DE2202555A1

DE2202555A1 - Fluessig-kristalline,nicht lineare Lichtmodulatoren,bei denen elektrische und magnetische Felder benutzt werden

Info

Publication number: DE2202555A1
Application number: DE19722202555
Authority: DE
Inventors: James L Fergason
Original assignee: INT LIQUID XTAL CO
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1971-02-09
Filing date: 1972-01-20
Publication date: 1972-08-31
Also published as: FR2135940A5; JPS5914726B1; GB1390521A; GB1390522A; JPS6033864B1; CA1004757A; DE2202555C2

Description

Dr. W. P. Radt
Dipl.-Ing. E. E. Finkener

Dipl.-Ing. W. Ernesti International Liquid Xt al Comp ar.7

Patentanwälte Cleveland, OMo₁ 44 12s

463 Bochum ti έΓ Ά "~

Heinrich-König-Straße 12 Fernsprecher 415 50, 4 23 27 Telegrammadresse: Radipatent Bochum

71 189
EEF/US

Flüssig-kristalline, nicht lineare Idchtmoaulatoren, "bei denen elektrische und magnetische Felder benutzt werden.

Die Erfindung "bezieht sich auf in nematischer Phase yot~ liegende flüssig-kristalline Verbindungen_? bei denen die gewünschte nematische Phase über einen erheblichen temperaturbereich vorhanden ist, der vorzugsweise .Räumt emperatur einschließt, und die eine positive dielektrische Anisotropie aufweisen. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Flüssigkristall-Einheit, die aus einem Paar Glasplatten besteht, die mit einem transparenten, elektrisch leitenden Überzug aus Zinnoxyd, oder* dergleichen versehen und in geeigneter Weise hergestellt und zusammengebaut sind, wobei die oben erwähnte, in nematischer Phase vorliegende flüssig-kristalline Verbindung zwischen den Platten liegt. Die Erfindung bezieht sich ferner auf Einrichtungen zur intermittierenden Übertragung von Licht, die aus einer Flüssigkristall-Einheit der oben beschriebenen Art und einem Paar Polarisatoren besteht. Ferner betrifft die Erfindung Anordnungen, bei denen die in nematischer Phase vorliegenden flüssig-kristallinen Verbindungen als Schicht zwischen Glasplatten liegen, die die oben erwähnten Überzüge aus transpar ent ein, elektrisch leitendem Material nicht aufweisen, sondern bei denen Einrichtungen zur Erzeugung eines Magnetfeldes ausreichender Stärke vorgesehen sind, das das in nematischer Phase vorliegende Material dazu bringt, sich zu drehen, wobei das

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gleiche Ergebnis erhalten wird, wie bei Anwendung eines elektrischen Feldes ausreichender Stärke. Auch betrifft die Erfindung die Verwendung flüssig-kristalliner Einheiten oder Bauelemente der oben bezeichneten Art, bei denen der elektrisch leitende Überzug auf bestimmte Flächen begrenzt ist und die mit besonderen Einrichtungen zum Anlegen der gewünschten Spannung versehen sind, derart, daß eine bestimmte alphanumerische Darstellung erhalten wird.

Im Rahmen des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß es eine bestimmte Gattung von Stoffen gibt, die bei Raumtemperatur in nematischer Phase vorliegen und die gleichzeitig eine positive dielektrische Anisotropie aufweisen. Darüber hinaus haben diese Stoffe die Eigenschaften über einen beträchtlichen Temperaturbereich.

Es wurde ferner gefunden, daß es möglich ist, die lichtdrehende Wirkung von in nematischer Phase vorliegenden flüssig-kristallinen Stoffen durch Einwirkung eines ge^iU eigneten elektrischen oder magnetischen Feldes zu ändern, daß der Schwellwert für eine derartige Veränderung bereits bei einer außerordentlich niedrigen Spannung, z.B. bei 5 Volt, liegt und daß das flüssig-kristalline Material schnell und lokal auf einen solchen Wechsel reagiert.

