O⁰C mit T1=3ms, T2=2ms, T3=1ms, fh=130kHz, fl=1kHz und V1=30V. Fig. 32 zeigt, daß die. Flüssigkristalle. (4) und (5) erheblich verbesserte Ansprech- verhalten besitzen. Diese Ergebnisse zeigen, daß das verbesserte Ansprechverhalten nicht von der Art des optisch aktiven Materials abhängt.. ·

Grundsätzlich hängt die Erfindung nicht von der Menge •jQ des zugesetzten optisch aktiven Materials, sondern vom Verhältnis zwischen der Schraubenganghöhe der durch den Zusatz des optisch aktiven Materials entstehenden Flüssigkristallschicht und der Dicke dieser Flüssigkristallschicht ab. Wie die Menge des zugesetzten optisch aktiven Materials das Ansprechverhalten beeinflußt, soll nun beschrieben werden.

Fig. 36 zeigt den Zusammenhang zwischen der Schraubenga,nghöhe und der Menge des chiralischen nematischen

2Q Flüssigkristalls, das heißt 4- (4-Hexy.loxybenzoloxy) Bezoesäure-d-2-Octylester, die zu der nachfolgend als " Flüssigkristall (6) bezeichneten Flüssigkristallzusammensetzung-/ die in Tabelle 2 angegeben ist,' zugesetzt wird·

B15

H-O₃H₇

a-C₆H

51

Tabelle

Verbindungen prozentualer Anteil (Gew.%)

CH⁷CM

c/CH

B -Ό ω H ! ₇O-©- C 0 O-CH* OO-Q-C H

Ί 7

17

Z 2

4·

Mit 632 bis·638 sind Meßpunkte bei Raumtemperatur bezeichnet. Da der Zusatz des chiralischen nematischen. Flüssigkristalls zum Flüssigkristall (6) die dielektrische Anisotropie und deren Frequenzgang nicht wesentlich verändert, kann das Ansprechverhalten in Abhängigkeit von der Menge des zugesetzten Flüssigkristalls ersetzt werden durch das Ansprechverhalten in Abhängigkeit zu einer Variablen (Ganghöhe). Die Punkte 632 bis 638 in Fig. 36 geben die Ganghöhen für .1,3, 2,0, 2,5, 3,1, 3,4, 4,5 bzw. 5,0 Gewichtsprozent von zugesetztem Flüssig- · kristall an. Die Ansprechkennlinien hierfür sind in den Figuren 34 und 35 durch die Kurven 700 bis 708 dargestellt. ·

' Die Kurven 700 und 701 sind die Ansprechkennlinien für den Fall, daß 0 bzw. 0,5 Gewichtsprozent des Flüssigkristalls zugesetzt werden. Die Kurven 702 bis 708 entsprechen jeweils den Punkten 632 bis 638 in Fig. 36. Die Messung wurde an den Flüssigkristallen durchgeführt, die im Flüssigkristallfeld von Fig.^: 24 eingeschlossen waren und eine Dicke im Bereich von 5 bis 5,5 μπι hatten. Die Messungen wurden bei einer Temperatur von 40⁰C mit T1=2ms, T2=Ö,5ms, T3=T,5ms, fh=13OkHz, f1=1kHz und V1=3pV durchgeführt. Die Reiberichtung entsprechend der in Fig. 24 angegebenen Richtung 505 war dieser entgegengesetzt .

Die Betrachtung der Figuren 34 und 35 ergibt, daß es eine optimale Menge an zugesetztem optisch, aktiven Material gibt und daß zuviel zugesetztes optisch aktives Material dazu führt, daß das Ansprechverhalten langsamer als dasjenige ohne zugesetztes optisch aktives Material wird. Bei einer Dicke der Flüssigkristallschicht von 5 bis 5,5 μπι und einer Temperatur" von. 40⁰C ist der

B16/17

Verdrillungswinkel der Flüssigkristallschichten 90° für die Kurven 700 und 701 in Fig. 34 und 35, 270° für die Kurve 702, 450° für die Kurven 703 und 704, 630* für die Kurve 705, 810° für die Kurven 706 und 707 und

.5 990° für die Kurve 708. Wenn die Flüssigkristallschicht so aufgebaut ist, daß eine Verdrillung, ein sogenannter Twist, um im wesentlichen drei Umdrehungen besteht, dann kann durch Zusetzen von optisch aktivem Material kein Vorteil mehr erzielt wer-den. Es wurde zwar beschrieben, daß die Flüssigkristallschicht etwa 5 um dick ist, im wesentlichen das gleiche Ergebnis bezüglich des Twists erhält man aber unabhängig von der Dicke der Flüssigkristallschicht. ■ .

Wie oben beschrieben, kann dadurch ein schnelles Lichtventil zur Verfügung gestellt werden, daß eine Flüssig- . kristallzusammensetzung benutzt wird, die einen Flüssigkristall enthält, der in Richtung der Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle eine dielektrische· Relaxation erzeugt, und daß diesem nematischen Flüssigkristall ein optisch aktives Material zugesetzt wird und ferner Signale der. Frequenzen fh und fl eingesetzt werden. Steuersignale, die die vorliegende Erfindung noch effektiver machen, sollen nun beschrieben werden.

