DE2055312A1

DE2055312A1 - Vorfuhrvornchtung

Info

Publication number: DE2055312A1
Application number: DE19702055312
Authority: DE
Inventors: Gary Hamilton Mauer Paul Bernard Rochester NY Conners (V St A )
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1969-11-12
Filing date: 1970-11-10
Publication date: 1971-05-19
Also published as: US3592527A; CA920241A; FR2069311A5; GB1310146A

Description

DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS, lange stkasse 51

1 ,11 u^n. 1 u uv., TELEFON· (0711) 294310 und »7295

DR. BRANDES, DR.-ING. HELD telex,0722312

PATENTANWÄLTE 7 STUTTGART l

KASSE 5 (0711) 29 3312

Unser Zeichen: 122 789/841833 kdk

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Vorführvorrichtung

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Die Erfindung betrifft eine Vorführvorrichtung zum Darstellen einer projizierbaren Vorlage mit Hilfe von Umweltlicht, mit einem in einem bestimmten Spektralbereich empfindlichen Photoleiter, dessen eine Seite mit einem der Vorlage entsprechenden Lichtmuster belichtbar ist, einer , der anderen Seite des Photoleiters mit ihrer einen Seite zugekehrten Reflektionszone, einer an deren andere Seite mit ihrer einen Seite anschliessenden Steuerzone, die unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes das Umweltlicht streut und ohne Feld durchsichtig ist, einer an der einen Seite des Photoleiters anliegenden ersten durchsichtigen Elektrode und einer an die andere Seite der Steuerzone angrenzenden zweiten durchsichtigen Elektrode, zwischen denen eine elektrische Spannung anlegbar 1st, einer Projektionseinrichtung zum Projizieren der Vorlage auf die eine Seite des Photoleiters sowie einem Bildschirm für das Abbild der Vorlage.

Eine Vorführvorrichtung dieser Art ist in der US-Patentschrift Nr. 2 892 380 beschrieben. Es handelt sich dabei um ein schlieren-optisches System zur Verstärkung der Beleuchtungsstärke eines optisch projizierten Bildes. Die Steuerzone besteht aus einer Schicht flüssigen Kristalls, die elektrooptisch aktiv ist, beispielsweise den Kerr-Effekt zeigt. Ausser der Schicht flüssigen Kristalls sind auch der Photoleiter und die beiden Elektroden schichtförmig ausgebildet, welche an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind. Ein elektrisch nichtleitender Spiegel ist zwischen dem Photoleiter und der Schicht aus flüssigem Kristall angeordnet, damit zwischen dem auf den Photoleiter projizierten Lichtbild und einer zweiten Lichtquelle, welche beispielsweise die Umwelt darstellt, eine optische Trennung besteht. Da bei der bekannten Vorrichtung die erste Elektrode von einem Gitter belegt ist, erscheint das Lichtbild auf

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dem Photoleiter gerastert, so dass dieser nur an den Stellen leitend wird, an denen Licht auftrifft. Dadurch wird ein dem Lichtbild entsprechendes heterogenes elektrisches Feld zwischen den Elektroden erzeugt, das örtliche Schwankungen des Brechungsindexes des flüssigen Kristallmateriales entsprechend dem Lichtbild zur Folge hat. Das von der zweiten Lichtquelle stammende Licht wird von der nichtleitenden Spiegeloberfläche entsprechend dem Bildmuster auf dem flüssigen Kristall reflektiert und auf einen besonderen Bildschirm geworfen, um das Abbild der Vorlage sichtbar zu machen.

An dieser Stelle seien einige grundsätzliche Bemerkungen zu "flüssigen Kristallen" gemacht:

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts entdeckten F.Reinitzer und O. Lehmann unabhängig voneinander, dass gewisse Substanzen beim übergang vom festen kristallinen Zustand in den isotropen flüssigen Zustand in einem bestimmten Temperaturbereich einen Zustand hatten, in dem diese Substanzen Fliesseigenschaften ähnlich denen von Fluiden, aber optische Eigenschaften ähnlich denen von Kristallen zeigten. Um diese Eigenschaften zu kennzeichnen, benutzte Lehmann den inzwischen eingebürgerten Begriff "flüssiger Kristall". Heutzutage sieht man Substanzen, welche diese Eigenschaften zeigen, als in einem vierten Aggregatzustand befindlich an, der als mesomorpher Zustand oder Mesophase bekannt ist, da es sich um einen Zustand oder eine Phase zwischen jenem bzw. jener des anisotropen Kristalls und der isotropen Flüssigkeit handelt.