Ferner wurde festgestellt, daß sich die obigen Erkenntnisse unter Ausnutzung der modernen Technologie zur Herstellung von Teilen aus Glasplatten, die mit elektrisch leitenden, transparenten Überzügen versehen sind, zur Fertigung von selektiven Vorrichtungen für die intermittierende Übertragung von Licht verwenden lassen, beispielsweise in alphanumerischen Darstellungen und logischen Apparaten.

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Auf dei Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine flüssig-kristalline Einheit gemäß vorliegender Erfindung in schematischer Darstellung im Schnitt,

Figur 2 eine perspektivische Darstellung, die ein bestimmtes Merkmal bei der Herstellung der Glasplatten zeigt, die für eine flüssig-kristalline Einheit gemäß vorliegender Erfindung benutzt werden und

Figur 3 eine perspektivische, teilweise schematische Darstellung einer Einrichtung zur selektiven Übertragung von Licht gemäß vorliegender Erfindung.

Bei der praktischen Verwirklichung des Erfindungsgegen-Standes ist es äußerst wünschenswert, eine in nematischer Baase vorliegende flüssig-kristalline Verbindung zu benutzen, die innerhalb eines beträchtlichen Temperaturbereiches in der nematischen Phase vorliegt, beispielsweise von -10° C bis +70° 0 und die dabei gleichzeitig eine positive dielektrische Anisotropie aufweist. Negative dielektrische Anisotropie bedeutet, daß die Moleküle beim Anlegen eines Feldes eher dazu neigen, sich parallel zu den H;:. up tob er flächen der Glasplatten, zwischen denen sich das ilissig-kristalline Material befindet, auszurichten,

" als senkrecht dazu, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung erforderlich und beabsichtigt ist. Bei der Erfindung i.'irc vor. den; Phänomen Gebrauch gemacht, die Drehung eines in riGj.c-ti scher Phase vorliegenden gedrehten Materials durch Anlegen eines Feldes aufzuheben oder zu mindern.

*O Eire : ·oße Anzahl der bekannten in nematischer Phase vorliegenden flüssig-kristallinen Stoffe haben negative di-

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elektrische Anisotropie.

Ein geeignetes Gemisch von organischen Stoffen zur Herstellung einer Verbindung, die beispielsweise zwischen -10° und +70° C gleichzeitig in nematischer Phase vorliegt und positive dielektrische Anisotropie aufweist, hat folgende Zusammensetzung:

40 Gewichtsteile bis-(4'-n-oktyloxybenzal)-2-chlorphenylendiamin,

50 Gewichtsteile p-methylbenzal-p'-n-butylanilin und
10 Gewichtsteile p-cyanobenzal-p'-n-butylanilin.

Bei dem oben erwähnten Gemisch wird durch die letztgenannte Verbindung die wesentliche positive dielektrische Anisotropie hervorgerufen. Ihre Verwendung in größeren Mengen führt dazu, den Wert des Spannungsschwellwertes zu erniedrigen, der erforderlich ist, um den gewünschten Effekt zu erhalten. Es gibt eine Gleichung, die benutzt werden kann, um den Spannungsschwellwert auszudrücken, nämlich:

wobei

V der Spannungsschwellwert in Volt,
ff. 3,1416

k eine elektrische Konstante in dyn und
Ä£eine Differenz in der elektrischen Polarisierbarkeit des benutzten Materials parallel gegen senkrecht zur

Längsachse der Moleküle ausgedrückt in c.g.s.-Einheiten ist.

Bei der oben angegebenen Mischung ist die wesentliche
aktive Substanz das p-cyanobenzal-p'-n-butylanilin mit folgender Strukturformel:

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Es kann hergestellt werden durch Rückflußdestillieren von p-cyanobenzaldehyd während einer Zeit von etwa 6 Stunden mit einem p-n-butylanilin, wobei Methanol als Lösungsmittel benutzt wird. Die Herstellung ist für den Fachmann eine Routinesache. Nach der Rekristallisation des Methanol wird die gewünschte Verbindung mit einer Ausbeute von 80 bis 85 % erhalten.