Die folgende Messung wurde an einer nachfolgend als Flüssigkristall (8) bezeichneten Flüssigkristallzusammensetzung ausgeführt, die durch Zusetzen von 2,2 Gewichtsprozent von 4-(4-Hexyloxybenzoloxy)-Benzoesäure-d-2-Octylester z-u einer nematischen Flüssigkristallzusammensetzung nach Tabelle 3, die nachfolgend als Flüssigkristall (7) bezeichnet werden wird, hergestellt wurde.

Die Flüssigkristallz-usammensetzung wurde bei einer Tempe-35

B17/18

54

ratur von 40⁰C mit einer Flüssigkristallsohichtdicke von 5 bis 5,5 μια und mit fh=13GkHz, fl=500kHz oder IkHz ausgeführt.

5. Fig. 37 zeigt als Beispiel Signale zum öffnen und Schließen eines FK-Lichtventils alle 2 ms. In dieser Figur ist mit 800 ein Signal der Frequenz fh und mit 801 ein Signal der Frequenz fl bezeichnet. Bei B1 wird das Signal der Frequenz fh 2 ms angelegt und das Signal der Frequenz fl 4 ms. Bei B2 wird das Signal der Frequenz fh 4 ms und das Signal der Frequenz fl 2ms angelegt. Bei B3 wird das Signal der Frequenz fh 6 ms angelegt.

314G078

Tabelle

H-D₆H

H-C

H-C₆E

B-C₈B

Verbindungen

-a

OK CSS

e]»

0-^-00C-@-C7B.5-B

CN CK

jo jl

rozentualer Anteil

• 1 Die Signale werden bei B1, B2 und B3 wiederholt angelegt.

Diese Signale werden an eine der Elektroden angelegt, und die anderen Elektroden auf 0 V gesetzt, wobei V1«=3O V ist. Die hierbei erhaltenen Ansprechkennlinien sind in 5' Fig. 40 dargestellt. Die Ansprechkennlinien 803, und 807 entsprechen den Signalen B1, B2 bzw. B3. Die Ansprechkennlinien 802, 806 und 808 entsprechen den wiederholten Signalen, bei denen Signale der Frequenz fh für 1 ms, 3 ms bzw. 5 ms und Signale der Frequenz fl für 5 ms, 3 ms bzw. 1 ms angelegt wurden. Aus Fig. ist ersichtlich, daß sich das Ansprechverhalten bei allen angelegten Signalen unterscheidet. Das heißt, daß die Lichtdurchlässigkeit mit den angelegten Signalen variiert. Fig. 38 zeigt Beispiele von erfindungsgemäß ' ■ eingesetzten Signalen. Signale C1, C2 und C3 entsprechen.' jeweils den Signalen B1, B2 und B3 von Fig". 37. Die Signalbeispiele von Fig. 38 unterscheiden sich von jenen in Fig. 37 darin, daß die Wiederholungsperiode T1 aufgeteilt ist auf T2 und T3, wobei während T2 das Signal der Frequenz, fh und während T3 das Signal der Frequenz fl angelegt wird. Während bei den Beispielen der Fig. 37 das öffnungssignal nur die Frequenz fh enthält, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein. kombiniertes Signal aus den Frequenzen fh und fl vor.. Das Schließsignal besteht in beiden Zeitabschnitten T2 und T3 aus der Frequenz fl. Fig. 41 zeigt Ansprechkennlinien, die man erhält> wenn die Signale C1 bis C3 an eine der Elektroden angelegt werden, während ein Signal von 0 V an die andere Elektrode angelegt wird, wobei V1=3OV ist. In Fig. 41 ist .810 die Ansprechkennlinie für das Signal Ci,. 810 und .811 "solche für das Signal C2 und 810, 811 und 812 solche für das Signal C3. Diese Ansprechkennlinien sind die gleichen wie die Ansprechkennlinie 802 von Fig. 40. Die in Fig.

B19/20

■J gezeigten Kennlinien sind außerordentlich-günstig, da sie einen schnellen Betrieb erlauben und völlig gleiche Lichtdurchlässigkeit aufweisen. Das Erzielen dieser vorgenannten Kennlinien und Senken der Spannung auf 5' die Hälfte kann dadurch erreicht werden, daß ein Signal CO von Fig. 38 anstatt eines Signals von 0 V an die entsprechende Elektrode angelegt wird. Beim Signal CO in Fig. 38 sind 820 und 821 Signale der Frequenz fh bzw. fl. Die Signale sind zu den Signalen 800 und mit entgegengesetzter Phase versehen. Das Signal CO hat die entgegengesetzte Phase von Signal C3. Die öffnungs-■ und .Schließsignale sind vollkommen die gleichen wie die Signale CI bis C3. Zur Erzielung der Kennlinien von Fig. 41 kann VI=¹IS V sein, oder die Amplitude

•J5. zwischen. +VT und -VT-,-wie in Fig. 38 gezeigt, kann in eine Amplitude zwischen 0 und +V1 geändert werden.