Es existieren drei verschiedene mesomorphe Zustände oder Phasen, nämlich die smektische Mesophase, die nematische Mesophase und die cholesterische Mesophase, worüber mehr in einem Aufsatz von Fergason in der Zeitschrift "Scientific American" vom August 1964, Seiten 77 - 85, ausgeführt ist.

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Ein nematischer flüssiger Kristall ist im wesentlichen durchsichtig und lässt daher Licht durch. Wenn er aber in ein unveränderliches elektrisches Feld gebracht wird, verlieren einige dieser flüssigen Kristalle ihre Orientierung, so dass das Material Licht streut und milchig weiss erscheint. Wenn das elektrische Feld beseitigt wird, kehren die Moleküle des flüssigen Kristalls in ihre ursprüngliche Lage zurück, so dass der flüssige Kristall wieder durchsichtig ist. Diese Erscheinung wird in dem "Dynamic Scattering: A New Electro-optical Effect in Certain Classes of Nematic Liquid Crystals" betitelten Aufsatz von Heilmeier, Zanonl und Barton in den "Proceedings of the I.E.E.E.", Juli 1968, Seiten 1162-1171, besprochen.

Eine speicherbare optische Streuwirkung aus Mischungen von cholesterischen und nematischen Flüssigkristall-Materialien wird in einem Aufsatz mit dem Titel "A New Electric Field Controlled Reflective Optical Storage Effect in Mixed-Liquid Crystal Systems" von Heilmeier und Goldmacher erläutert, der in den "Applied Physics Letters" vom 15. August 1968, Seiten 132 und 133, erschienen ist. In diesem Aufsatz beschreiben die Autoren, wie eine Mischung aus nematischen und cholesterischen mesomorphen Materialien zu einem optischen "Gedächtnis" unter dem Einfluss eines konstanten oder langsam veränderlichen elektrischen Feldes wird, welches das ursprünglich durchsichtige Material in ein milchig weisses, lichtstreuendes Material verwandelt. Das Flüssigkristall-Material streut auch nach Abbau des elektrischen Feldes das Licht weiterhin. Die Mischung kann leicht in ihren ursprünglichen Zustand der Durchsichtigkeit zurückgebracht werden,! indem man ein hochfrequentes Wechselfeld von mehr als 700 Hz einwirken lässt.

In der Zeitschrift "The Glass Industry" ist im August 1968 auf den Seiten 423 bis 425 ein weiterer Artikel mit dem Titel "Liquid Crystals: New Typ of Electronic Display"

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erschienen, aus dem der Gebrauch einer leitenden Elektroden schicht auf einem flüssigen Kristall gezeigt wird, der zur Erzeugung eines Bildes von einem Signal abgetastet wird.

Die aus der bereits erwähnten US-Patentschrift Nr.2 892 380 bekannte Vorführvorrichtung der eingangs genannten Art hat nun den Nachteil, dass hier ein besonderer Bildschirm erforderlich ist und das Abbild der Vorlage nicht einfach auf dem Schichtensystem erscheint und dort betrachtet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute und daher billig herstellbare Vorführvorrichtung zu schaffen, die keinen besonderen Bildschirm benötigt.

