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DE3600837C2 - - Google Patents

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DE3600837C2
DE3600837C2 DE3600837A DE3600837A DE3600837C2 DE 3600837 C2 DE3600837 C2 DE 3600837C2 DE 3600837 A DE3600837 A DE 3600837A DE 3600837 A DE3600837 A DE 3600837A DE 3600837 C2 DE3600837 C2 DE 3600837C2
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DE
Germany
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liquid crystal
light
shutter
plates
polarizer plate
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DE3600837A
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Morio Ota
Hideaki Higashiyamatoshi Tokio/Tokyo Jp Inoue
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Casio Computer Co Ltd
Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
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Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkristall-Lichtverschluß, der zwischen einer Lichtquelle und einem photoempfindlichen Körper angeordnet wird, um auf letzterem entsprechend der dem Lichtverschluß zugeführten Steuerinformation eine Auf­ zeichnung vorzunehmen.
Bei Hochgeschwindigkeits-Druckern setzt sich das elektrophotographische Druckverfahren gegenüber Aufschlag-Druckern mechanischer Bauart immer mehr durch. Als Licht-Schreibvorrichtung für eine photo­ empfindliche Unterlage wurden bereits Laserstrahl- Einrichtungen, Leuchtdioden-Felder und Flüssig­ kristall-Lichtverschlüsse vorgeschlagen. Bei einem Drucker mit Flüssigkristall-Lichtverschluß wird beim Licht-Schreibvorgang ohne mechanische Hilfsmittel gearbeitet, so daß der Drucker als Festkörper-Bauteil ausgestaltet werden kann und eine Lichtquelle ver­ wendbar ist, die Licht mit einer Wellenlänge abgibt, bei der das photoempfindliche Material besonders empfindlich ist.
Da der Flüssigkristall-Lichtverschluß beim Öffnen und Schließen eine hohe Ansprechgeschwindigkeit aufweisen muß, wird beim Ansteuern der Flüssigkristall-Anordnung vom Zwei-Frequenz-Ansteuerverfahren oder -Treiberver­ fahren Gebrauch gemacht.
Erfolgt das Ansteuern des Flüssigkristall-Lichtver­ schlusses mit Hilfe des Zwei-Frequenz-Treiberver­ fahrens, so wird zur Herbeiführung einer dielektrischen Dispersion ein elektrisches Feld angelegt, welches eine Frequenzkomponente (im folgenden als f H bezeich­ net), die höher ist als eine Überschneidungsfrequenz (bei der die dielektrische Anisotropie des Flüssig­ kristall-Materials umgekehrt wird, und die im folgenden als f C bezeichnet werden soll), und dieses Feld liefert eine genaue homogene Ausrichtung, so daß dadurch der Flüssigkristall-Lichtverschluß ausgeschaltet wird. Zum Einschalten des Flüssigkristall-Lichtverschlusses wird ein elektrisches Feld angelegt, welches eine Frequenzkomponente (im folgenden als f L bezeichnet) enthält, die unterhalb von f C liegt, damit die Richtung des elektrischen Feldes in eine homeotrope Ausrichtung gezwungen wird.
Als Erläuterung des Standes der Technik sollen nun anhand der Fig. 1A, 1B und 3A, 3B die optischen Eigenschaften eines Flüssigkristall-Licht­ verschlusses des Gast-Wirt-Typs beschrieben werden, in welchem ein zweifarbiger Farbstoff enthalten ist (Merkmale a)-e) des Anspruches 1 und des Anspruchs 3).
Fig. 1A und 1B zeigen eine Flüssigkristallzelle des Gast-Wirt-Typs (im folgenden abgekürzt G-H-Typ). Die G-H-Flüssigkristallzelle wird dadurch gebildet, daß der zweifarbige Farbstoff als Gastmaterial in dem als Wirtmaterial dienenden Flüssigkristall gelöst wird. Von einer Lichtquelle abgegebenes Licht 1, dessen Wellenlänge der Absorptionswellenlänge des zwei­ farbigen Farbstoffs entspricht, wird von einer Polari­ satorplatte 2 mit einer Polarisationsrichtung 2 a linear polarisiert, und das dadurch entstehende Licht 3 tritt in eine Flüssigkristallzelle 4 ein. Letztere enthält Flüssigkristall-Moleküle 5 und zweifarbige Farbstoff-Moleküle 6, deren Orientierungsrichtungen durch Anlegen von Frequenzen f L oder f H änderbar sind. Da die zweifarbigen Farbstoff-Moleküle 6 in Richtung ihrer Längsachsen mehr Licht absorbieren als in Richtung ihrer kurzen Achsen, wird das in die Flüssig­ kristallzelle 4 eingetretene, linear polarisierte Licht 3 absorbiert, so daß nach außen kein Licht 7 abgegeben wird, falls die Flüssigkristall-Moleküle 5 und die zweifarbigen Farbstoff-Moleküle 6 die in Fig. 1A dargestellte Ausrichtung besitzen. Als Flüssigkristall-Lichtverschluß ist die Anordnung folglich in einem geschlossenen Zustand.