Die Wirksamkeit des Steuersystems mit einer Flüssigkristallzusammensetzurig, die in der Läge ist, eine dielektrische Verteilung zu erzeugen und durch Schalten zwischen den Frequenzen fl und fh geöffnet und geschlossen zu werden,, sowie Merkmale der Erfindung sollen beschrieben werden. Es soll untersucht werden, welches Ergebnis man erzielt, wenn herkömmliche Signale zur Ansteuerung eines Flüssigkristalls, wie sie in Fig. gezeigt sind, an das vorgenannte FK-Lichtventil angelegt werden. In Fig. 39 sind mit Dt, D2 und D3 öffnungs- und Schließsignale bezeichnet, die den Signalen C1, C2 bzw. C3 von Fig. 38 entsprechen. Die Signale D1 bis D3 werden an eine der Elektroden, das Signal DO an die entgegengesetzte Elektrode angelegt. Die Öffnungssignale DI bis D3 sind in Phase mit dem Signal DO, und die Schließsignale sind in Gegenphase zum Signal DO. An die Flüssigkristallschicht werdem demnach die Signale

B20/21

Λ «b

0 *■ ä «

*» fc fi ff

44t ««

3H0078

D0-D1, D0-D2 und D0-D3 angelegt. Fig. 42 zeigt die diesen Signalen entsprechenden Ansprechkennlinien. Die Kennlinien 833, 835 und 837 entsprechen jeweils den Signalen D1, D2 bzw. D3. Die Kennlinien 832, 834 und 836 sind kennzeichnend für Signale, bei denen Intervalle, während welcher sie in Phase sind, 1 ms, 3 ms bzw. 5 ms sind. Die Messung wurde unter den gleichen Bedingungen wie bei den Messungen der Fig. 40 und 41 durchgeführt. Es wurde das gleiche Flüssigkriställmaterial verwendet und V1 war 30 V. Die Beispiele in Fig. 42 unterscheiden sich von denen der vorliegenden Erfindung nach Fig. 41 darin, daß kein Signal der Frequenz fh angelegt wurde. Die dabei erhaltenen Kennlinien von Fig. 42 zeichnen sich durch ein relativ rasches Ansprechverhalten aus, während, wenn diese herkömmlichen Treibersignale nach Fig. 39 an gewöhnliche TN-Flüssigkristallelemente angelegt werden, diese einen Lichtdurchlässigkeitsverlauf wie die Beispiele von Fig. 25 unter der mittleren Effektivspannung besitzen.

Die demgegenüber schnelleren Schaltzeiten der Kennlinien in Fig. 42 beruhen darauf, daß optisch aktives Material zugesetzt wurde. Ein solch schnelles Ansprechen kann in gleicher Weise erzielt werden, wenn man dem Flüssigkristall E24LV, der für die Messung von Fig. 25 verwendet wurde, ein optisch aktives Material zusetzt. In Fig. 42 ist aber die Lichtdurchlässigkeit gering. Gemäß der Erfindung kann ein FK-Lichtventil geschaffen - werden, das mit einer höheren Geschwindigkeit arbeitet und außerdem eine höhere Lichtdurchlässigkeit besitzt.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß, obwohl das Zusetzen eines optisch aktiven Materials die Ganghöhe des Flüssigkristalls verringert, was zu einer Streuung der optischen Drehung und einer Verringerung der Lichtdurchlässigkeit für den Fall,daß keine Spannung an-

B21/22

•\ liegt, führt, durch Anlegen des Signals der Frequenz fh eine Lictitdurchlässigkeit von 100% erreicht werden kann. Die Fig. 40, 41 und 42 zeigen Ansprechkennlinien desselben Flüssigkristallfeldes. Während die Lichtdurch» lässigkeit ohne Anliegen einer Spannung 81% ist, wie durch die Kennlinie 837 gezeigt, erreicht die Lichtdurchlässigkeit bei der Erfindung 100%. Der Grund hierfür wurde eingangs, allerdings aufgrund von Annahmen,, erläutert. Der Grund ist aber immer noch Gegenstand von Studien.

Ein wichtiger Punkt bezüglich der erfindungsgemäß vorgesehenen Steuersignale ist der, daß die Signale der Frequenz' f1 in einer gegebenen Periode TI angelegt werden müssen. Das Anlegen der Signale der Frequenz fl verursacht, daß die Hauptachsen der Flüssigkriställmoleküle in einen quasi-stabilen Zustand senkrecht zu den Oberflächen der Grundplatten des Flüssigkristallfeldes ausgerichtet werden, was zur Fähigkeit des schnellen Arisprechens führt. Im. Folgenden sollen Messungen beschrieben werden, die die Vorteile des Anlegens der Signale der Frequenz" fl aufzeigen.

Die Ansprechkennlinien von Fig. 41 ergeben sich, wenn die Steuersignale kontinuierlich anliegen. Eine An— sprechkennlinie, die man erhält,'wenn die angelegte Spannung zum Betrieb von 0 V auf V1 erhöht wird, bis ein stabiles Ansprechen erreicht wird, wird für seine später beschriebene Anwendung (Beispiel 1) beschrieben.

