DE3106415A1

DE3106415A1 - "anzeige und aufzeichnungssystem mit einer fluessigkristallzelle"

Info

Publication number: DE3106415A1
Application number: DE19813106415
Authority: DE
Inventors: Fumiaki Yamatokoriyama Nara Funada; Masataka Tenri Nara Matsuura; Tomio Nara Wada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1980-02-21
Filing date: 1981-02-20
Publication date: 1981-12-24
Also published as: GB2071864A; US4486760A; GB2071864B; JPS56117217A; DE3106415C2

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrooptische Anzeige- oder Aufzeichnungssysteme und bezieht sich insbesondere auf ein System dieser Art mit einer Flüssigkristallzelle nach dem Oberbergriff des Patentanspruchs 1 In einem auf die Anmelderin zurückgehenden früheren Aufzeichnungssystem wird eine über einen verdreht-nematischen Flüssigkristall erzeugte optische Modulation ausgenutzt.
Mit diesem System sind nur schwierig Aufzeichnungen mit gutem Kontrast zu erhalten, da bekannte feldeffektsteuerbare Flüssigkristall-Anzeigezellen, die einen Flüssigkristall mit verdreht-nematischer Struktur enthalten, stark betrachtungswinkelabhängig sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufzeichnungskontrast bei einem Aufzeichnungssystem oder -element der angegebenen Art zu verbessern.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurzgefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäß ausgebildete Aufzeichnungssystem bzw.
-element enthält eine feldeffektsteuerbare Flüssigkristall-Anzeigezelle mit verdreht-nematischem Flüssigkristall.
Bei einem bevorzugten AusfAhrungsbeispiel ist ein lichtempfindlicher Aufzeichnungsfilm, z.B. ein herkömmlicher Silbersalzfilm über der feldeffektsteuerbaren Flüssigkristall-Anzeige- zelle mit. verdreht-neinatischem Flüssigkristall angeordnet. Das dem lichtempfindlichen Film zugekehrte Substrat ist eine. Faserplatte, die eine Ang zahl optischer Fasern enthält, deren Achsen senkrecht zur Ebene der Flüssigkristall$chicht verlaufen.
Durch die Finbeziehung optischer Fasern in das eine Substrat wird ein sehr guter Kontrast und eine saubere Aufzeichnpng gewBhrleistet.-Nachstehend Werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeipiele unter Bezugnahme auf egne Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig, 1 eine schematische Schnittdarstellung zum Prinzip einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallzelle für Anzeige und Aufzeichnung und Fig. 2 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallzelle für Anzeige und Aufzeichnung.
Unterhalb der in Fig. 1 im Prinzip dargestellten feldeffektsteuerbaren Flüssigkristallzelle 10 mit verdrehtnematischem Flüssigkristall für Anzeige und.Aufzeichnung befindet sich ein licht empfindliches Aufzeichnungselement 12, Die Fl4ssigkristallzelle 10 besteht aus zwei sich gegenüberliegenden.und mit je einer Orientierungsschicht 18 bzw. 20 belegten und ferner je eine transparente Elektrode 84 bzw. 26 tragenden Glassubstraten 14, 16, einer sandwichartig zwischen den belegten Glassubstraten 14 und 16 angeordneten verdreht-nematischen Flüssigkristallschicht 22 und einem Paar Polarisatoren 28, 30. Durch Anlegen eines Treibersignals aus einer Treiberschaltung 32 an die Elektroden 24 und 26 wird die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht 22 kontrolliert.
Die verdreht-nematische Flüssigkristallschicht 22 enthält ein nematisches oder ein langgeteiltes (long pitch) cholesterisches Flüssigkristall, und die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle ist über die Zellenbreite zwischen den Glassubstraten 14 und 16 um 909 verdreht, und daraus ergibt sich die verdreht-nematische Orientierung, die in einem gewünschten Bereich zwischen den transparenten Elektroden 24 und 26 durch Anlegen eines elektrischen Feldes veränderbar ist. Die dadurch erreichte Orientierungsänderung wird durch das Polarisatoren-Paar 28 und 30 beobachtet. Eine Lichtquelle 34 beleuchtet die Flüssigkristall-Anzeigezelle 10, um das von ihr erzeugte Bild auf dem lichtempfindlichen Aufzeichnungselement 12 aufzuzeichnen.
Die vorstehend beschriebene und in Fig. 1 dargestellte Flüssigkristallzelle 10 hat unvermeidbar optische Modulationseigenschaften, sie ist sicht- oder betrachtungswinkelabhängig. Die Anzeige ist nur in einem Betrachtungsfeld 36 mit höchstem optischem Kontrast erkennbar, welcher von der Senkrechten 38 auf das Glassubstrat 14 abweicht. Hinzu kommt, daß es brei einem Treiber in Multiplextechnik, wie es für eine Flüssigkristallanzeigezelle mit Matrixelektrode erforderlich ist, zu einer Absenkung der Treiberspannung und damit zu einer Vergrößerung der Blickwinkelabhängigkeit kommt. Die Folge ist, daß auch ein in Richtung der Senkrech- ten 38 verlaufender Aufzeichnungsstrahl aus einer Lichtquelle 34 keine Bildaufzeichnung mit gutem Kontrast liefern kann.