Wenn die Flüssigkristall-Moleküle 5 und zweifarbigen Farbstoff-Moleküle 6 so ausgerichtet sind, wie es in Fig. 1B dargestellt ist, so daß sie das eintreten­ de Licht 3 nicht absorbieren, wird nach außen Licht 7 abgegeben. Hierbei ist der Flüssigkristall-Lichtver­ schluß geöffnet.
Um eine hohe Ansprechgeschwindigkeit zu erreichen, wird die oben beschriebene Flüssigkristall-Anordnung bei Verwendung als Flüssigkristall-Lichtverschluß im aufgeheizten Zustand gehalten, in welchem die Viskosität vermindert ist. Zusätzlich wird der Ver­ schluß von einer Treiber-Wellenform angesteuert, in welcher viele hochfrequente Komponenten einer Hochspannung enthalten sind, die bei 31 in Fig. 7A dargestellt ist, wenn die Anordnung in den ausge­ schalteten Zustand gesteuert wird. Die Flüssigkristall- Moleküle 5 sind unter diesen Umständen nicht voll­ ständig parallel mit der Ausrichtungs-Orientierung der Flüssigkristallzelle 4 ausgerichtet. Daher er­ zeugen die zweifarbigen Farbstoff-Moleküle 6 gemäß Fig. 3B auch eine Verschiebung 11 bezüglich der re­ gulären Ausrichtungs-Orientierung 8, welche parallel zu der in Fig. 3A gezeigten Ausrichtungs-Orientierung ist. Aufgrund dieser Verschiebung 11 wird das linear polarisierte Licht nicht vollständig von den Farb­ stoff-Molekülen 6 absorbiert, mit der Folge, daß eine geringe Menge Streulicht nach außen gelangt. Das Bezugszeichen 10 in Fig. 3A und 3B bedeutet die Polarisationsrichtung des Lichts 3, welches von der Polarisatorplatte 2 linear polarisiert wurde.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, unterscheidet sich die polarisierte Richtung des Lichts, welches in der Flüssigkristallzelle 4 doppelt gebrochen wurde, von der ursprünglichen Polarisationsrichtung, und zwar aufgrund der Anisotropie des Brechwertes der unregel­ mäßig orientierten Flüssigkristall-Moleküle 5. Daher tritt eine Verschiebung zwischen den Farbstoff- Molekülen und der Polarisationsrichtung des doppelt gebrochenen Lichts deutlicher in Erscheinung, so daß als abgegebenes Licht 14 ein Gemisch aus Streu­ lichtkomponenten 12 und doppelt gebrochenen, jedoch nicht-absorbierten Komponenten 13 existiert, wodurch der ausgeschaltete Zustand des Verschlusses unvoll­ kommen wird.
Wenn der Flüssigkristall-Lichtverschluß den Ein-Aus- Schaltvorgang wiederholt, ist das genannte Phänomen bei einem einzelnen Ausschaltvorgang anders als bei kontinuierlichen Ausschaltvorgängen. Kurz gesagt: die austretende Lichtmenge ist bei kontinuierlichem Aus­ schalten größer als bei einem einzelnen Ausschalt­ vorgang, und der Pegel ändert sich in Abhängigkeit der Temperatur.
In der DE-OS 30 04 764 ist ein Flüssigkristall-Lichtver­ schluß vom Gast-Wirt-Typ beschrieben, bei dem zwischen Lichtquelle und Flüssigkristallquelle eine Polarisationsplat­ te angeordnet sein kann. Erwähnt ist in der DE-OS, daß im Idealfall, d. h. bei perfekter homöothroper Orientierung (senkrecht zur Plattenebene) der Moleküle des dichroiti­ schen Farbstoffs kein Eintrittspolarisator nötig ist.
In der DE-OS 32 34 110 ist eine Farb-Flüssigkristall-Dar­ stellungsvorrichtung beschrieben, von der gewisse Ausfüh­ rungsformen Gast-Wirt-Systeme, ein anderer Teil der Ausfüh­ rungsformen verzwirnte oder gedrehte nematische Systeme sind (also Systeme vom sogenannten GH-Typ einerseits und vom sogenannten TN-Typ andererseits). Die Anzeigezellen vom TN-Typ können auch als Lichtverschlüsse verwendet wer­ den, wozu dann auf beiden Seiten der Zelle Polarisator­ platten vorhanden sind.