Die Fig. 43 bis 46 verdeutlichen, wie sich die Lichtdurchlässigkeit P, die in Fig. 41 durch den Pfeil 820 gekennzeichnet ist, mit der Zeit ändert. Für das Beispiel von Fig. 43 wurde ein Flüssigkristallfeld mit

■'■ · '-

1f Q -fr *· ν

einer Flüssigkristallschicht von 5,3 μ,πι Dicke verwendet. Für die Beispiele der Fig. 44 bis 46 wurde ein Flüssigkristallfeld mit einer Flüssigkristallschicht von 6,5 μια Dicke verwendet.
5

Das Flüssigkristallfeld mit einer Flüssigkristallschicht von 5,3 μΐη Dicke besitzt einen Twist der Flüssigkristallmoleküle um einen Winkel von 450°. Bei der Flüssigkristallschicht von 6,5 μΐη. Dicke beträgt dieser Twist 630°. In Fig. 43 bezeichnet 900 ein Zeitintervall zwischen dem Einschalten eines StromversorgungssGhalters und dem Erzeugen einer Spannung, und 901 ist ein Zeitintervall, das vergeht, bis das Ansprechverhalten stabil wird. Dieses Zeitintervall beträgt etwa 200 ms. Wenn das'Ansprechverhalten einmal stabil geworden ist, setzt sich dieser stabile Zustand fort. Während eines mit 903 bezeichneten ZeitIntervalls ergibt sich ein Lichtdurchlässigkeitsverlauf entsprechend der gestrichelten Linie 920, wenn die Signale von Fig. 38 angelegt werden, nachdem allein das Signal der Frequenz- fl für eine Sekunde angelegt wurde. Dieser Verlauf geht nach einem Zeitintervall 904, das von 10 bis 20 ms reicht, in einen stationären Zustand über. Das Anlegen des Signals der Frequenz fl kann also den Betrieb schnell in einen stationären Zustand bringen.

Die Messung, .die Grundlage der Fig. 44 ist, erfolgte .

unter den gleichen Bedingungen wie jene der Fig. 43.

902 ist hier ein Zeitintervall von etwa 300 ms, das vergeht, bis die Lichtdurchlässigkeit einigermaßen konstant wird. Diese Lichtdurchlässigkeit ist gering.

933 bezeichnet ein Zeitintervall von etwa 5s, das vergeht, bis die Lichtdurchlässigkeit vollkommen konstant

bleibt. Diese vollkommen konstante Lichtdurchlässigkeit 35

B23/24

•j erreicht im Fall von Fig. 44 nicht 100%, sondern liegt bei 90%. Wenn aber die Betriebssignale angelegt werden, nachdem das Signal der Frequenz fl für ein Intervall (1 "s) 903 angelegt wurde, dann ändert sich die Lichtdurchlässigkeit entsprechend dem gestrichelten Verlauf und erreicht 100%, nachdem bei 908 ein stationärer Zustand erzielt wurde. Der Lichtdurchlässigkeitsverlauf entsprechend der gestrichelten Linie zeigt einen schnellen Anstieg innerhalb eines Zeitintervalls 905

IQ und wird nach einem Zeitintervall 9 06 (in·der Größenordnung von 1 s) stabil. Dies wird als quasi-stabiler Zustand angesehen, der durch Anlegen des Signals der Frequenz, fl erreicht wird. Bei dem in Fig. 45 gezeigten Beispiel wird das Signal der Frequenz, f 1 für ein Intervall 911 (0,75 s) angelegt, nachdem die Lichtdurchlässigkeit bei 9OT einen stabilen Wert erreicht hat,und dann werden die Betriebssignale für ein Zeitintervall 912 (0,75 s) angelegt, wobei diese Signale wiederholt angelegt werden. Die Lichtdurchlässigkeit nimmt, wie.

bei 907, 90.9, 910, 908 gezeigt, allmählich zu, bis sie 100% erreicht. Beim Beispiel von Fig. 46 wird ein Signal vorn 0 γ während eines Zeitintervalls 913 (1 s) angelegt und dann das Signal der Frequenz, fe für ein Intervall 914 (1 s) angelegt, nachdem die Lichtdurchlässigkeit ■

oc von 90% sich bei 907 stabilisiert hat. Danach werden die Betriebssignale angelegt. Die Lichtdurchlässigkeit nimmt innerhalb eines Zeitintervalle 915 wieder. 100% an.

2Q Wie oben beschrieben, kann ein stabiler Betriebszustand durch Anlegen des Signals der Frequenz fl in kurzer Zeit erreicht werden. Dies ist ein praktisch wichtiges . Merkmal, da da.s Anlegen des Signals der Frequenz fl in oben beschriebener Weise einen Abfall der Lichtdurchlässigkeit verhindern kann, der andernfalls durch Un-

R24/25-

4 ν 4t *

3Η0078

regelmäßigkeiten in der Dicke des Flüssigkristallfeldes, die bei der Herstellung auftreten, verursacht werden würde.

Wie im Voranstehenden beschrieben, schafft die Erfindung durch Einsatz eines Flüssigkristallfeldes mit einer Flüssigkristallzusammensetzung und eines Steuersystems für dieses Flüssigkristallfeld eine "Anzeigevorrichtung und ein Lichtventil, die mit hohen Geschwindigkeiten · arbeiten und rasch ansprechen. Anwendungen dieser optischen Flüssigkristalleinrichtung sollen nun beschrieben werden.

Beispiel 1

.