Diese Aufgabe ist ausgehend von einer Vorführvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Reflexionszone durch einzelne, elektrisch leitende ,voneinander isolierte Spiegelelemente gebildet ist, dass eine, von den Spiegelelementen reflektiertesUmweltlicht absorbierende Absorptionseinrichtung, dass eine das Umweltlicht aus dem bestimmten Spektralbereich vom Photoleiter fernhaltende Abschirmeinrichtung und dass als Bildschirm die Steuerzone vorgesehen ist. Dadurch erübrigt es sich, einen besonderen Bildschirm vorsehen zu müssen. Es ist zweckmässig, die erste Elektrode, den Photoleiter, die Reflexionszone , die Steuerzone und die zweite Elektrode schichtförmig auszubilden und sandwichartig aneinander zu legen. V7eitere Schichten können dann leicht hinzugefügt v/erden.

Bei bevorzugten Ausftihrungsformen der Vorführvorrichtung nach der Erfindung wird die Sperrzone durch einen flüssigen Kristall gebildet und sind die Spiegelelemente der Reflektionszone rasterförmicj angeordnet.

Bei einer ersten AusfUhrungsform wird als Flüssigkristall-Mater ial ein nematischer flüssiger Kristall verwendet,dessen

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Mesophase im Bereich der normalen Raumtemperatur liegt. Andernfalls ist das Material innerhalb desjenigen Temperaturbereiches zu halten, in dem es sich während des Gebrauchs in seinem mesomorphen Zustand befindet. Mit Hilfe der Projektionseinrichtung wird durch die erste durchsichtige Kiektrode hindurch auf der photoleitfähigen Schicht mit Licht aus einem bestimmten Spektralbereich ein Abbild der Vorlage erzeugt. Währenddessen liegt an den Elektroden eine Gleichspannung. Die photoleitfähige Schicht wird in ihren belichteten Bereichen elektrisch leitend, was zur Folge hat, dass infolge des nun durch den flüssigen Kristall greifenden elektrischen Feldes dieser nun in entsprechenden Bereichen das Licht streut. Daher wird durch die zweite durchsichtige Elektrode auf den flüssigen Kristall fallendes Licht von der Reflektionszone mit rasterförmig angeordneten Spiegelelementen in einer der Vorlage entsprechenden^Weise wegreflektiert, damit ein sichtbares Abbild entstehen kann. Dazu ist als Absorbtionseinrichtung ein schwarzer Hintergrund auf der der Projektionseinrichtung abgewandten Seite der Reflektionszone vorgesehen, der das von den Spiegelelementen reflektierte Licht absorbiert. Etwas vom eindringenden gestreuten Licht wird jedoch in die Augen des Betrachters reflektiert, so dass für diesen im flüssigen Kristall als Bildschirm ein Abbild der projizierten Vorlage erscheint.

Bei einer zweiten Au6führungsform,'die im übrigen der ersten gleicht, ist anstelle eines schwarzen Hintergrundes als Absorbtionseinrichtung ein zwischen der Quelle des Umweltlichtes und der Steuerzone angeordneter Zirkularpolarisator vorgesehen.

Bei einer dritten Ausführungsform, die ebenfalls im übrigen der ersten gleicht, ist als Flüssigkristall-Material eine Mischung aus einer nematischen und einer cholesterischen Mesophase vorgesehen, wodurch eine Vorrichtung mit einem optischen "Gedächtnis¹¹ entsteht, so dass der flüssige

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Kristall im Zustand der molekularen Unordnung während einer bestimmten Zeitspanne verharrt und dadurch auch nach Abbau des elektrischen Feldes ein sichtbares Abbild erzeugt..

Im folgenden ist die Erfindung anhand dreier durch die Zeichnung dargestellter Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorführvorrichtung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. ^r 1 einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch die erste Ausführungsform,

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung der zweiten Ausfuhr ungsform und

Fig. 3 eine abgebrochene, der Fig. 1 entsprechende Darstellung der dritten Ausführungsform.