Basierend auf der Kenntnis, daß bei Flüssigkristall-Licht­ verschlüssen vom Gast-Wirt-Typ aufgrund nicht vollständig absorbierten Lichts innerhalb der Zelle auch bei geschlos­ senem Verschluß Licht durch die Zelle hindurchdringt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Flüssig­ kristall-Lichtverschluß vom Gast-Wirt-Typ anzugeben, bei dem ein unerwünschter Lichtdurchtritt weitestgehend aus­ geschaltet wird, insbesondere ein Durchtritt von Licht, der verursacht wird durch eine Orientierung-Verschiebung bei Anlegen eines hochfrequenten Signals an die Elektroden der Zelle, oder eines eine bestimmte Orientierung aufwei­ senden elektrischen Feldes, wenn das Flüssigkristallma­ terial ein ferroelektrisches Material ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 3 angegebene Erfindung gelöst.
Durch die zweite Polarisatorplatte, die zusammen mit der er­ sten Polarisatorplatte die Flüssigkristallzelle einschließt, wird innerhalb der geschlossenen Zelle nicht absorbiertes Licht gesperrt, so daß der Lichtverschluß im geschlossenen Zustand praktisch kein Licht durchläßt. Die Erfindung ba­ siert auf der Erkenntnis, daß es beim Anlegen eines bestimm­ ten Steuersignals, zum Beispiel eines hochfrequenten Steuer­ signals, an die Elektroden zu einer Verschiebung der Mole­ kül-Orientierung gegenüber der idealen Orientierung kommt, mit der Folge, daß ein Teil des Lichts mit geänderter Pola­ risierung aus der Flüssigkristallzelle austritt. Das austre­ tende Licht enthält eine Komponente, die senkrecht zur Po­ larisierungsebene der ersten Polarisatorplatte verläuft. Diese Komponente wird durch die zweite Polarisatorplatte, die praktisch parallel zur ersten Polarisatorplatte orientiert ist, gesperrt.
In der US-PS 38 64 022 ist eine farbumschalt­ bare Flüssigkristallzelle beschrieben, die in einer speziel­ len Ausführungsform zwei Polarisatorplatten auf beiden Seiten der Zelle besitzt. Die beiden Polarisatorplatten sind hier jedoch senkrecht zueinander orientiert, im Gegensatz zur Erfindung, bei der die Polarisatorplatten parallel zueinan­ der orientiert sind.
In der CH-6 46 564 A1 ist eine Flüssigkristallzelle beschrie­ ben, deren Elektroden durch ein Signal mit einem Frequenzge­ misch angesteuert werden, jedoch sind keine Polarisatorplat­ ten auf beiden Seiten der Zelle vorgesehen.
Der EP 1 21 305 A2 läßt sich eine Mehrfarben-Flüssigkristall­ anzeige entnehmen, die eine Zelle mit nematischem Flüssig­ kristallmaterial enthält, welchem ein dichroitischer Farb­ stoff beigemengt ist. Es ist möglich, zwei sich kreuzende Polarisatorfilter zu verwenden, um aus polarisiertem weißen Licht eine bestimmte Farbe zu erzielen. Die Anordnung kann parallel orientierten Polarisatorplatten auf der Eingangs­ seite und der Ausgangsseite der Zelle läßt sich dieser Maßnahme also nicht entnehmen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand von Figuren näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1A und 1B eine Skizze des Hauptteils eines herkömm­ lichen Flüssigkristall-Lichtverschlusses,
Fig. 2 eine Skizze des Hauptteils eines erfindungs­ gemäßen Flüssigkristall-Lichtverschlusses,
Fig. 3A und 3B schematisch das Verhalten von zwei­ farbigen Farbstoff-Molekülen,
Fig. 4 eine Skizze des Hauptteils eines her­ kömmlichen Flüssigkristall-Lichtver­ schlusses,
Fig. 5 die Anordnung des Aufzeichnungsgeräts, bei dem der erfindungsgemäße Flüssig­ kristall-Lichtverschluß einsetzbar ist,
Fig. 6 eine Anordnung des erfindungsgemäßen Lichtverschlusses,
Fig. 7A ein Impulsdiagramm für Zwei-Frequenz­ treiberimpulse,
Fig. 7B bis 7D Kennlinien für Lichtdurchlaßmengen,
Fig. 8 eine Kennlinie des durch eine Flüssig­ kristallzelle durchstreuenden Lichts, und
Fig. 9A und 9B Skizzen, welche die Ausrichtung von ferroelektrischen Flüssigkristall- Molekülen veranschaulichen.
Fig. 5 zeigt anhand einer Skizze die Anordnung eines Aufzeichnungsgeräts, bei dem ein erfindungsgemäßer Flüssigkristall-Lichtverschluß einsetzbar ist. Die Anordnung enthält eine Lichtquelle 15, einen erfin­ dungsgemäßen Flüssigkristall-Lichtverschluß 16, ein Abbildungsobjektiv 17, eine photoempfindliche Trommel 18 und eine Aufladevorrichtung 19. Der Flüssigkristall-Lichtverschluß 16 besitzt mehrere Mikroverschlüsse 20 der Art, wie sie in Fig. 6 darge­ stellt sind.