Zunächst soll eine Ausführungsform beschrieben-werden, bei der die vorliegende Erfindung als MikroverSchluß— anordnung zum Schreiben mittels Licht eingesetzt ist. Die Fig. 47 und 48 zeigen die Anordnung eines Flüssig-

oß kristallfeldes. Dieses Flüssigkristallfeld enthält eine Grundplatte 1017 aus Glas, die Sammelsignalelektroden 101.9, T020 trägt, eine Grundplatte 1.018 aus Glas/ die Signalelektroden 1021, 1022 trägt, eine zwischen den Grundplatten 1017 und 1018' und Abstandshaltern 1026 dicht eingeschlossene Flüssigkristallzusammensetzung 1025 und Polarisatoren 1023, 1024, von denen je einer · '

■ auf jeder Seite der Grundplatten angeordnet ist. Die Sammelsignalelektroden 1019 und die Signalelektrode/n. 1021, 1022 sind transparent, während die Sammeisignalelektrode-1020 undurchsichtig ist. Die Polarisationsebenen der Polar isatoren 1023 und 1024 verlaufen senk-= recht zueinander. Licht wird mittels eines aus den transparenten Sammelsignalelektroden 1019 und den Signal-

■ elektroden gebildeten Mikroverschlusses moduliert". jr 2000 solcher MikroverSchlüsse sind auf einer geraden

B25/26

\ Strecke von 20 cm in einer Teilung von 100 μπι.angeordnet. ' Eine integrierte Treiberschaltung wurde auf Versuchsbasis hergestellt und .ist in der Lage, die Mikroverschlüsse als Antwort auf zeitserielle Bildelementdaten zu öffnen und zu schließen. Diese Treiberschaltung . ist an dem Flüssigkristallfeld angebracht. Da eine solche integrierte Treiberschaltung 50 Ausgangstreiber besitzt, sind insgesamt 40 solcher Treiber ICs angebracht, und zwar 20 auf jeder Seite der 2000 Mikrover-Schlüsse. Fig. 49 ist ein Zeitdiagramm verschiedener . zur Ansteuerung des Flüssigkristallfeldes notwendiger Signale, während Fig. 50 ein Blockschaltbild der Schaltung zur Erzeugung der Steuersignale darstellt.

■J5 1101 ist ein Rück set z.signal für den Betriebs start. 1102 ist ein Zeilenstartsignal, das den Beginn der Daten in einer Zeile angibt. 1103 ist ein Anforderungstaktsignal ■für die Anforderung der Daten. Das Taktsignal umfaßt 2000 Impulse für eine Zeile, die synchron mit dem

2Q Zeilenstartsignal geliefert werden. Die Daten werden synchron mit den Taktimpulsen empfangen. 1104 ist ein Schiebetaktsignal zur übertragung der Daten von einem Schieberegister in die Treiber ICs.. 1105 sind Auffangimpulse zum Auffangen der Daten, unmittelbar nachdem diese übertragen wurde. 1106, 1107 und 1108 sind .Steuersignale, die an den Flüssigkristall anzulegen sind. Das Signa.1 .1108 ist für die Sammelelektroden gedacht. Wenn das EIN-Signal 1106 angelegt wird, werden die FK-idikroverSchlüsse geöffnet, während sie geschlossen werden, wenn das AüS-Signal 1107 angelegt wird. Das EIN-Signal und das Sammelelektrodensignal setzen sich aus kombinierten Signalen einer hohen Frequenz fh und einer niedrigen Frequenz fl zusammen und sind gegenphasig. Das AüS-Signal hat eine niedrige Frequenz und ist''in

. .

/27

Phase mit dem EIN-SIgnal der Frequenz fl. Das Zeitintervall, während dessen das Signal der Frequenz fh während einer Periode des EIN-Signals angelegt wird, wird öffnungs- [ zeit genannt.

■ Die Schaltungsanordnung zur Erzeugung dieser Signale enthält einen Taktgeber 1110 zur Erzeugung eines Grundtaktsignals von 4,2 MHz, das mittels eines Teilers

1111 zur Erzeugung verschiedener Signale geteilt wird. •JO Das Zeilenstartsignal mit einer Periode von 2 ms wird zum Zwecke der Synchronisation bei 1115 erzeugt. Bei

1112 werden 2000 Impulse gezählt. Der Anforderungstakt wird bei 1120 erzeugt und zusammen mit dem Zeilenstartsignal an einen Zeitserien-Bildelement-Signalgeber 1124 geliefert/ bei dem es sich um ein externes Teil handelt. Daten, die vom Signalgeber 1124 synchron mit dem Anforderungstakt geliefert werden, werden bei 1119 verteilt, um zu den Treiber ICs .1122 geliefert zu werden, die in einem interdigitalen Aufbau gepackt sind. "

Die Öffnungszeit wird bei 1116 bestimmt, und das EIN-Signal, das AüS-Signal und das Signal für die Sammelelektröde werden bei Ή17 erzeugt. Die Auffangimpulse werden bei 1.113 erzeugt und der Schiebetakt bei 1114.

. Diese Signale sowie das EIN-Signal und das AüS-Signal werden den Treiber ICs 1122 geliefert. Die Sammelelektro-. densignale werden mittels eines Ausgangspuffers 1118 auf eine Spannung von 30 V umgeformt und dann an die Sammelelektroden Ϊ123 angelegt. Eine Steuerung 1121 empfängt Rückset zsigna.le von einer externen Einrichtung 1124 zum Start uiid. Stop des Betriebs der verschiedenen Schaltungsteile.