Die Möglichkeit, analoge Substanzen oder Homologe der oben erwähnten Verbindung·» zu benutzen, soll nicht ausgeschlossen werden; im Augenblick ist das Propylanilin jedoch nicht leicht erhältlich und die entsprechenden Verbindungen, die mit Methylanilin oder Äthylanilin hergestellt werden, sind etwas weniger löslich und daher weniger gut geeignet. Man kann davon ausgehen, daß der gewünschte Effekt durch Verwendung einer Verbindung mit der Formel:

N=O

erhalten wird, wobei R ein gesättigtes aliphatisches Alkylradikal mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist. Daß das Radikal R in bezug auf das übrige Molekül in para-Stellung steht, wird für wesentlich gehalten.

Bei dem bevorzugten, oben erwähnten Gemisch ist das bis-(4'-n-oktyloxybenzal)-2-chlorphenylendiamin eine feste Substanz mit niedrigem Schmelzpunkt und das p-methylbenzal-p'-n-butylanilin bei Raumtemperatur flüssig. Fachleute können Äquivalente dieser Verbindungen herstellen, die ebenfalls brauchbar sind. Es ist selbstverständlich, daß das Verhältnis, mit dem die Komponenten miteinander

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vermischt werden, in geeigneter Weise eingestellt werden kann, um die Arbeitstemperatur des Gemisches zu beeinflussen, wobei die Verwendung einer größeren Menge der erstgenannten Substanz ein Gemisch ergibt, das bei niedrigerer Temperatur arbeitet (d.h. in nematischer Phase vorliegt und positive dielektrische Anisotropie hat), während die Verwendung einer größeren Menge der letztgenannten Substanz den umgekehrten Effekt hat. Zusammenfassend ergibt sich aus der obigen Darstellung, daß die beiden in diesem Absatz besprochenen Verbindungen den größeren Teil des Gemisches darstellen, während der Anteil an Cyanobenzalbutylanilin kleiner ist. Tatsächlich ist eine Menge von nur 3 Gewichtsteilen Cyanobenzalbutylanilin pro 100 Teile ausreichend, um die gewünschte positive dielektrisehe Anisotropie zu erhalten. Auf der anderen Seite ist es wünschenswert, größere Mengen an Oyanobenzalbutylanilin zu benutzen, da dieser Stoff den Schwellwert erniedrigt. Es ist wahrscheinlich in den meisten Fällen kein besonderer Vorteil, mehr als etwa 40 Gewichtsteile pro 100 Teile des Gesamtgemisches zu benutzen.

Obwohl vorstehend ein bevorzugtes Gemisch beschrieben worden ist, sind zweifellos andere vorhanden, die sich als nützlich erweisen werden und in den Eahmen dieser Erfindung fallen.

Figur 1 der Zeichnung zeigt eine flüssig-kristalline Einheit 2, die aus einer ersten Glasplatte 4 und einer zweiten Glasplatte 6 besteht. Die Zeichnung ist nicht maßstabsgetreu und stellt einen Querschnitt dar. Die Hauptoberflächen der Glasplatte 4 sind mit 8 und 10, die der Glas- platte 6 mit 12 und 14 bezeichnet.

Vorzugsweise sind auf den Hauptflächen 10 und 12 Über züge 16 und 18 vorgesehen; diese sind dünn, transparent,

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elektrisch leitend und bestehen beispielsweise aus den bekannten Zinnoxyd- oder Indiumoxydüberzügen. Diese Überzüge können für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ganz dünn sein und einen hohen Widerstand haben, beispielsweise in der Größenordnung von 150 Ohm, möglicherweise 5000 oder 10 000 0hm pro Flächeneinheit, im Gegensatz zu der Forderung nach geringerem Widerstand in Glasplatten, die mit transparent, elektrisch leitenden Überzügen versehen sind und z.B. für heizbare Scheiben für Flugzeuge vorgesehen sind. Wenn die Glasplatten relativ groß sind und einen gleichbleibenden Abstand voneinander haben, ist es zweckmäßig, die durchsichtigen, elektrisch leitenden Überzüge bei relativ niedriger Temperatur, beispielsweise 250° 0, durch ein Kathodenbeschichtungsverfahren imVakuum aufzubringen, so daß die Gefahr von Verwerfungen mit Sicherheit vermieden wird.