Eine nicht dargestellte Heizvorrichtung heizt den Flüssigkristall-Lichtverschluß 16 auf eine vorgegebene Temperatur auf und ist dazu in dem Flüssigkristall- Lichtverschluß 16 untergebracht. Das Aufzeichnen mit dem Gerät erfolgt derart, daß das von der Lichtquelle 15 abgegebene Licht in die Mikroverschlüsse 20 des Verschlusses 16 eintritt und die Mikroverschlüsse 20 von einer (nicht gezeigten) Steuerschaltung derart angesteuert werden, daß sie selektiv nach Maßgabe der obenerwähnten Zwei-Frequenz-Treibersignale geöffnet und geschlossen werden, mit der Folge, daß das die geöffneten Mikroverschlüsse 20 passierende Licht auf eine photoempfindliche Fläche 18 a der photoempfind­ lichen Trommel 18 fällt, nachdem es durch das Objektiv 17 gelangt ist. Durch dieses Licht wird ein Abbild erzeugt, dessen Größe von der Größe der Mikrover­ schlüsse 20 abhängt, durch die das Licht hindurchge­ gangen ist.
Die photoempfindliche Fläche 18 a wird ansprechend auf die aufzuzeichnenden Signale belichtet, und die vorab gleichförmig auf die Trommel 18 mit Hilfe der Vor­ richtung 19 aufgebrachte Ladung verschwindet nach Maßgabe der Belichtungsmenge, wodurch ein statisches, latentes Bild erzeugt wird. Dieses latente Bild wird wie bei einem Kopiergerät herkömmlicher Art weiter­ verarbeitet.
Die Anordnung eines Mikroverschlusses 20 in dem Flüssigkristall-Lichtverschluß 16 zum Sperren und Durchlassen von Licht während des Aufzeichnungs­ vorgangs ist in Fig. 2 gezeigt, wo Polarisatorplatten 22 und 23 vor und hinter einer Flüssigkristallzelle 21 angeordnet sind, und wo die Polarisationsrichtungen beider Polarisatorplatten parallel zur Ausrichtungs­ orientierung der Flüssigkristallzelle 21 verlaufen. Diese Anordnung soll verhindern, daß diejenigen Komponenten, die im ausgeschalteten Zustand durch Doppelbrechung in dem herkömmlichen Lichtverschluß erzeugt werden, durchstreuen. Dazu befindet sich die Polarisatorplatte 23 als zusätzliches Element auf der Lichtaustrittsseite der Flüssigkristallzelle 21.
Um den Zustand einer Komponente 24, welche verursacht wird durch Doppelbrechung in der Flüssigkristallzelle 21 nach Fig. 2, zu bestätigen, soll beschrieben wer­ den, wie die Polarisatorplatte 23 auf der Lichtaus­ trittsseite der Flüssigkristallzelle 21 derart ange­ ordnet wird, daß die Polarisationsrichtung der Platte 23 beispielsweise senkrecht zu der Polarisations­ richtung 25 der Polarisatorplatte 22 steht.
Die Temperaturkennlinien der während eines Zyklus T W auftretenden Lichtmenge bei Anlegen von Ein- und Aus-Treibersignalen 30 und 31 im Rahmen der Zwei- Frequenz-Ansteuerung gemäß Fig. 7A sind in Fig. 8 durch die Bezugszeichen 32 und 33 bezeichnet.
Wenn das Licht beim Durchgang durch die Flüssigkristall­ zelle 21 nicht doppelt gebrochen wird, hängt die austretende Lichtmenge dann, wenn die Polarisator­ platte 23 senkrecht zur Polarisatorplatte 22 ange­ ordnet wird, nicht vom Zustand der Flüssigkristall- Moleküle 26 oder der Farbstoff-Moleküle 27 ab, sondern gleicht dem orthogonalen Lichtdurchgangs­ verhältnis der Polarisatorplatten 22 und 23. Dieser Wert ändert sich abhängig von der Polarisatorplatte, jedoch in der Größenordnung von einigen Prozenten.
Wie Fig. 8 zeigt, existiert jedoch ein Temperatur­ bereich, in welchem die zur Ausschaltzeit aus­ tretende Lichtmenge 33 ungewöhnlich höher ansteigt, als die während der Einschaltzeit austretende Licht­ menge 32. Dieser Temperaturbereich liegt zwischen 44°C und 53°C, wie aus Fig. 8 hervorgeht. Außerdem beträgt der Spitzenwert mehr als 15% der während der Einschaltzeit austretenden Lichtmenge gemäß Fig. 1B, und man kann verstehen, wie groß die durch Doppelbrechung gemäß Fig. 4 verursachte Komponente 13 ist. Außerdem entspricht dieser Temperaturbereich im wesentlichen einem Bereich, auf den das Flüssig­ kristall-Material durch die (nicht gezeigte) Heiz­ vorrichtung zur Erzielung einer hohen Ansprechge­ schwindigkeit aufgeheizt wird, und dieser Temperatur­ bereich läßt sich bei der Verwendung des Flüssig­ kristall-Materials als Verschluß nicht umgehen.