Fig. 51 ist ein Blockschaltbild eines Treiber ICs ~. Die 35

· von der vorerwähnten Schaltung als Eingangsdaten gelieferten Daten werden mittels eines Schieberegisters. 1130 von 50 Bits synchron mit einem Schiebe takt signal 1135 übertragen. Die Schieberegister in den 20 ICs auf der einen Seite des FK-Feldes sind in Kaskade geschaltet. Daten von einer Datenausgabe 1140 werden in das' Schieberegister eines benachbarten Treiber ICs überführt. Wenn Daten von 1000 Bits auf einer Seite oder 2000 Bits auf · beiden Seiten des FK-Feldes überführt wurden, werden sie mittels einer Auffangschaltung 1131 von 50 Bits zum Zeitpunkt eines Auffangimpulses 1137 verriegelt. Bei 1132 werden abhängig von'den verriegelten Daten EIN- und AUS-Signale 113& und 1139 ausgewählt und der Binärwert des ausgewählten Signals mittels eines Pegelumsetzers 1133 in ein Signal einer Treiber spannung von 30 V umge- · setzt₇ das über einen Treiberpuffer 1134 an die Signalelektroden geliefert wird.

Auf diese Weise wird die MikroverSchlußanordnung ange-2Q steuert. Bei einer solchen Anordnung ist die schnelle Lichtventileinrichtung in 2 ms pro Zeile betätigbar.

Beispiel 2 ' ■

... Die MikroverSchlußanordnung des Beispiels 1 mit dem.

eingeschlossenen Flüssigkristall (8) wird auf 40⁰G gehalten, wobei T1-2ms und T2-Ö,6ms. Ein lichtempfindlicher Körper aus Zinkoxid, der mit Bengalrosa sensing bilisiert ist, wird mittels Licht beleuchtet, das durch die Mikrover Schlußanordnung von einer Halogenlampe· mit einer Helligkeit von 2.000.000 cd/m² geliefert wird,, die hinter der Mikroverschlußanordnung angeordnet ist. Der lichtempfindliche Körper wird dann entwickelt. Auf

■ .

B28/29

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ihm wird entsprechend den angelegten Signalen ein Bild erzeugt. Der lichtempfindliche Körper wird mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/S bewegt. Auf diese Weise kann ein schneller Lichtschreibdrucker geschaffen werden.

Beispiel 3

Wie in Fig. 52 gezeigt, wird ein Lichtfühler 1203 etwa" -JO aus CdS nahe einer optischen Flüssigkristalleinrichtung 1202 gemäß der Erfindung angeordnet, die 500 Verschlüsse 1201 in einer geradlinigen 8 Punkte/mm-Anordnung enthält. Lichtquellen 1205 sind neben der Oberfläche einer Vorlage bzw. eines Originals 1204, die gelesen werden 15. soll, angeordnet, um die Oberfläche der Vorlage 1204 Z-U beleuchten. 1206 ist ein optisches Konvergenz— faserelement. Die Vorlage 1204 wird mit einer Geschwindigkeit von 500 Hz für 8 Punkte pro mm gelesen. Da die Verschlüsse Ϊ201 der optischen Flüssigkristalleinrichtung 1202 einer nach dem. anderen geöffnet werden, kann ein . einziger Lichtfühler 503 ausreichen, so daß die Vorrichtung kostensparend aufgebaut werden kann,.

Beispiel 4

Wie in Fig. 53 gezeigt, besitzt eine optische Flüssigkristalleinrichtung '1209 gemäß der Erfindung öffnungen 1208, die entsprechend einer Vielzahl·' optischer"Fasern 1207 ausgebildet sind. Eine einzige optische Faser 1210 ist gegenüber den optischen. Fasern 1207 auf der anderen" Seite der optischen Flüssigkristalleinrichtung 1209 angeordnet. Die einzige optische Faser 1210 besitzt eine Stirnfläche, die alle öffnungen überdeckt. Mit dieser

B29/30

Anordnung kann ein Lichtschalter aufgebaut werden, der Lichtsignale in gewünschter Weise mit 500 Hz schalten kann.

Beispiel 5 .

Fig. 32 zeigt eine Anordnung, bei der eine optische Flüssigkristalleinrichtung 1214 gemäß der Erfindung in einem optischen Weg vor einem Einzelfeld-Fernsehkamerafühler 12.11 angeordnet ist. Die optische Einrichtung 1214 umfaßt 37 Verschlüsse 1213 mit Drei-Farb-Filtern 1212. Mit einer solchen Anordnung können Fernsehsignale erzeugt werden, die FärbSignale mit 10 ms für jedes Filter und somit 30 ms für alle Filter umfassen. 1215 ist eine Linse, 1216 ein Spiegel und 1217 ein dichroitischer Spiegel»

Beispiel 6

Fig. 55 zeigt eine optische Flüssigkristalleinrichtung

1221 gemäß der Erfindung, die mit zwei Öffnungen 1220 versehen ist. Die Einrichtung 1221 und eine Gruppe von Spiegeln 1219 sind vor einem Fernsehkamerafühler 1218 angeordnet. Durch Schalten der Spiegel alle 30 ms können dreidimensionale Fernsehsignale erzeugt werden.