Die Einheit 2 wird durch Abstandshalter 20 und eine Schicht 22 aus in nematische!· Phase vorliegendem flüssig-kristallinen Material mit positiver dielektrischer Anisotropie vervollständigt. Die Abstandshalter können aus irgendeinem geeigneten Material sein, z.B. einem ölbeständigen doppelschichtigem Klebband und solche Abmessungen haben, daß die Oberflächen 10 und 12 in einem Abstand von ungefähr 0,00625 bis 0,05 mm gehalten werden. Die Geschwindigkeit, mit der die flüssig-kristalline Einheit reagiert, wird durch die Größe des Abstandes zwischen den Oberflächen 10 und 12 beeinflußt. Für eine Reaktionszeit in der Größenordnung von Millisekunden muß der Abstand klein, z.B. 0,00625 nun sein, während, wenn eine längere Reaktionszeit hingenommen werden kann, der Abstand entsprechend größer sein kann, beispielsweise etwa 0,125 mm. In einigen Fällen kann der Abstand 0,010 oder 0,0012 mm sein.

Das in nematischer Phase vorliegende flüssig-kristalline

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Material, das die Schicht 22 bildet, ist vorzugsweise ein Gemisch der schon erwähnten Art, nämlich ein Gemisch, das größere Mengen, z.B. 20 bis 80 Gewichtsprozent bis-(4'-noktyloxybenzal)-2-chlorphenylendiamin und p-methylbenzal-ρ'-n-butylanilin enthält, wobei diese beiden Stoffe 60 bis 97 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgemisch ausmachen und die restlichen 3 "bis 40 % aus p-cyanobenzal-p'-nbutylanilin bestehen. Die Verwendung von Substituenten im gleichen oder einem ähnlichen Verhältnis soll nicht ausgeschlossen werden, jedoch ist es für die meinten Fälle schwierig, ein Material zu finden, das die Kombination der hauptsächlich gewünschten Eigenschaften aufweist, nämlich positive dielektrische Anisotropie einerseits und einen breiten Temperaturbereich.der Raumtemperatur einschließt.

Figur 2 ist eine Ansicht der Glasplatten 4 und 6, die nicht maßstabsgetreu ist, da das Glas eine Stärke von etwa 3»2 mm hat. Die Linien 24 auf der Oberfläche 10 deuten eine Reibrichtung an. Die Linien 26 auf der Oberfläche 12 haben die gleiche Bedeutung. Zur Herstellung einer flüssigkristallinen Einheit 2 werden die Oberflächen 10 und 12, die mit dem in nematischer Phase vorliegenden flüssigkristallinem Material 22 in Berührung kommen, vorbereitet, indem sie in einer bestimmten Richtung, beispielsweise mit einem Baumwolltuch, gestrichen oder gerieben werden. Fachleute, die sich mit in nematischer Phase vorliegendem flüssig-kristallinem Material befassen, wissen seit langem, daß dieses Material dazu neigt, sich zu einer Oberfläche auszurichten, die in einer bestimmten Richtung gestrichen oder gerieben worden ist. Bei der praktischen Herstellung von flüssig-kristallinen Einheiten 2 werden die Oberflächen 10 und 12, wie angedeutet, gerieben, dann das Material 22 auf eine der Oberflächen gebracht und anschließend die Oberflächen 10 und 12 aufeinandergelegt. ' Aus Figur 2 ergibt sich, daß die Richtung des Reibens

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auf der Oberfläche 10 um 90° verdreht su der Iteibrichtung auf der Oberfläche 12 ist. Als Effekt ergibt sich, daß eine verdrehte nematische Struktur erhalten wird.