Diejenige Änderung der durchgelassenen Lichtmenge, die verursacht wird durch die Verschiebung der Farb­ stoff-Moleküle aus ihrer regulären Ausrichtungs­ orientierung, wenn die Flüssigkristall-Moleküle aus der regulären Orientierung in die homöotrope Aus­ richtung verschoben werden (Fig. 3B), ist relativ zur Temperatur stabil und schmal, wie in Fig. 8 durch das Bezugszeichen 32 angedeutet ist. Es ist im wesentlichen das gleiche, als ob keine Verschiebung verursacht würde (Fig. 1A), und es entstehend dabei keine Probleme.
Erfindungsgemäß befindet sich daher die Polarisations­ platte 23, deren Polarisationsrichtung 29 parallel zu derjenigen der Polarisatorplatte 22 an der Lichtein­ trittsseite verläuft, auf der Lichtaustrittsseite, um die Komponente 24 zu absorbieren, die durch die oben erwähnte Doppelbrechung verursacht wird.
Die Komponente 24, verursacht durch die Doppel­ brechung, wird von der Polarisatorplatte 23 absor­ biert, wodurch das austretende Licht 28 auf eine kleine Menge Streulicht reduziert wird.
Obschon ein anderes Arbeitsmodell beim Einschalten des Flüssigkristall-Lichtverschlusses 16 nicht darge­ stellt ist, wird das ausgetretene Licht lediglich von dem Parallellicht-Durchlaßverhältnis einer weiteren (nicht gezeigten) Polarisatorplatte gedämpft, deren Polarisationsrichtung parallel zu der Schwingungsrichtung dieser Polarisatorplatte ist. Dieses Parallellicht-Durchlaßverhältnis beträgt etwa 85%, was einem in der Praxis brauchbaren Wert ent­ spricht.
Fig. 7B bis 7D zeigen elektrooptische Ansprech-Kenn­ linien für den erfindungsgemäßen Flüssigkristall- Lichtverschluß 16 einerseits und einen herkömmlichen Verschluß andererseits.
Fig. 7B zeigt vier Aussteuerintervalle für den Flüssigkristall-Lichtverschluß im Anschluß an ein Einsteuerintervall. Fig. 7C und 7D zeigen das elektrooptische Ansprechverhalten bei einem her­ kömmlichen Flüssigkristall-Verschluß bzw. bei dem Flüssigkristall-Verschluß 16 gemäß der Erfindung.
Das Lichtdurchlaßverhältnis im Ausschaltintervall ist in seinem Pegel bezüglich der Temperatur in dem herkömmlichen Lichtverschluß instabil, während das Lichtdurchlaßverhältnis bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Lichtverschluß im Ausschaltintervall einen sehr stabilen Pegel aufweist und das Ein/Aus- Verhältnis um etwa 15% gegenüber dem herkömmlichen Verschluß verbessert werden kann aufgrund der Reduzie­ rung des während der Ausschaltzeit verringerten Lichtaustritt.