Soweit die drei beschriebenen Ausführungsformen miteinander übereinstimmen, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Bei der ersten Ausführungsform gemäss Fig. 1 sind zwei durchsichtige Elektroden 10 und 12, beispielsweise als elektrisch leitende dünne Schichten aus Zinnoxid , an Trägern 14 bzw.16 gelagert, die aus Glas, Kunststoff oder einem anderen geeigneten durchsichtigen Material bestehen können. Eine photoleitfähige Schicht 18 liegt mit ihrer einen Seite an der zwischen ihr und dem Träger 14 eingeschlossenen durchsichtigen Elektrode 10 an, wie die Figur zeigt. An der anderen Seite der photoleitfähigen Schicht 18 ist ein Raster aus spiegelnden Punkten oder Flecken 20 befestigt, die aus Metall oder einem anderen elektrisch leitenden Material bestehen können. Diese Flecke 20 reflektieren das Licht, welches in einer nachfolgend näher beschriebenen Weise durch

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einen flüssigen Kristall nach vorn gestreut wird. Die Flecke

20 müssen voneinander elektrisch isoliert sein, damit die optischen Eigenschaften der benachbarten Steuerzone aus einer Schicht flüssigen Kristalls 22 entsprechend der Leitfähigkeit der photoleitfähigen Schicht 18 selektiv veränderbar sind/ wie noch näher erläutert wird. Zweckmässigerweise werden die Flecke 20 dadurch hergestellt, dass die photoleitfähige Schicht 18 auf ihrer anderen Seite mit einer nichtspiegelnden isolierenden Schicht 21, beispielsweise aus Maskierungsmaterial, bedeckt und anschliessend so geätzt wird, dass Hohlräume zurückbleiben, die eine zellenartige Struktur aufweisen. Die leitfähigen Punkte oder Flecke 20 v/erden dann beispielsweise durch Aufdampfen innerhalb der Hohlräume in der isolierenden Schicht

21 auf die photoleitfähige Schicht 18 aufgebracht. Zur Demonstrationszwecken sind die Flecke 20 so dargestellt, als hätten sie eine beträchtliche Grosse. Tatsächlich handelt es sich bei den Flecken jedoch um sehr kleine Punkte, die klein genug sind, um eine angemessene Bildauflösung zu ermöglichen. Auch der Raum zwischen den Flecken ist sehr schmal. Die photoleitfähige Schicht 18 kann aus Selen, Germanium,Zinkoxid , den Sulfiden des Zink, Thallium, Blei, Silicium Cadmium, Cädmiumselenid oder einem anderen aus einer Anzahl organischer photoleitfähiger Materialien bestehen. Diese Materialien sprechen:

auf sichtbares Licht ebenso wie auf Licht anderer Wellenlängen an, beispielsweise auf Infrarot und Ultraviolet. Die Mesophase des flüssigen Kristalles 22 ist vom nematischen Typ. Ein geeignetes nematisches Material besteht aus der Mischung von 80 Mol-Prozenten.Butyl-p-(p-äthoxyphenoxycarbonyl) phenyl-carbonat und 20 Mol-Prozenten p-[N-(p-Methoxybenzyllden) amino] phenyl-acetat. Dieses Material befindet sich zwischen 42° C und 52° C in seiner Mesophase. Ein anderes geeignetes Material besteht zu je einem Gewichtsdrittel aus ■ P-Jj>~Methoxybenzyliden) amino} phenyl-acetat, p-(p-Methoxybenzyliden) amino-butyrat und p-(p-Butoxybenzyliden) amino-

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acetat, welche sich zwischen 25° C und 55° C in der Mesophase befindet. Andere geeignete Materialien sind auf den Seiten 11 bis 13 von "Molecular Structure and the Properties of Liquid Crystals" von G.W. Grey (1962) genannt. Die Schicht aus flüssigem Kristall 22 kann etwa 25-5OPm.'' dick sein und durch Kapillarwirkung zwischen der Reflexzone 20, 21 und der durchsichtigen Elektrode 12 gehalten werden. Falls es erwünscht ist, können nicht dargestellte Mittel um den Umfang des flüssigen Kristalls 22 herum vorgesehen werden, um diesen einzuschliessen. Falls das benutzte Material bei der normalen Betriebstemperatur der Vorrichtung keine Mesophase hat, müssen nicht dargestellte Mittel vorgesehen werden, um das Material in einem Temperaturbereich zu halten, in dem es sich in seinem mesomorphen Zustand befindet. Dies kann beispielsweise durch einen Strahler erreicht werden, der den flüssigen Kristall erwärmt. Ein optisches Filter 24, beispielsweise ein Ultraviolettfilter, kann mittels jedes passenden Klebstoffes oder mit Kitt 26 auf der Rückseite des Trägers 16 zu einem noch näher darzulegenden Zweck befestigt werden. Eine Gleichspannungsquelle 28, beispielsweise eine Batterie, ist in der dargestellten Weise mit den Elektroden 10 und 12 verbunden, damit zwischen diesen beiden ein elektrisches Feld herrscht. Vorteilhafterweise kann der flüssige Kristall 22 als Bildschirm dienen, wie nachstehend beschrieben ist.