1222 sind Linsen.

Beispiel 7

Gemäß Fig. 56 besitzt eine optische Flüssigkristalleinrichtung 1224 gemäß der Erfindung Öffnungen 1225, .

B3Q/31

'68*' "

die in ihrer Lage menschlichen Augen 1223 entsprechen. Durch abwechselndes öffnen und Schließen der öffnungen

1225 alle 30 ras synchron mit dem Schaltsignal von Beispiel 5 kann ein mittels· eines Fernsehempfängers

1226 empfangenes Fernsehsignal gemäß Beispiel 5 dreidimensional gesehen werden. 1227 ist ein Synchronsignalgenerator .

Beispiel 8 .

Gemäß Fig. 57 besitzt eine einizge Linse 1228 eine Vielzahl von Linsenteilen 1229 mit unterschiedlichen Brennweiten. Eine optische Flüssigkristalleinrichtung 531 gemäß der Erfindung besitzt öffnungen 1230 entsprechend der Gruppe von Linsenteilen 1229. Dadurch wird eine automatische Brennweiteneinstellvorrichturig geschaffen, die mit einer Verzögerung von 2"ms als Antwort auf ein Signal' von einem automatischen Brennpunktdetektor 1223

2Q die richtige Brennweite auswählen kann.

Beispiel 9 . .

Wie in Fig. 58 gezeigt, wird eine Sonnenbrille mit

einem- Lichtfühler 1233 aus einer optischen Flüssigkristalleinrichturig 1234 gemäß der Erfindung aufgebaut. Die Sonnenbrille schützt die Augen mit einer Ansprechzeit von 1 ms. 1235 ist eine Maske.

Beispiel 10

Eine optische Flüssigkristalleinrichtung 1237 gemäß der 35

B31/32

Erfindung besitzt eine Vielzahl von Bildelementen 1236, die in einer Reihe angeordnet sind, und ist gemäß Fig» 59 in einen Pegelmesser eingesetzt. Ein solcher Pegelmesser kann innerhalb von 2 ms schalten und gibt eine scharf definierte Anzeige.

Beispiel 11

Wie in Fig. 60 gezeigt, besitzt eine optische Flüssigkristalleinrichtung 1240 gemäß der Erfindung eine Vielzahl konzentrischer kreisförmiger Öffnungen 1239 und ist neben einer Kameralinse 1238 angeordnet, um sowohl als Verschluß als auch als Blende zu dienen. Die so aufgebaute Blende· hat ein EIN-AUS-Verhältnis von 1/2000 und ein minimales Öffnungsintervall von 1 ms. Eine Hilfsmaske 1242 ist nötig, da Licht dazu neigt durchzulecken und auf einen Film 1241 zu fallen, selbst wenn das EIN-AUS-Verhältnis 1/2000 ist. Eine solche Maske kann langsam in etwa 1 s geöffnet und geschlossen werden.

Wie im einzelnen bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben, realisiert die vorliegende Erfindung eine optische Flüssigkristalleinrichtung mit einem Ansprechverhalten, das etliche zehnmal schneller als das herkömmliche Flüssigkristalleinrichtungen ist, so daß die erfindungsgemäße Flüssigkristalleinrichtung eine Vielzahl nützlicher Anwendungen aufweist. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist außerordentlich vorteilhaft, da sie billig aufzubauen ist, eine große Fläche besitzt, sich durch einen niedrigen Energieverbrauch auszeichnet und bezüglich der Auslegung der Form der Öffnung flexibel ist, Merkmale die Flüssigkristalleinrichtungen. eigen sind.

Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN . KRAMER ZWiRNER - HOFFMANN PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Pälentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult . ■■ - ι Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha 81/8767· 4 3-4, 4-choine, Ginza- Chud-ku, HO/mü Tokyo, Japan ■Optische Flüssigkristalleinrichtung und Drucker,' der eine solche optische Einrichtung als Licht-'''■'.' * ' 'ventil .benutzt"... V .' '. .'.'. .'.'..'. Paten,tansDrüche

1.. Optische Einrichtung mit einem Flüssigkristallfeld, umfassend, zwei gegenüberliegende Grundplatten, von denen jede zumindest eine Elektrode besitzt, und eine zwischen den beiden Grundplatten dicht eingeschlossene Flüssigkristallschicht, auf jeder Seite des Flüssigkristallfeldes einen Polarisator und eine Treiberschaltung zum wahlweisen Anlegen eines Signals einer ersten Frequenz und eines Signals einer zweiten Frequenz, dadurch . .' _; gekennzeichnet , daß die Flüssigkristallschicht aus einer optisch aktiven nematischen Flüssig- f _t.J* kristallzusammensetzung mit einer dielektrischen Anisotropie Ij besteht, die bei einer Nulldurchgangsfrequenz fc von ....'" 100 kHz oder weniger null wird, daß die erste Frequenz fh höher als die Nulldur'chgangsfrequenz fc und die zweite

München: R. Kremer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys.Dr. rer. nat. · ε. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden; P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof. Dr. JUf₁DIpWnQ₁₁PaL-AsS₁₁PaL-AnW.bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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Ί Frequenz fl niedriger als die Nulldurchgangsfrequenz ist und daß die Dicke der Flüssigkristallschicht dreimal so groß wie die Schraubenganghöhe der Flussigkristallzusammensetzung oder weniger ist.