Obschon bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein Flüssigkristall-Material als Wirt-Flüssigkeit verwendet wird, dessen dielektrische Anisotropie sich abhängig von der Frequenz der Treiberspannung ändert, können auch Ferroelektrizität aufweisende Chiral- Seifenerde-Flüssigkristalle verwendet werden, wie beispielsweise DOBAMBC (p-decyloxybenzyliden-p′- amino-2-methylbuthyl-cinnamat) und HOBAMBC (p-hexyl­ oxybenzyliden-p′-amino-2-methylbuthyl-cinnamat). Wie im Fall des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels werden diese ferroelektrischen Flüssigkristalle zu­ sammen mit dem zweifarbigen Farbstoff dicht ver­ schlossen in homogener Anordnung zwischen dem Paar von transparenten Substraten angeordnet, wobei die Substrate durch Laminieren einer transparenten Elektrode und eines Ausrichtfilms auf einander zuge­ wandten Innenflächen gebildet werden. Das ferro­ elektrische Flüssigkristall-Material, welches homogen angeordnet ist, ändert seine homogene Ausrichtung in Abhängigkeit der Richtung des über die transparente Elektrode angelegten elektrischen Feldes. Die Längs­ achsen der Flüssigkristall-Moleküle 5 werden entlang der Ausrichtungs-Orientierungsrichtung O, in welcher der Ausrichtfilm orientiert ist (siehe Fig. 9A) in Abhängigkeit der Richtung eines elektrischen Feldes E gerichtet, während sie um einige 10° aus der Aus­ richtungs-Orientierung O (Fig. 9B) verschoben werden, wenn ein elektrisches Feld E′ angelegt wird, dessen Richtung derjenigen des elektrischen Feldes E ent­ gegengesetzt ist. Daher können bei dem obigen Aus­ führungsbeispiel Polarisatorplatten in vielerlei Weisen angeordnet werden. Bei der einen Möglichkeit wird die Polarisationsrichtung der zwei Polarisator­ platten in Übereinstimmung gebracht mit einer Richtung L, in der die Flüssigkristall-Moleküle ausgerichtet sind, wenn das elektrische Feld E angelegt wird, d. h. entsprechend der Ausrichtungs-Orientierung O, die in Fig. 9A durch eine durchgehende Linie P gekennzeich­ net ist. In diesem Fall repräsentiert der Zustand, in welchem das elektrische Feld E angelegt wird, den ausgeschalteten Zustand, während das angelegte elektrische Feld E′ den eingeschalteten Zustand repräsentiert. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Polarisationsrichtung der zwei Polarisatorplatten senkrecht zu der Ausrichtungs-Orientierung O anzuord­ nen, wie in Fig. 9A durch eine gestrichelte Linie P′ angedeutet ist. In diesem Fall repräsentiert das ange­ legte elektrische Feld E den Ein-Zustand, und das elektrische Feld E′ repräsentiert den Aus-Zustand. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, die Polarisations­ richtung der zwei Polarisatorplatten mit der Richtung L′ zusammenfallen zu lassen, in welcher die Flüssig­ kristall-Moleküle ausgerichtet werden, wenn das elektrische Feld E′ angelegt wird, was in Fig. 9B durch die ausgezogen Linie P dargestellt ist. In diesem Fall repräsentiert das elektrische Feld E den Ein-Zu­ stand, während das elektrische Feld E′ den Aus-Zustand repräsentiert. Ein vierter Weg schließlich besteht darin, die Polarisationsrichtung der zwei Polarisator­ platten senkrecht zur Richtung L′ anzuordnen, was in Fig. 9B durch die gestrichelte Linie P′ dargestellt ist. In diesem Fall entspricht das elektrische Feld E dem Aus-Zustand, während das angelegte elektrische Feld E′ dem Ein-Zustand entspricht.
Obschon zwischen den Flüssigkristall-Molekülen 5 und den Farbstoff-Molekülen 6 eine Ausrichtungs-Verschie­ bung verursacht wird, wenn bei diesem Flüssigkristall- Lichtverschluß ein abwechselndes und kontinuierliches Ein- und Ausschalten erfolgt, läßt sich jegliches Anwachsen der durchgelassenen Lichtmenge, resultierend aus der Ausrichtungs-Verschiebung, durch die Polarisatorplatte auf der Seite des Lichtaustritts steuern bzw. reduzieren.
Betrachtet man die Eigenschaften der gesamten Anord­ nung, so wird die auf der Lichtaustrittsseite ange­ ordnete Polarisatorplatte so gewählt, daß sie eine etwa geringe Polarisationsfähigkeit, aber ein hohes Licht-Durchlaßverhältnis besitzt. Die Reduzierung der Lichtmenge beim Ein-Steuern des Flüssigkristall- Lichtverschlusses läßt sich auf diese Weise kompensie­ ren, und man kann dünnere Polarisatorplatten sowie solche Platten verwenden, welche UV-Strahlen abhalten. Die auf der Lichteintrittsseite befindliche Polari­ satorplatte kann bei Bedarf mit einem angemessenen Winkel abgeschrägt sein.
Durch die vorliegende Erfindung läßt sich jegliche Zunahme der im ausgeschalteten Zustand durch den Verschluß hindurch gelangenden Lichtmenge, verursacht durch die Ausrichtungs-Verschiebung zwischen den Flüssigkristall-Molekülen und den Farbstoff-Molekülen bei Ansteuerung der Verschlusses beherrschen, und die Menge des durchgelassenen Lichts läßt sich dadurch vergleichmäßigen, daß man auf der Lichtaustrittsseite der Flüssigkristallzellen die Polarisatorplatte anord­ net. Hierdurch erhält man eine verbesserte, stabile Qualität der aufgezeichneten Bilder. Speziell bei Flüssigkristall-Lichtverschlüssen, bei denen als Wirt-Flüssigkristall ein Material verwendet wird, dessen dielektrische Anisotropie abhängig von der Frequenz des angelegten elektrischen Feldes ändert, läßt sich eine akkumulierte Zunahme der im Ausschalt­ zustand der Mikroverschüsse durchgelassenen Lichtmenge vermeiden, und man erhält einen stabilen wiederholten Ausschaltbetrieb, bei dem die Menge des durchge­ lassenen Lichts beim einmaligen Ausschaltzustand genauso groß ist wie beim kontinuierlichen Ausschalten. Außerdem läßt sich das Ein/Aus-Verhältnis der durch­ gelassenen Lichtmenge um etwa 15% heraufsetzen. Dies ermöglicht die Aufzeichnung von Bildern mit feinen Umrißlinien, so daß man insgesamt Bilder verbesserter Qualität erhält.