Die Moleküle des in nematischer Phase vorliegenden flüssigkristallinem Material sind lang und gerade. Sie neigen dazu, parallel zu liegen, wie Stämme in einem Fluß oder Stroh in einem Besen. Ihre Parallellage ist statistisch annähernd vollkommen und genau. Sie können sich frei in bezug aufeinander bewegen und es sind einige Moleküle da, die in einem oder einem anderen kleinen genauen Winkel in bezug auf die Hauptrichtung liegen und einige andere, die in einem bestimmten gegebenen Moment in einer weniger konstanten Lage zu dem Haufen der anderen ausgerichtet sind. Eine Eigenschaft von in nematischer Phase vorliegenden Stoffen ist, daß die Moleküle in der Nähe einer geriebenen Oberfläche dazu neigen, sich mit dieser auszurichten. Die Moleküle, die am nächsten an der Oberfläche 10 liegen, sind daher geneigt, sich parallel'zu den Linien 24 zu orientieren und die Moleküle, die am nächsten an der Oberfläche 12 liegen, richten sich parallel zu den Linien 26 aus. Der Aufbau ist fließend und aktiv. Die dazwischenliegenden Moleküle in den verschiedenen Schichten, parallel zu den Oberflächen 10 und 12, richten sich unter der Bedingung, daß keine Spannung angelegt ist, in einer Anzahl von Schichten entsprechender Hauptzwischenrichtungen aus, die von einer Richtung, die annähernd parallel zu den Linien 24 verläuft (in geringer Entfernung von der Oberfläche 10) über eine mit einem Winkel von 45° zu den Linien 24 und 26 verlaufende Richtung (etwa in der Mitte des Abstandes zwischen den Oberflächen 10 und 12) bis zu einer Richtung parallel zu den Linien 26 (in geringer Entfernung von der Oberfläche 12) reicht. Die Wirkung der flüssig-kristallinen Einheit 2 auf polarisiertes Licht, das auf die Oberfläche 8 auftrifft und parallel zu den Li-

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nien 24- polarisiert wird, ist so, daß die Einheit eine Drehung der Polarisationsebene des Lichtes bewirkt, wenn dieses durch die Einheit durchtritt, so daß das Licht, das aus der Oberfläche 14 austritt, parallel zu den Linien 26 planpolarisiert ist. Es würde nichts ausmachen, wenn planpolarisiertes Licht, das auf die Oberfläche 8 trifft, in einer Ebene polarisiert wäre, die in einem Winkel zu den Linien 24 verläuft, da der gleiche Dreheffekt der Polarisationsebene erreicht würde. Das Ausmaß der Drehung braucht nicht 90° zu sein. Jedes gewünschte Ausmaß der Drehung kann lediglich durch Orientieren und entsprechendes Ausrichten der in einer Richtung geriebenen Oberflächen 10 und 12 erhalten werden.

Um die Erfindung richtig zu verstehen ist es notwendig, zu wissen, daß die Wirkung eines elektrischen Feldes die oben beschriebene Orientierung der Moleküle ändern kann. Es ist möglich, die in nematischer Phase vorliegenden Stoffe entsprechend ihrer dielektrischen Anisotropie zu klassifizieren. Anisotropie bedeutet in einem Sinne die Tendenz, eine Richtung anzunehmen und im anderen Sinne die Eigenschaft, Jede Richtung angenommen zu haben. Theoretisch kann ein Material eine dielektrische Anisotropie von 0 haben, was bedeutet, daß ein elektrisches Feld keinen Einfluß auf die Orientierung der Moleküle hat, entweder um diese senkrecht (negativ) oder parallel (positiv) zu dem Feld auszurichten. Die besonderen Stoffe, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung benutzt werden, haben positive dielektrische Anisotropie, was bedeutet, daß es möglich ist, durch Anlegen eines elektrischen Feldes ausreichender Stärke die Moleküle dazu zu bringen, ihre vorherige Orientierung aufzugeben und sich parallel zur Richtung des elektrischen Feldes auszurichten. Das übliche Beispiel eines elektrischen Feldes aus der Elemenbarphysik ist ein Feld, das zwischen den Platten eines Kondensators