Dieses Problem wird durch die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße feldeffektsteuerbare Flüssigkristallzelle 10 mit verdreht-nematischem Flüssigkristall vorteilhaft überwunden, diese Zelle liefert einen.wesentlich besseren Kontrast. Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist mindestens eines der Substrate 14 und 16 eine Faserplatte, die eine Anzahl optischer Fasern enthält, deren Faserachsen senkrecht zur Ebene der Flüssigkristallschicht 22 verlaufep. Das lichtempfindliche Aufzeichnungselement 12 befindet sich auf der Seite wo das Faserplattensubstrat liegt. Die Faserplatte ist in der Lage, den Betrachtungsbereich mit hohem Kontrast in die senkrechte oder Normalrichtung 38 gu verlegen. Dadurch verkürzt sich der Abstand zwischen dem Aufzeichnungselement 12 und dem in deç Flpasigkristallschicht 22 erzeugten optisch modulierten Bildmuster wesentlich, und es wird eine Aufzeichnung mit hohem Kontrast gewährleistet.
Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel in Fig. 2 sind Einzelheiten, die mit Fig. 1 übereinstimmen, mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. In Fig. 2 ist das erste Glassubstrat 14 von Fig. 1 durch eine Faserplatte 40 ersetzt, die eine Vielzahl optischer Fasern enthält, deren Achsen senkrecht zur Ebene der Flüssigkristallschicht 22 verlaufen, Eine derartige Faserplatte in einer feldeffektsteuerbaren Flüssigkristallanzeigezelle mit verdreht-nematischem Flüssigkristall ist bereits in der Veröffentlichung Proceedings for the 26th Japanese Applied Physics Meeting", 1979, 30P-B-6, Seite 118 und außerdem in der US-PS 4 183 630 beschrieben worden. Aus der genannten US-PS geht ferner hervor, daß die Faserplatte 40 ein wirksames Mittel zur Verringerung der Betrachtungswinkelabhängigkeit ist.
Mittels einer unterhalb des Glassubstrats 16 angeordneten Blitzlichtquelle 42 mit Spiegelreflektor 44 wird die Flüssigkristallzelle 10 von Fig. 2 durch eine Streuplatte 46 hindurch beleuchtet, um das durch die Flüssigkristallzelle 10 modulierte Bild auf einem oberhalb der Faserplatte 40 angeordneten lichtempfindlichen Aufzeichnungselement 12 aufzuzeichnen. Ferner ist oberhalb des Aufzeichnungselements 12 an der Vorrichtung lösbar ein Verschluß 48 befestigt, damit die Flüssigkristallzelle 10, wenn das Aufzeichnungselement 12 und der Verschluß 48 entfernt sind, als Anzeigezelle verwendet werden kann. In diesem Zustand kann ein Betrachter 50 das von der Flüssigkristallzelle 10 modulierte Bild erkennen.
Die in der Flüssigkristallschicht 22 enthaltenen verdrehtnematischen Flüssigkristallmoleküle werden durch Anlegen eines Treibersignals aus der Treiberschaltung 32 an die transparenten Elektroden 24, 26 so aktiviert, daß der von der Streuplatte 46 ausgehende Lichtstrahl in Abhängigkeit von dem Treibersignal aus der Treiberschaltung 32 moduliert wird, wenn er die Flüssigkristallzelle 10 passiert. Dank der Faserplatte40 fällt der modulierte Lichtstrahl senkrecht auf das Aufzeichnungselement 12. Weil ferner eine dem Polarisator 28 zugekehrte Oberfläche oder Kante als Bildlichtquelle funktioniert, verkürzt sich der Abstand zwischen dem Aufzeichnungselement 12 und der Bildlichtquelle wesentlich.
Mit einer so ausgebildeten Flüssigkristallzelle sind saubere und hoch konstrastreiche Bildaufzeichnungen möglich.
Ein hergestelltes Ausführungsbeispiel der ERfindung enthielt ein 1 mm dickes Substrat 16 aus Sodaglas.
Mittels einer elektronischen Aufdampftechnik wurden die Orientierungsschichten 18 und 20 als etwa 0,05 ßm Dicke SiO2-Schichten ausgebildet, und in deren Oberfläche wurden zur Festlegung der Orientierung feine Rillen ein gearbeitet. Als Flüssigkristallschicht 22 wurde das unter der Bezeichnung RO-TN-403 von der Firma Hoffmann-La Roche Inc. bezogene und 0,1 Gewichtsprozent Cholesteryl-Nonanoat enthaltende nematische Flüssigkristall verwendet, dessen Moleküle zwischen der Faserplatte 40 und dem Glas substrat 16 um 900 verdreht werden. Die ITO-Transparentelektroden 24 und 26 wurden auf der Faserplatte 40 bzw. der Glasplatte 16 durch Ablagerung mittels einer Elektronenstrahlaufdampftechnik von InO2 erzeugt, dem eine geringe Menge (5%) von SnO2 zugesetzt wurde. Die bevorzugte Schichtdicke dieser transparenten Treiberelektroden 24, 26 beträgt etwa 0,06 ßm.
Die Faserplatte 40 wurde unter der Typenbezeichnung PH97HS von der Firma Cannon hergestellt. Die Faserdicke beträgt 100 ßm und die bevorzugte Plattendicke 2 mm. Als Polarisatoren 28, 30 wurden Linear-Polarisierer L-82-18 der Firma Sanritsu Electric Company verwendet. Das lichtempfindliche Aufzeichnungselement 12 war ein handelsüblicher Silbersalzfilm der Firma Polaroid. Die Streuplatte 46 bestand aus Polyester und der Spiegelreflektor 44 aus Aluminium. Als Blitzlichtquelle 42 wurde ein Stroboskopblitz mit Xenon-Entladungsröhre verwendet.
Anstelle eines Silbersalzfilms kann in Verbindung mit der Flüssigkristallzelle 10 auch ein herkömmliches elektrostatisches Kopiersystem verwendet werden. In diesem Fall müßte die Lichtquelle 42 auf der Betrachterseite liegen und der Spiegelreflektor anstelle der Streuplatte 46 in Fig. 2 angeordnet werden, um den erforderlichen Belichtungsstrahlengang herzustellen.
Wenn das lichtempfindliche Aufzeichnungselement 12 hochempfindlich ist, genügt zur Bildbeleuchtung das Umgebungslicht, und auf die Blitzlichtquelle 42 könnte dann verzichtet werden. Ferner könnte zur Umleitung des Umgebungslichts in die Flüssigkristallzelle 1-0 ein optische Fasern enthaltendes Lichtübertragungssystem verwendet werden.
Leerseite