Claims (3)

1. Flüssigkristall-Lichtverschluß vom Gast-Wirt-Typ zur Anordnung zwischen einer Lichtquelle und einem photo­ empfindlichen Körper, umfassend die Merkmale:
  • a) zwei im wesentlichen transparente Platten, von denen jede mit einer Elektrode ausgestattet ist,
  • b) eine erste Polarisatorplatte (22), die sich zwischen einer der transparenten Platten und der Lichtquelle be­ findet,
  • c) ein Gemisch aus einem Flüssigkristallmaterial (26), das sich eingeschlossen zwischen den beiden transparenten Platten, als Wirt-Material verhält, und eines dichroi­ tischen Farbstoffs (27), der sich, eingeschlossen zwi­ schen den Platten aus Gast-Material verhält,
  • d) das Flüssigkristallmaterial (26) spricht auf das Anle­ gen eines hochfrequenten Signals (f H) an die Elektroden an, indem es eine erste Ausrichtung erfährt, die im we­ sentlichen parallel zur Polarisierungsrichtung der er­ sten Polarisatorplatte entsprechend einer Orientierungs­ richtungs-Behandlung der beiden transparenten Platten verläuft, so daß der Lichtdurchtritt durch den Verschluß verhindert wird, und welches auf das Anlegen eines nie­ derfrequenten Signals (F L ) an die Elektroden anspricht, indem es eine zweite Ausrichtung erfährt, die etwa senk­ recht zu der Polarisierungsrichtung verläuft, um so den Durchtritt von Licht durch den Lichtverschluß zu ermögli­ chen,
  • e) die Elektroden empfangen ein Signal, welches sich aus dem hochfrequenten Signal und/oder dem niederfrequenten Signal zusammensetzt und einer Aufzeichnungsinformation entspricht, so daß der Lichtdurchlaß von der Lichtquelle zu dem photoempfindlichen Körper gesteuert wird von le­ diglich der Absorption von Licht seitens des dichroiti­ schen Farbstoffs, und
  • f) zwischen der anderen transparenten Platte und dem photo­ empfindlichen Körper befindet sich eine zweite Polarisa­ torplatte (23), deren Polarisationsrichtung im wesentli­ chen parallel zu derjenigen der ersten Polarisatorplatte (22) ist, und die dazu dient, Licht abzufangen, welches durch das Gemisch zwischen den Platten gelangt und nicht von dem dichroitischen Farbstoff absorbiert wird, verur­ sacht durch eine größere Verschiebung der ersten Orien­ tierung während des Anlegens des hochfrequenten Signals.
2. Flüssigkristall-Lichtverschluß nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Flüssig­ kristallmaterial (26) aufheizbar ist, um durch eine Tempera­ turerhöhung des Flüssigkristallmaterials auf einen bestimm­ ten Wert und durch Halten der Temperatur die Arbeitsgeschwin­ digkeit des Lichtverschlusses zu erhöhen.
3. Flüssigkristall-Lichtverschluß vom Gast-Wirt-Typ zur Anordnung zwischen einer Lichtquelle und einem photo­ empfindlichen Körper, umfassend die Merkmale:
  • a) zwei im wesentlichen transparente Platten, von denen je­ de mit einer Elektrode ausgestattet ist,
  • b) eine erste Polarisatorplatte (22), die sich zwischen einer der transparenten Platten und der Lichtquelle befindet,
  • c) ein Gemisch aus einem Flüssigkristallmaterial (26), das sich, eingeschlossen zwischen den beiden transparenten Platten, als Wirts-Material verhält, und eines dichroiti­ schen Farbstoffs (27), der sich, eingeschlossen zwischen den Platten, als Gast-Material verhält,
  • d) das Flüssigkristallmaterial (26) ist ein ferroelektri­ sches Flüssigkristallmaterial, und bei Anlegen eines elektrischen Feldes verläuft die Polarisationsrichtung der ersten Polarisatorplatte entweder parallel zu der Richtung der Molekülausrichtung des Flüssigkristall- Materials, oder etwa senkrecht zu der Richtung der Mo­ lekülausrichtung des Flüssigkristall-Materials, ent­ sprechend einer Orientierungsrichtungs-Behandlung der beiden transparenten Platten,
  • e) die Elektroden empfangen ein Signal, das einer Aufzeich­ nungsinformation entspricht, so daß der Lichtdurchlaß von der Lichtquelle zu dem photoempfindlichen Körper ge­ steuert wird von lediglich der Absorption von Licht seitens des dichroitischen Farbstoffs, und