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erzeugt wird. Die Lage innerhalb der .Einheit 2 de:!¹ -vorliegenden Erfindung ist analog. :: .ofen, als dio 3oliichteii

16 und 18 wie Platten eines Kondensators wirken» Wenn an die Schichten 16 und 18 ein geeignetes Gleichspan-roiigspotential angelegt wird, richten sich die MoIeKIIf? des Materials 22 parallel zu dem elektrischen Feld, d.h. senkrecht zu den Oberflächen 10 und 12, aus«, Wenn planpolarisiertes Licht auf die Oberfläche 8 auftrifft, tritt keine Drehung auf; das Licht, das in der gleichen Ebene polarisiert ist, tritt aus der Oberfläche 14· aus. Was überraschend ist an dem oben erwähnten Phänomen ist, dal? der Effekt so schnell, so lokal, so resersibel ist und sogar bei einer ganz geringen Spannung von ungefähr 5 Volt oder möglicherweise darunter erhalten werden kann.

Fachleute werden verstehen, daß es bei der Konstruktion der Einheit 2 notwendig ist, einen Weg vorzusehen, um die Spannung auf die Schichten 16 und 18 aufzugeben« Entsprechende Einrichtungen sind in Figur 1 scheniatisch dargestellt und bestehen aus einer Batterie 28 und Leitungen und 32, wobei die Leitung 32 vorzugsweise einen Schalter 34 enthält. Natürlich kann das elektrische Feld auch mit anderen Mitteln, die die Verwendung der Schichten 16 und 18 aus transparentem, elektrisch leitendem Material nicht erforderlich macht, erzeugt werden. Die Verwendung von selektiv zu betätigenden Mitteln zur Erzeugung des notwendigen Feldes ist wesentlich für die praktische Durchführung der Erfindung.

Das erforderliche Feld muß nicht unbedingt ein elektrisch-.:, Feld sein. Bei Verwendung eines magnetischen Feldes ausreichender Stärke, das entsprechend angeordnet und orientiert ist, ist es möglich, den gleichen Effekt zu erzielen

Ein magnetisches Feld wird i™ "^ ie/r;l iea^n in pv-iiv,^-

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Weise an die Schicht 22 aus in nematischer Phase vorliegendem flüssig-kristallinen Material angelegt. Eine Alternative besteht natürlich darin, ein in nematischer Phase vorliegendes flüssiges Kristall zu benutzen, das positive diamagnetische Anisotropie hat. Da die meisten, in nematischer Phase vorliegenden flüssig-kristallinen Stoffe negative diamagnetische Anisotropie haben, bedeutet dies, da£, wenn ein flüssig-kristallines Material mit positiver diamagnetischer Anisotropie benutzt wird, die Wirkung des magnetischen Feldes durch Anlegen eines elektrischen Feldes verstärkt werden kann.

Unter Berücksichtigung vorstehender Ausführungen wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figur 3 erläutert, wie mittels eines Gerätes 36 Licht, das von einer Quelle 38 kommt, durch Betätigung eines Schalters 42 ein Auge 40 oder eine andere lichtempfindliche Vorrichtung erreichen kann oder nicht. Die Vorrichtung 36 besteht aus einer flüssig-kristallinen Einheit 2, die zwischen zwei gekreuzten Polarisatoren 44 und 46 angeordnet ist; der Schalter

42 entspricht dem Schalter 34 der Figur 1 und die Batterie 48 der Batterie 28. Wenn die Lichtquelle 38 dauernd eingeschaltet ist, tritt das Licht durch den Polarisator 44 und wird planpolarisiert. Wenn keine Spannung angelegt ist, dreht die Einheit 2 die Polarisationsebene des durch-

²^ tretenden Lichtes um 90°, so daß das Licht nun derart planpolarisiert ist, daß es durch den Polarisator 46 hindurchtritt. Das Licht wird also durch das Auge 40 wahrgenommen.