Die auf dem nematischen flüssigen Kristall 22 abzubildende Information wird als Lichtmuster oder Abbild mit Hilfe einer in der linken Hälfte der Fig.l dargestellten Projektionseinrichtung scharf auf der photoleitfähigen Schicht 18 abgebildet. Dazu bescheint eine Lichtquelle 30 eine Vorlage 34 in Gestalt eines Filmes oder eines Diapositives, welche die abzubildende Information enthält. Mit Hilfe einer Linse 36 wird die Vorlage auf der photoleitfähigen Schicht 18 scharf

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abgebildet. Solange die Fläche 20 und die isolierende Schicht 21 undurchsichtig sind, kann die Lichtquelle 30 Licht im gesamten Spektralbereich aussenden, für den die photoleitfähige Schicht 18 empfindlich ist. Wenn die isolierende Schicht 21 dagegen durchscheinend ist, würde das zur Beleuchtung des^ flüssigen Kristalls 22 von der rechten Seite benutzte Umweltoder Raumlicht durch die Schicht 21 gelangen und auf die photoleitfähige Schicht 18 treffen. Wenn die photoleitfähige Schicht dann für das Raumlicht empfindlich ist, würde sie in den von der benachbarten Schicht 21 bedeckten Bereichen leitend werden, was zur Folge hätte, dass die optische Eigenschaft der angrenzenden Bereiche des flüssigen Kristalles 22 geändert und damit die Ordnung des zu betrachtenden Abbildes zerstört würde. Um dies zu vermeiden, kann eine photoleitfähige Schicht verwendet werden, die nur in einem bestimmten Bereich des elektromagnetischen Spektrums eine besondere Empfindlichkeit, beispielsweise im ültraviolettberexch, aufweist. Ein geeignetes photoleitfähiges Material ist entweder poly N-vinylcarbazol oder triphenylamin, das in einem Bindemittel wie polystyrol verteilt ist. In diesem Fall ist als Lichtquelle 30 eine ultraviolette Lichtquelle und, wenn nötig, ein ultraviolettes Licht durchlassendes Filter 38 vorgesehen, das im wesentlichen alles übrige Licht absorbiert. Ausserdem wird dann als optisches Filter 24 ein ultraviolettes Licht absorbierendes Filter ausgesucht, das verhindert, dass ultraviolettes Licht aus der Umgebung durch die Schicht aus flüssigem Kristall 22 die photoleitfähige Schicht 18 erreicht.

Wahlweise kann als Abschirmeinrichtung auch die dann aus undurchsichtigem oder ultraviolettes Licht absorbierendem Material hergestellte isolierende Schicht 21 dienen. Es hat sich gezeigt, dass die Mesophase eines nematischen flüssigen Kristalls durch Stromdichten von etwa o,2 f*A/cm² aktiviert werden kann. Stromdichten dieser Grössenordnung können durch Lichtströme in Höhe von etwa 5 erg/cm² im langwelligen Ultra-

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violett erzeugt werden.

