DE2163606B2

DE2163606B2 - DISPLAY DEVICE WITH A NEMATIC HOMOEOTROPIC ORIENTED LIQUID CRYSTAL LAYER

Info

Publication number: DE2163606B2
Application number: DE19712163606
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl.-Phys.; Krüger Hans Dipl.-Phys.; Wolff Ulrich DipL-Phys.; 8000 München Greubel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-12-21
Filing date: 1971-12-21
Publication date: 1976-12-23
Also published as: DE2163606C3; DE2163606A1; LU66702A1; IT971596B; GB1366177A; FR2165565A5; NL7217289A; BE793140A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einer nematischen Flüssigkristallschicht zwischen zwei Trägerplatten, von denen mindestens eine transparent ist, und mit einer dünnen Schicht zwischen mindestens einer der Trägerplatten und der Flüssigkristallschicht, die eine homöotrope Orientierung der flüssigen Kristalle bewirkt.The invention relates to a display device having a nematic liquid crystal layer between two Carrier plates, at least one of which is transparent, and with a thin layer between at least one of the carrier plates and the liquid crystal layer, which has a homeotropic orientation of the liquid Crystals causes.

Einheitlich orientierte Flüssigkristallsohichten benötigt man z. B. in Anzeigeschirmen, wo der dynamische Lichtstreueffekt von Flüssigkristallschichten ausgenützt wird. Dieser Effekt besteht darin, daß die Flüssigkristallschicht im feldfreien Zustand eine lichtdurchlässige Parallelorientierung innerhalb von Schwärmen von etwa 10⁵ Molekülen einnimmt. Beim Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Feldes wird die Parallelorienturun? der flüssigkristallinen Moleküle gestört und auf die Flüssigkristallschicht auffallendes Licht wird nunmehr gestreut. Der Kontrast zwischen feldfreien Bereichen und solchen, an denen ein Feld anliegt, ist jedoch dadurch reduziert, daß die Parallelorientierung der Flüssigkristallmoleküle im feldfreien Zustand im allgemeinen nicht vollständig ist, und nicht einheitlich orientierte Flüssigkristallschichten Licht auch im feldfreien Zustand streuen.Uniformly oriented liquid crystal layers are required e.g. B. in display screens, where the dynamic light scattering effect of liquid crystal layers is used. This effect consists in the fact that the liquid crystal layer in the field-free state ^{assumes a translucent parallel orientation within swarms of about 10 5} molecules. When applying an electric or magnetic field, the parallel orientation becomes? of the liquid-crystalline molecules are disturbed and light incident on the liquid-crystal layer is now scattered. The contrast between field-free areas and those to which a field is applied is reduced, however, because the parallel orientation of the liquid crystal molecules in the field-free state is generally incomplete, and non-uniformly oriented liquid crystal layers also scatter light in the field-free state.

Um einen erhöhten Bildkontrast zu erreichen, muß eine einheitliche Orientierung über größere Bereiche ermöglicht werden.In order to achieve an increased image contrast, a uniform orientation must be achieved over larger areas be made possible.

Es ist bekannt, eine Ausrichtung parallel zur Schichtebene durch Reiben der Trägerplatten mit Linsenreinigungspapier, Zellstoff oder mit Leder zu erzielen. Eine Ausrichtung senkrecht zur Schichlebene kann durch Aufbringen einer dünnen Lecithinschicht auf die Trägerplatten erfolgen (Appl. Phys. Lett 19(1971), S. 213-215). Es wurde festgestellt, daß der Parallelausrichtungsgrad der Flüssigkristallmoleküle zwischen mit Lecithin behandelten Trägerplatten größer ist als der bei Flüssigkristallmolekülen zwischen geriebenen Trägerplatten.It is known to achieve an alignment parallel to the layer plane by rubbing the carrier plates with it Lens cleaning paper, cellulose or leather. An alignment perpendicular to the layer plane can be done by applying a thin layer of lecithin to the carrier plates (Appl. Phys. Lett 19 (1971), p. 213-215). It was found that the degree of parallel alignment of the liquid crystal molecules between with Lecithin treated carrier plates is larger than that of liquid crystal molecules between rubbed Carrier plates.

Lecithin kann nicht dauerhaft mit dem Material der Trägerplatten verbunden werden. Würde es dort etwa eingebrannt, so würde es sich zersetzen und seinen orientierenden Einfluß auf die angrenzende Flüssigkristallschicht verlieren. Im Laufe der Zeit löst es sich vielmehr von den Trägerplatten ab und löst sich im Flüssigkristall auf. Damit ist sein Einfluß ebenfalls verloren.Lecithin cannot be permanently bonded to the material of the carrier plates. Would it be there about if it were burned in, it would decompose and its orienting influence on the adjacent liquid crystal layer lose. Rather, over time it becomes detached from the carrier plates and dissolves in the Liquid crystal on. With that, his influence is also lost.