Wenn der Schalter 42 geschlossen wird, tritt der oben beschriebene Wechsel innerhalb der Einheit 2 auf, so daß die Polarisationsebene nicht mehr gedreht wird und das Licht gerade durch die Einheit 2 durchtritt und auf den

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Polarisator 46 trifft, dessen Polarisationsebene quer zv, der des auf sie auftretenden Lichtes liegt; es findet also kein Durchgang statt. Der Effekt ist schnell, erfordert höchstens einige Sekunden, möglicherweise liegt er in der Größenordnung von Millisekunden und er ist lokal* Fachleute werden schnell erkennen, wie in äußerst zweckmäßiger Weise alphanumerische Larstellungen erzeugt werden, keimen, indem man lediglich entsprechend gestaltete_} angeordnete

und betriebene Segmente elektrisch leiteiüler überzüge an ■·

stelle der oben beschriebenen Schichten '16 ηηα, ';8 Demrcri;.

In dem erörterten Au s.führung sb ei spiel «in I .* ,^r 'V,- >j.~ toren MA- und 46 im rechten Winkel zut t *. a n^" ■ rai fc, Für den Fachmann ist klar, was passJ eror; <>' >■ Tu₁ ,-it parallel lägen. Die Verrichtung wüi-de isu η '"ι Jf- "crthrt arbeiten, d.h. wenn keine Spannung ange.V.u v."\ w"ide das Licht nicht durchtreten, "bei anp^o" ι *^%z; -" .iuring wäre ein Lichtdurchgang vorhaben,

Selbstverständlich können auch vollsi7andI.-E.5ere Siniieiten ohne weiteres gebaut werden. Beispielsweise kann man mit drei Polarisatoren und zwei Einheiten ein UND-Gatter erhalten. Wenn die Polarisatoren parallel ναιά. die Einheiten in der Reihenfolge Polarisator - Einheit - Polarisator Einheit - Polarisator angeordnet sind, würde ohne Aktivierung einer oder beider Einheiten durch Anlegen einer Spannung die Schaltanordnung undurchläßig sein.

Als weiteres Beispiel besteht die Möglichkeit, e-in ausschließliches NOR-Gatter einzurichten, bei asm swei parallele Polarisatoren banutzt und eine erste und. eine zwei te Einheit zwischen diesen angeordnet werden. Bit,se Schaltung läßt kein Licht durch, vtim eins der Einlieitsn aktiviert wird, sie wird Licht durchlassen, wann "beid-e oder keine der Einheiten aktiviert werden. Der Aufbau ivriderar,

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noch komplizierterer Schaltanordnungen mit einer größeren anzahl von Einheiten in logischen Schaltungen mit O- oder 1-Bedingungen ist möglich.

Sahireiche andere Anwendungsgebiete der" vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann von selbst. Beispielsweise können auf diese Weise Kodeerzeuger für Boolesche Rechnungen hergestellt werden. Die Vorrichtungen können für Verschlüsse benutzt werden. Hit einem ausreichend schnell arbeitenden System ist es möglich, areidimensionale Fernseh- oder Filmbilder zu machen, wenn das elektrische Feld schnell und wiederholt aktiviert und deaktiviert wird.

Obschon im Rahmen der Ausführungsbeispiele eine bestimmte Art der Herstellung der Oberflächen, die in Kontakt mit dem flüssigen Material kommen sollen, durch Streichen oder Reiben mit einem Baumwolltuch erörtert wurde, ist es für den Fachmann klar, daß das Fachwissen sich weiter entwickelt und andere, wirksamere Mittel zur Vorbereitung der Oberflächen gefunden werden können. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß anstelle von Polarisatoren, die in bezug auf die flüssig-kristalline Einheit außen liegen, die Polarisatoren auch direkt in die Einheit eingebaut werden können.Dies kann beispielsweise durch Behandlung der Oberflächen der leitenden Schicht nach dem Reiben mit einer Lösung, die einen dichroitischen Film bildet, wie es beispielsweise in den US-Patenten 2 544 659, 2 524 286 und 2 400 877 beschrieben ist, erfolgen. Eine geeignete Lösung enthält eine 4%ige wässrige Lösung von Methylenblau.