Vor der bildmässigen Belichtung erstreckt sich das mit Hilfe * der Stromquelle 28 zwischen den Elektroden 10 und 20 erzeugte elektrische Feld im wesentlichen nur über die photoleitfähige Schicht 18, während im flüssigen Kristall 22 gar kein Feld oder nur ein geringes Feld vorhanden ist. Das hat seinen Grund darin, dass das photoleitfähige Material in der Dunkelheit einen hohen Widerstand hat, während der flüssige Kristall vergleichsweise leitend ist. Wenn im flüssigen Kristall überhaupt kein elektrisches Feld oder nur ein geringes Feld herrscht, ist er im wesentlichen durchsichtig. Wenn nun durch die Linse 36 auf die photoleitfähige Schicht 18 ein Abbild der Vorlage 34 projiziert wird, wird die photoleitfähige Schicht 18 in den beleuchteten Bereichen leitend, so dass das elektrische Feld nun durch die entsprechenden Bereiche des flüssigen Kristalls greift. Das ümgebungslicht oder das Licht einer künstlichen Lichtquelle 40 wird dann in den vom elektrischen Feld durchsetzten Bereichen des flüssigen Kristalles gestreut. Der Hauptteil des Streulichtes wird vorwärts gestreut, d.h. in die Einfallsrichtung. Es ist daher notwendig, dass eine spiegelnde Fläche vorgesehen ist, um etwas von dem gestreuten Licht in das Auge des Betrachters zu reflektieren. Dies wird durch die Flecke 20 als rasterförmig angeordnete Spiegelelemente bewerkstelligt, die in der dargestellten Weise hinter dem flüssigen Kristall 22 angeordnet sind. Licht, das auf Bereiche des flüssigen Kristalies trifft, in denen kein oder nur ein geringes elektrisches Feld herrscht, wird dort nicht gestreut, sondern gelangt direkt auf die spiegelnden Flecke und wird dort, wie der Lichtstrahl 44 andeuten soll, vom Auge 42 des Betrachters wegreflektiert. Um unerwünschte Reflektionen zu vermeiden, ist als Absorbtionseinrichtung ein schwarzer Hintergrund 45 vorgesehen, Dies sei anhand der Reflektion eines Lichtstrahles 46 an den spiegelnden Flecken

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in Fig.l gezeigt. Es wird daher jeder Lichtstrahl, der auf einen keinem elektrischen Feld unterworfenen Bereich des flüssigen Kristalles 22 trifft, diesen durchsichtigen Bereich des flüssigen Kristalles direkt durchdringen und durch einen der spiegelnden Flecke 20 in einen ausserhalb des Gesichtsfeldes des Auges 42 gelegenen Raumteil reflektiert werden. Andererseits wird beispielsweise der Lichtstrahl 47, der auf einen unter dem Einfluss des elektrischen Feldes stehenden Bereich des flüssigen Kristalles 22 fällt, nach vorn gestreut, so dass er von einem spiegelnden Fleck reflektiert und bei seinem Rückweg durch den flüssigen Kristall nochmals gestreut wird . Mindestens ein Teil dieses zweifach gestreuten Lichtes wird das Auge 42 des Betrachters erreichen, so dass dieser .auf dem flüssigen Kristall ein Abbild der Vorlage sieht, dem für das Auge der schwarze Hintergrund scheinbar " unterlegt ist. Es sei bemerkt, dass das betrachtete Abbild gleicher Natur ist, wie das^-projizierte Vorbild, d.h. ein positives Original führt zu einem positiven Bild im flüssigen Kristall.

Bei der zweiten Ausführungsform gemäss Fig. 2 wird anstelle des schwarzen Hintergrundes der ersten Ausführungsforxn als Absorbtionseinrichtung ein Zirkularpolarisator verwendet, der die Wirkung eines schwarzen Hintergrundes hat und aus einem A/4- Plättchen und einem scheibenförmigen Linearpolarisator besteht. Das plättchen 48 und der Polarisator 50 sind in der dargestellten Weise der im übrigen unveränderten ersten Ausführungsform hinzugefügt. Wenn beispielsweise ein Lichtstrahl 52 den Zirkularpolarisator 48, 50 durchdringt, wird er zirkularpolarisiert. Wenn nun dieser zirkularpolarisierte Lichtstrahl auf einen Bereich des flüssigen Kristalles 22 trifft, in dem kein oder nur ein geringes elektrisches Feld herrscht, wird dieser Lichtstrahl von einem spiegelnden Fleck 20 durch den flüssigen Kristall 22 zurückreflektiert und im umgekehrten Sinne oeion Rückweg'mirch überlagerung mit dem einfallenden Strahl unterdrückt, so dass das Licht des Strahles 52 das Auge