Claims

Anzeige und Aufzeichnungssystem mit einer Flüssigkristallzelle Priorität: 21. Februar 1980, Japan, No. 55-21464 PATENTANSPRUCHE nzeige- und Aufzeichnungssystem mit einer Flüssigkristallzelle, die eine sandwichartig zwischen einem ersten und einem zweiten Substrat angeordnete Flüssigkristallschicht aufweist, und mit einem oberhalb des ersten Substrats angebrachten ersten und einem unterhalb des zweiten Substrats angeordneten zweiten Polarisator versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - oberhalb des ersten Polarisators (28) ein lichtempfindliches Aufzeichnungselement (12) angeordnet ist und - das erste Substrat eine Faserplatte (40) ist, die eine Anzahl optischer Fasern enthält, deren Achsen senkrecht zu der Ebene der Flüssigkristallschicht (22) verlaufen.
2. Systemanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des zweiten Polarisators (30) eine Beleuchtungsquelle (42) angeordnet ist.
3. Systemanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Beleuchtungsquelle (42) und dem Polarisator (30) eine Streuplatte (46) befindet.
4. Systemanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Aufzeichnungselement (12) durch ein Verschlußelement (48) abgeschirmt ist.
5. Systemanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß - die sich gegenüberliegenden Substrate mit Treiberelektroden (24,26) belegt sind, an die ein Treibersignal anlegbar ist, um die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht (22) zu verändern, und daß - ein in der Flüssigkristallschicht durch moduliertes Licht erzeugtes Bild durch die Faserplatte (40) und den ersten Polarisator (48) auf das lichtempfindliche Aufzeichnungselement (12) übertragbar ist