Fachleute auf dem Gebiet der Herstellung von vielpunkti- f)0 gen sichtbaren Darstellungen warden feststellen, daß es durch die Verwendung des Gegenstandes eier vorliegenden Er-

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findung möglich ist, das Problem des Empfangs einer Yielzahl von Punkten beträchtlich zu vereinfachen. Anstatt 35 getrennte Eingänge für eine fünf mal sieben alphanumerische Darstellung zu benötigen, ist es möglich, das gleiche Ergebnis mit nur 12 Eingängen zu erzielen, wobei einer für
jede Zeile und einer für Jede Stelle vorgesehen wird.

Pat entansprüche

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Claims

Patentansprüche

Ein Flüssigkristall enthaltende Einheit, die aus zwei in ihren wirksamen Abschnitten kongruenten Glasplatten und Mitteln-besteht, die den Umfang der wirksamen Abschnitte der Glasplatten begrenzen und die Glasplatten in einem Abstand von 0,0012 mm bis 0,125 mm halten, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den beiden Glasplatten eine Schicht aus einem in nematischer Phase vorliegenden flüssig-kristallinen Material mit positiver dielektrischer Anisotropie befindet,
2. Ein Flüssigkristall enthaltende Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssig-kristalline Stoff im wesentlichen ein Gemisch aus 20 bis 80 Gewichtsteilen bis-(4^!-n-oktyloxybenzal)-2-chlorphenylendiamin, 20 bis 80 Gewichtsteilen p-methylbenzal-p¹-n-butylanilin, wobei diese Verbindungen 60 bis 97 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgemisch, ausmachen und 3 bis 40 Gewichtsteilen eines Stoffes ist, der dem Gemisch die positive dielektrische Anisotropie verleiht und die Formel:

Na

hat, wobei R ein gesättigtes aliphatisch.es Alkylradikal mit 1 bis 12 G-Atomen ist.
3. Ein Flüssigkristall enthaltende Einheit nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff, der dem Gemisch die positive dielektrische Anisotropie verleiht, die Verbindung mit folgender Strukturformel ist ι

NHC
4. Ein Flüssigkristall enthaltende Einheit nach den An-

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Sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in nematischer Phase vorliegende flüssig-kristalline Stoff etwa 50 Gewichtsprozent bis-(4'-n-oktyloxybensal)-2-chlorphenylendiamin, 40 Gewichtsprozent p-methylbenzal-ρ'-n-butylanilin und etwa 10 Gewichtsprozent p-cyanoben~ zal-p'-n-butylanilin enthält.
5. Ein Flüssigkristall enthaltende Einheit nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nabe der Glasplatten auf den Seiten, die dem flüssig-kristalllnen Stoff entgegengesetzt sind, ein Paar Polarisatoren angeordnet sind.
6. Ein Flüssigkristall enthaltende Einheit nach den Ansprüchen 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß jede der Glasplatten eine Oberfläche aufweist, die in einer Richtung gerieben ist und daß der in nematischer Phase vorliegende flüssig-kristalline Stoff mit positiver dielektrischer Anisotropie, der zwischen den Glasplatten angeordnet ist, mit den geriebenen Oberflächen in Verbindung ist, wobei die geriebenen Oberflächen so zueinander angeordnet sind, daß die Reibrichtung einer Oberfläche, wenn die Einheit zusammengesetzt ist, praktisch senkrecht zu der Reibrichtung der anderen Oberfläche verläuft.
7. Ein Flüssigkristall enthaltende Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatten auf den geriebenen Oberflächen mit einem transparenten, elektrisch leitenden Überzug versehen sind.

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L e e r s e i t e