Außerdem besitzt Lecithin eine für den Betrieb von Anzeigeschirmen nachteilige elektrische Leitfähigkeit Dadurch erhöht sich die Leistungsaufnahme der Flüssigkristallzelle. Weiterhin erhöht sich die Grundtrübung von Zellen, die mit Lecithin orientiert wurden, nach kurzer Betriebsdauer. Das führt zu einer starken Kontrastminderung.In addition, lecithin has an electrical conductivity which is disadvantageous for the operation of display screens This increases the power consumption of the liquid crystal cell. Furthermore, the basic cloudiness increases of cells oriented with lecithin after a short period of operation. That leads to a strong one Contrast reduction.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kontraststarke Anzeigevorrichtung mit einer nematischen Flüssigkristallschicht zwischen zwei Trägerplatten anzugeben, die auf deren Innenseiten eine im Flüssigkristall unlösliche und an den Trägerplatten festhaftende elektrisch nichtleitende Schicht mit einer homöotrop orientierenden Wirkung der flüssigen Kristalle im feldfreien Zustand aufweisen.The object of the invention is to provide a high-contrast display device with a nematic liquid crystal layer specify between two carrier plates, the insoluble one in the liquid crystal and electrically non-conductive layer adhering firmly to the carrier plates and having a homeotropically orienting layer Have the effect of the liquid crystals in the field-free state.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schicht eine Silikonschicht ist. Diese wird dabei durch Tauchen der Trägerplatten in ein Silikonöl oder in ein Silikonimprägnierungsmittel oder durch Besprühen mit verdünntem Silikonöl oder ein Silikonimprägnierungsmittel aufgebracht.The object is achieved according to the invention in that the layer is a silicone layer. This will be there by dipping the carrier plates in a silicone oil or in a silicone impregnation agent or by spraying applied with diluted silicone oil or a silicone impregnation agent.

Silikonöle bestehen aus linearen Ketten mit abwechselnden Silizium- und Sauerstoffatomen, deren freie Valenzen durch Methyl- oder Phenylgruppen abgesättigt sind. Silikonimprägnierungsmittel sind Gemische verschiedener Polysiloxane, die kondensationsfähige Gruppen enthalten. Sowohl Silikonöle als auch Silikon-Imprägnierungsmittel sind in flüssigen Kristallen unlöslieh und widerstandsfähig gegen thermische Behandlung. Außerdem ist ihre elektrische Leitfähigkeit sehr gering. Nach dem Tauchvorgang wird die Haftfestigkeit des Silikonöls oder des Silikonimprägnierungsmittels vorzugsweise durch Einbrennen der Schicht in die Trägerplatten hergestellt. Dadurch entsteht eine fest haftende durchgehende Schicht.Silicone oils consist of linear chains with alternating silicon and oxygen atoms, their free Valences are saturated by methyl or phenyl groups. Silicone impregnants are mixtures various polysiloxanes that contain condensable groups. Both silicone oils and silicone impregnants are insoluble in liquid crystals and resistant to thermal treatment. In addition, their electrical conductivity is very low. After the dipping process, the adhesive strength increases of the silicone oil or the silicone impregnation agent, preferably by baking the layer into the Carrier plates produced. This creates a firmly adhering, continuous layer.

Nicht eingebrannte Anteile werden durch ein Lösungsmittel abgelöst, ohne daß die auf den Trägerplatten verbleibende Schicht dabei beschädigt würde.
Das Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.Unbaked parts are removed by a solvent without damaging the layer remaining on the carrier plates.
The method for producing the device is described using an exemplary embodiment.

Die zu behandelnden Trägerplatten bestehen aus Glas und sind etwa zum Aufbau eines Anzeigeschirmes bereits mit Leiterbahnen oder Elektroden aus Zinnoxid versehen. Nach einer Reinigung werden sie vorteilhafterweise hängend in ein Gefäß mit einem handelsüblichen Silikonöl getaucht. Danach werden sie in einen Trockenschrank gelegt, in dem das Silikonöl bei 250° C in 2 Stunden in die Trägerplatten eingebrannt wird. Nach dem Abkühlen der Trägerplatten wird überschüssiges Silikonöl mit Xylol abgewaschen. Die so behandelten Trägerplatten können dann zum weiteren Aufbau, z. B. eines Anzeigeschirmes, verwendet werden.The carrier plates to be treated are made of glass and are used, for example, to set up a display screen already provided with conductor tracks or electrodes made of tin oxide. After cleaning, they become beneficial dipped hanging in a vessel with a commercially available silicone oil. After that, they will turn into a Placed in a drying cabinet, in which the silicone oil is burned into the carrier plates at 250 ° C in 2 hours. After the carrier plates have cooled down, excess silicone oil is washed off with xylene. The so treated carrier plates can then be used for further construction, e.g. B. a display screen can be used.

Versuche mit so hergestellten Anzeigeschirmen, beiExperiments with display screens made in this way

welchen zum Teil auch zur Farbumschaltung dichroitisehe Farbstoffmoleküle in der Flüssigkristallschicht gelöst waren, zeigten sehr kräftige Kontraste.which partly also dichroitisehe for color switching Dye molecules dissolved in the liquid crystal layer showed very strong contrasts.

Claims

Patent claims:

1. Display device with a nematic liquid crystal layer between two carrier plates, at least one of which is transparent, and with a thin layer between at least one of the Carrier plates and the liquid crystal layer, which have a homeotropic orientation of the liquid crystals causes, characterized in that the layer is a silicone layer

2. A method for producing the device according to claim 1, characterized in that the Silicone layer by dipping the carrier plates in a silicone oil or in a silicone impregnation agent or spray applied with dilute silicone oil or a silicone impregnant will.

3. The method according to claim 2, characterized in that that the adhesive strength of the silicone oil or silicone impregnant layer by baking the layer is produced in the carrier plates.

4. The method according to claim 3, characterized in that the non-baked portions of the Layer to be peeled off.