  • f) zwischen der anderen transparenten Seite und dem photo­ empfindlichen Körper befindet sich eine zweite Polarisa­ torplatte (23), deren Polarisationsrichtung im wesentli­ chen parallel zu derjenigen der ersten Polarisatorplatte (22) ist, und die dazu dient, Licht abzufangen, welches durch das Gemisch zwischen den Platten gelangt und nicht von dem dichroitischen Farbstoff absorbiert wird.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5054891A (en) * 1988-04-15 1991-10-08 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal shutter with substrates having an optical anisotropy caused by temperature gradient
WO1991007851A1 (en) * 1989-11-14 1991-05-30 Greyhawk Systems, Inc. Matrix addressed liquid crystal light valve
US20120242924A1 (en) * 2009-12-10 2012-09-27 Lensvector Inc. Apparatus and Method for Dynamically Controlling Light Transmission
KR20160017488A (ko) * 2014-08-06 2016-02-16 삼성전자주식회사 방사선 검출기 및 그 동작방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3864022A (en) * 1972-12-19 1975-02-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Color switching liquid crystal display
DE3004764A1 (de) * 1979-02-08 1980-08-21 Hoffmann La Roche Fluessigkristall-anzeigezelle
DE3234110A1 (de) * 1981-09-14 1983-03-31 Sharp K.K., Osaka Farb-fluessigkristall-darstellungsvorrichtung
EP0121305A2 (de) * 1983-03-29 1984-10-10 Xerox Corporation Vielfarb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung
EP0179592A2 (de) * 1984-10-25 1986-04-30 Itt Industries, Inc. Anzeigevorrichtung mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3857628A (en) * 1973-08-29 1974-12-31 Hoffmann La Roche Selective polarizer arrangement for liquid crystal displays
WO1981000463A1 (en) * 1979-07-27 1981-02-19 Minnesota Mining & Mfg Display device with dynamic internal polarizer
US4386836A (en) * 1979-12-28 1983-06-07 Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha Electro-photographic printer
JPS57118221A (en) * 1981-01-14 1982-07-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Color liquid crystal display device
GB2108698B (en) * 1981-10-26 1985-08-21 Secr Defence Liquid crystal displays
GB2110863B (en) * 1981-12-01 1985-10-02 Standard Telephones Cables Ltd Liquid crystal display devices
US4613209A (en) * 1982-03-23 1986-09-23 At&T Bell Laboratories Smectic liquid crystals
JPS58173719A (ja) * 1982-04-05 1983-10-12 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JPS58176620A (ja) * 1982-04-09 1983-10-17 Seiko Epson Corp 光印写装置
JPS58186723A (ja) * 1982-04-26 1983-10-31 Seiko Epson Corp 液晶表示装置
US4491390A (en) * 1982-05-06 1985-01-01 Tong Shen Hsieh Automatic liquid-crystal light shutter
JPS58198026A (ja) * 1982-05-14 1983-11-17 Seiko Instr & Electronics Ltd 液晶光シヤツタ−
US4527864A (en) * 1983-03-29 1985-07-09 Xerox Corporation High contrast liquid crystal display devices
EP0123981A3 (de) * 1983-04-29 1986-12-03 F. HOFFMANN-LA ROCHE & CO. Aktiengesellschaft Flüssigkristallzelle
EP0130492A3 (de) * 1983-07-01 1987-07-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Flüssigkristallanzeige
JPS6026316A (ja) * 1983-07-22 1985-02-09 Casio Comput Co Ltd 画像形成装置
US4641156A (en) * 1983-12-30 1987-02-03 Casio Computer Co., Ltd. Recording apparatus with double frequency driven liquid crystal shutter
US4614954A (en) * 1984-01-23 1986-09-30 Casio Computer Co., Ltd. Recording apparatus
US4647156A (en) * 1984-04-12 1987-03-03 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3864022A (en) * 1972-12-19 1975-02-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Color switching liquid crystal display
DE3004764A1 (de) * 1979-02-08 1980-08-21 Hoffmann La Roche Fluessigkristall-anzeigezelle
DE3234110A1 (de) * 1981-09-14 1983-03-31 Sharp K.K., Osaka Farb-fluessigkristall-darstellungsvorrichtung
EP0121305A2 (de) * 1983-03-29 1984-10-10 Xerox Corporation Vielfarb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung
EP0179592A2 (de) * 1984-10-25 1986-04-30 Itt Industries, Inc. Anzeigevorrichtung mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall

Also Published As

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FR2578064A1 (fr) 1986-08-29
US4893904A (en) 1990-01-16
KR860006716A (ko) 1986-09-13
GB2171533A (en) 1986-08-28
GB8600148D0 (en) 1986-02-12

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