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XO

46 des Betrachters nicht erreicht. Wenn andererseits ein Lichtstrahl 54 nach seiner Zirkularpolarisation durch den Zirkularpolarisator 48, 50 in einen Bereich des flüssigen Kristalles 22 einfällt, der einem elektrischen Feld ausgesetzt ist, wird der Strahl durch den flüssigen Kristall nach vorn gestreut. Dieses Streulicht wird von einem spiegelnden Punkt oder Fleck 20 reflektiert und bei seinem Rückweg durch den flüssigen Kristall erneut gestreut. Diese Streuung führt dazu, dass das Licht entpolarisiert wird, so dass ein Teil von ihm durch den Zirkularpolarisator 48, 50 in das Auge 42 des Betrachters gelangt. Dadurch erscheint im flüssigen Kristall ein gichtbares Abbild der Vorlage. Wenn gewisse nematische flüssige Kristalle mit gewissen cholesterischen flüssigen Kristallen gemischt werden, entsteht ein flüssiger Kristall riiit einem optischen "Gedächtnis", d.h., wenn die Moleküle des Kristalles so angeordnet sind, dass sie für den Betrachter ein sichtbares Abbild erzeugen, behalten sie ihre einmal eingenommene Raumlage auch dann bei, wenn das elektrische Feld abgebaut wird. Dieses "Erinnerungsvermögen" hat bis zu mehreren Tagen Bestand, aber das im Kristall sichtbare Bild kann dadurch ausgelöscht werden_r dass der Kristall einem hochfrequenten elektrischen Wechselfeld oder einem kurzzeitig erzeugten elektrischen Gleichfeld ausgesetzt wird, das eine der Richtung des ursprünglichen elektrischen Feldes entgegengesetzte Richtung aufweist. Ein geeigneter flüssiger Kristall mit einem "Gedächtnis" ist ein solcher, der zu 90 Gewichtsprozenten aus Anisyliden -p-aminophenyl-acetat (nematischer Bereich 82° C bis 110° C) und 10 Gewichtsprozenten Cholesteryl-nonanoat (cholosterischer Bereich 78°C bis 91° C ). Ein anderes geeignetes Material besteht zu je 30 Gewichtsprozenten aus P-[j>-Methoxybenzyliden) amino} phenyl acetat, ρ- (p-Methoxybenzyliden) ainino-butyrat, ρ- (p-Butoxybenzyliden)amino-acatat und 10 Gewichtsprozenten Cholesteryl oloyl-carbonal . Dickes Material befindet sich im Temperatur-

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bereich von 25° C bis 55° C in seinem mesomorphen Zustand.

Eine dritte Ausführungsform mit einem optischen "Gedächtnis" zeigt Fig.3. Hier sind die durchsichtigen Elektroden IO und 12 mit Zungen 56 bzw. 58 versehen. Zweckmässigerweise wird entweder die Gleichspannungsquelle 28 oder eine nicht dargestellte niederfrequente (unter 100 Hz) Wechselspannungsquelle an die Zungen angeklemmt, wenn ein Bild hergestellt werden soll. Wahlweise kann ein Löschoszillator BO, der vorzugsweise mit einer Frequenz von über 700 Hz arbeitet, an die Zungen angeschlossen werden, wenn das Bild gelöscht werden soll.