2. Optische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß die Flüssigkristallzusammensetzung eine optisch inaktive nematische Flüssigkristallzusammensetzung umfaßt, der ein optisch Ί0 aktives Material zugesetzt wurde.

3. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Moleküle der in dem Flüssigkristallfeld dicht eingeschlossenen Flüssigkristallzusammensetzung mit einem Verdrillungswinkel von 990.° oder weniger ausgerichtet sind.

4. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e lehnet , daß die Oberflächen der beiden Grundflächen so behandelt sind, daß eine horizontale Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle ermöglicht wird.

5. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Polarisatoren senkrecht zueinander verlaufen- - de Polarisationsebenen besitzen.

6. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden· Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sie durch Anlegen eines Signals der Frequenz fl an-die Elektroden schließbar ist.

3U0078

7. Optische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß sie durch Anlegen eines Signals der Frequenz fl an die Elektroden geöffnet wird.

8. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ■ Zeitintervalle zum Anlegen eines Signals der Frequenz fl in konstanten Perioden vorgesehen ist.

·

9. Optische Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die konstanten Perioden eine Schreibperiode darstellen.

10. Optische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Zeitintervall länger als ein Schreibintervall zum Anlegen eines Signals der Frequenz f1 an alle entgegengesetzten Elektroden vorgesehen ist.

11. Drucker mit einem Lichtsignalgeber, insbesondere in Form einer optischen Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, umfassend eine Lichtquelle, ein Flüssigkristall-Lichtventil, eine Flüssigkristalltreiberschalturig, ein lichtempfindliches Element, eine Entwicklungsstation und eine Fixierstation, dadurch gekennzeichnet , daß das Flüssigkristall-Lichtventil ein Flüssigkristallfeld umfaßt _t welches eine Glasplatte mit wenigstens einer Sammelelektrode, eine der ersten Glasplatte gegenüberliegende· zweite Glasplatte mit einer Vielzahl von Signalelektroden und eine zwischen den Glasplatten abgedichtete Flüssigkristallverbindung sowie auf jeder Seite des Flüssigkristallfeldes einen Polarisator aufweist., und

3H0078

daß die Flüssigkristallverbindung aus einem nematischen Flüssigkristall mit dielektrischer Anisotropie, die bei einer Nulldurchgangsfrequenz fc von 100 kHz oder weniger bei normaler Temperatur null wird,und dem ein optisch aktives Material zugesetzt ist, wobei die Treiberschaltung an die Sammelelektrode und die Signalelektroden ein Signal einer Frequenz f h, die höher als die Nulldurchgangsfrequen2 fc ist, und ein Signal einer Frequenz fl, die niedriger als die Nulldurchgangsfrequenz fc ist, anlegt, um dadurch das FK-Lichtventil zu öffnen und zu schließen.

12. Drucker nach Anspruch 1-T, dadurch gekennzeichnet , daß dem nematischen Flüssigkristall 0,5 bis 10 Gewichtsprozent optisch aktives Material zugesetzt sind.

13. Drucker nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet- , daß der ' Flüssigkristall eine schraubenförmige Molekularordnung mit einer Schraubenganghöhe im Bereich von einem Drittel bis zum Doppelten des'Abstands zwischen den beiden Glasplatten und damit der Dicke der Flüssigkristallschicht besitzt. .

14. Drucker nach einem der Ansprüche 11 bis 13_r dadurch

gekennzeichnet , daß die Dicke der Flüssigkristallschicht im Bereich von 2 bis 10 μπι liegt.

15. Drucker nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch g e k e η η ζ e lehnet, daß die beiden Glasplatten so behandelt sind, daß eine horizontale Flüssigkristallmolekülausrichtung ermöglicht wird.

16. Drucker nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch

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gekennzeichnet , daß die Behandlungsrichtungen der beiden Glasplatten für eine horizontale Molekularausrichtung.senkrecht zueinander verlaufen.

17. Drucker nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet ', daß die beiden Polarisatoren senkrecht zueinander verlaufende Polarisationsebenen besitzen.

18. Drucker nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch g e k e nnzeichnet , daß das Flüssigkristall-Lichtventil· als Antwort auf das Anlegen eines Signals der Frequenz fl an die Sammelelektrode und die Signalelektroden geschlossen wird.

19. Drucker nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Flüssigkristall-Lichtventil als' Antwort auf das Anlegen eines Signals der Frequenz" fh an die Sammelelektrode und die Signalelektroden geöffnet wird.

20. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Zeitintervalle zum Anlegen des Signals der Frequenz fl in konstanten Zeitperioden vorgesehen sind.

21. Drucker nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die konstanten Zeitperioden ein Schreibintervall darstellen.

22. Drucker nach einem der Ansprüche 1t bis .21 _t dadurch gekennzeichnet , daß ein Zeitpunkt zum Anlegen des Signals fl an die Signalelektroden und Sammelelektrode für ein Zeitintervall, das langer als ein Schreibintervall ist, vorgesehen ist.