Die Vorlage 34 wird auf die photoleitfähige 5Schicht 18 projiziert, solange die Gleichspannungsquelle 28 an die Zungen 56 und 58 angeschlossen ist, damit im flüssigen Kristall 22 ein Abbild entsteht, wie im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen bereits erläutert wurde. Anschliessend kann die Gleichspannungsquelle 28 abgetrennt werden, worauf das optische Muster oder Abbild im flüssigen Kristall 22 für einige Zeit beständig ist. Wenn es erwünscht ist, die optische Information zu löschen, wird an die Zungen 56 und 58 beispielsweise eine nicht dargestellte Einrichtung angeschlossen, mit der ein kurzer Gleichspannungsimpuls umgekehrter Polarität erzeugt werden kann, oder der Löschoszillator 60, die beide bewirken, dass der flüssige Kristall 22 in seinen ruhenden oder klaren Normalzustand gebracht wird. Nun kann die Vorrichtung durch Verbinden mit der Gleichspannungsquelle 28 erneut benutzt werden.

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Claims

Patentansprüche·

Vorführvorrichtung zum Darstellen einer projizierbaren Vorlage mit Hilfe von Umweltlicht, mit einem in einem bestimmten Spektralbereich empfindlichen Photoleiter, dessen eine Seite mit einem der Vorlage entsprechenden Lichtmuster belichtbar ist, einer der anderen Seite des Photoleiters mit ihrer einen Seite zugekehrten Reflexionszone, einer an deren andere Seite mit ihrer einen Seite anschliessenden Steuerzone, die unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes das Umweltlicht streut und ohne Feld durchsichtig ist, einer an der einen Seite des Photoleiters anliegenden ersten durchsichtigen Elektrode und einer an die andere Seite der Steuerzone angrenzenden zweiten durchsichtigen Elektrode, zwischen denen eine elektrische Spannung anlegbar ist, einer Projektionseinrichtung zum Projizieren der Vorlage auf die eine Seite des Photoleiters sowie einem Bildschirm für das Abbild der Vorlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionszone (20, 21) durch einzelne, elektrisch leitende, voneinander isolierte Spiegelelemente (20) gebildet ist, dass eine

von den Spiegelelementen (20) reflektiertesUmweltlicht absorbierende Absorptionseinrichtung (45)48,50), dass eine das Umweltlicht aus dem bestimmten Spektralbereich vom Photoleiter fernhaltende Abschirmeinrichtung (24) und dass als Bildschirm die Steuerzone (22) vorgesehen ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (10), der Photoleiter (18), die Reflexionszone (20, 21), die Steuerzone (22) und die zweite Elektrode (16) schichtförmig ausgebildet und aneinandergelegt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrzone durch einen flüssigen Kristall (22) gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als flüssiger Kristall eine nematische Mesophase vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als flüssiger Kristall eine Mischung aus einer nematischen und einer cholesterischen Mesophase vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als flüssiger Kristall mesoraorphes Material vorgesehen ist, das zumindest vorübergehend nach Abbau des elektrischen Feldes noch streut.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Löscheinrichtung (6o) vorgesehen ist, mittels deren das mesomorphe Material in den nicht streuenden Ordnungszustand überführbar ist.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelelemente (20) der Reflexionszone (20, 21) rasterförmig angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Spiegelelemente einander dicht benachbarte metallische Flecke (20) vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Spiegelelementen (20) ein diese voneinander elektrisch isolierendes, sie miteinander verbindendes Material (21) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (21) undurchsichtig ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Absorptionseinrichtung ein schwarzer Hintergrund (45) auf der der Projektionseinrichtung (30,36,38) abgewandten Seite der Reflexionszone (20,21) vorgesehen ist, der das von dieser lediglich reflektierte Umweltlicht absorbiert.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Absorptionseinrichtung ein zwischen der Quelle (40) des Umweltlichts

». und der Steuer zone (22) angeordneter Zirkularpolarisator (48,50) vorgesehen ist.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zirkularpolarisator aus einem λ/4-Plättchen (48) und einem scheibenförmigen Linearpolarisator (50) besteht, die der zweiten Elektrode (16) benachbart angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Abschirmeinrichtung ein zwischen der Quelle (40) des Umweltlichtes und der Steuerzone (22) angeordnetes optisches Filter (24) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet., dass das Filter (24) schichtförmig ausgebildet und der zweiten Elektrode (16) benachbart angeordnet ist.

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