DE2455000B2 - Fluessigkristallelement mit einer die fluessigkristallmolekuele orientierenden beschichtung der elektrodenoberflaechen - Google Patents
Fluessigkristallelement mit einer die fluessigkristallmolekuele orientierenden beschichtung der elektrodenoberflaechenInfo
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Description
s,'P-Flüssigkristallmoleküle in Richtung des elektrischen
Feldes geneigt Bei einer über einer bestimmten ichwellenspannung liegenden Spannung werden die
M P-Flüssigkristallmoleküle so umgeordnet, daß die lange Achse der Moleküle praktisch parallel zum
elektrischen Feld ausgerichtet ist Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Fall läßt diese Anordnung mit der
beschriebenen Ausrichtung der langen Achsen der NP-Flüssigkristallmoleküle in der zuvor beschriebenen
Weise polarisiertes Licht bei parallelen Polarisatoren durch und ist undurchlässig für das polarisierte Licht bei
senkrecht gekreuzten Polarisatoren. Beim Einbau der beschriebenen Flüssigkristallzelle zwischen zwei Polarisatoren
wird also eine Anordnung erhalten, die unter Steuerung eines äußeren elektrischen Feldes aus einem
lichtdurchlässigen in einen lichtundurchlässigen Zustand und von diesem wieder in den lichtdurchlässigen
Zustand geschaltet werden kann. Diese Lichtmodulation kann zu verschiedenen Zwecken ausgesetzt
werden, beispielsweise zu Anzeigezwecken.
Im Rahmen der folgenden Beschreibung ist mit der Bezeichnung »Flüssigkristallelement«, wenn nicht ausdrücklich
anders angegeben, ein Flüssigkristallelement der zuvor beschriebenen Art mit schraubenförmiger
Ausrichtung der Molekülachsen in Abwesenheit eines äußeren elektrischen Feldes bezeichnet.
Für die Herstellung solcher Flüssigkristallelemente ist
die Behandlung der Elektrodenoberflächen in der Weise, daß die NP-Flüssigkristallmoleküle auf ihnen in
einer bestimmten Vorzugsrichtung ausgerichtet werden, von zentraler Bedeutung. Zur Erzielung solcher
Ausrichteffekte ist bekannt, die Elektrodenoberflächen in einer vorgegebenen Richtung direkt mit einem
trockenen Tuch, Papier oder Gummi zu polieren. Bei dieser Art Oberflächenbehandlung wird jedoch nur eine
unzureichend ausgeprägte und uneinheitliche Ausrichtung der Flüssigkristallmolekülachsen parallel zur
Elektrodenoberfläche erzielt. Dadurch liegt auch im gesamttn Flüssigkristall eine unzureichende und inhomogene
Ausrichtung der langer Molekülachsen vor. Durch eine solche unzureichende Ausrichtung treten
eine Reihe von Beeinträchtigungen auf:
1) Es werden hohe Betriebsspannungen benötigt.
2) Flüssigkristallelemente mit einer Fläche der optischen Zelle von über 1 cm2 zeigen kein einheitliches
elektrooptisches Verhalten im gesamten Flüssigkristall mehr.
3) In ein und demselben Flüssigkristallelement treten
Betriebsspannungsschwankungen um aen Faktor 1,5 bis 2 auf.
4) Es ist schwer, ein gutes Kontrastvefhältnis herzustellen.
Bei dem herkömmlichen Verfahren zur Behandlung der Elektrodenoberfläche müssen zum Polieren Drücke
im Bereich von 10 bis 50kp/cnv' aufgewendet werden, so daß die Herstellung stabilisierter Flüssigkristallelemente
erschwert ist. In der Massenproduktion werden Differenzen der Betriebsspannungen von Element zu
Element im Bereich eines Faktors von 1,5 bis 3,0 beobachtet.
Zur Verbesserung dieses Verfahrens sind der Anmelderin nicht vorveröffentlichtc Verfahren mitgeteilt
worden, die darin bestehen, daß man die Elektrodenoberfläciie mit einem organischen Polymeren
beschichtet, beispielsweise mit einem Siliconharz, einem Epoxyharz, einem Acrylharz oder einem Phenol.
Die Oberflächen dieser Beschichtungen werden dann mit einem Tuch oder einem Papier oder einem anderen
entsprechenden Material poliert (US-Patentanmeldung SN 485 036/74). Nach diesem Verfahren lassen sich
jedoch, wie die Anmelderin durch eigene Versuche geprüft hat, Flüssigkristallelemente nicht in Massenprodukxion
herstellen, da die elektrooptischen Kenndaten solcherart hergestellter Elemente sehr starke Abweichungen
aufweisen. Unter anderem ist in der genannten Patentanmeldung ein Flüssigkristallelement mit Elektrodenplatten
beschrieben, dessen Elektrodenoberflächen mit einem Celluloseharz beschichtet sind. Die
Oberfläche dieser Ce'lulosebeschichtung wird mit einer Bürste, einem Papier oder einem Tuch leicht in einer
Richtung poliert. Eine solche Zelle soll zwar eine gute Ausrichtung der NP-Flüssigkristallmoleküle und gut
reproduzierbare elektrooptisch^ Kenndaten aufweisen, jedoch muß dafür die geringe thermische und chemische
Beständigkeit der Celluloseharzbeschichtung in Kauf genommen werden. So liegt der Erweichungspunkt
eines Celluloseharzes in der Regel bei etwa 1500C, so
daß ein FIüssigkristaHelement mit Celluloseharzelektrodenbeschichtung
zu keinem Zeitpunkt eine Temperatur über 150° C erreichen darf, da sonst durch die
Erweichung der Cellulosebesehichtung die Oberflächenpolitur
verloren geht. Insbesondere Nitrocellulose zeigt
2s bereits bei 140°C Pyrolyseerscheinungen. Außerdem
sind die Celluloseharze gegenüber organischen Lösungsmitteln, wie beispielsweise Alkoholen, Ketonen,
Estern und aromatischen Kohlenwasserstoffen, unbeständig. In Berührung mit diesen organischen Lösungsmitteln
quellen die Harze sehr leicht und lösen sich rasch auf.
Zur Herstellung von NP-Flüssigkristallzellen wird in
der Regel so verfahren, daß man zunächst einen dünnen Streifen eines hochmolekularen Klebstoffs, beispielsweise
eines Epoxyharzes, eines Melaminharzes, eines Phenolharzes, eines Acrylharzes oder eines Urethanharzes,
auf die Randbereiche einer der beiden vorbehandelten Eiektrodenoberflächen aufträgt. Der
Auftrag erfolgt nach dem Siebdruckverfahren, wobei
man den Streifen so ausbildet, daß eine schmale öffnung
zum nachträglichen Füllen der Zelle mit dem NP-Flüssigkristallmaterial
freibleibt. Anschließend wird die ebenfalls vorbehandelte Gegenelektrodenplatte auf die
mit dem Klebstoff beschichtete Elektrodenplatte so aufgedrückt, daß die beiden Elektrodenflächen einander
gegenüberliegen. Die Politurrichtung der einander gegenüberliegenden Elektrodenoberflächen verlaufen
dabei senkrecht zueinander. In den so hergestellten optischen fellen dient der dünne Klebstoffstreifen ajs
so dem polymeren Material an den Plattenrandbereichen nicht nur als Abstandshalter zwischen den beiden
Elektrodenplatten, sondern auch als Verschlußmittel zur festen Bindung beider F.Iektrodenplatten aneinander.
Da/u wird ein bei hohen Temperaturen abbindender und härtender Klebstoff bevorzugt. Durch die Erhitzung
auf hohe Temperaturen wird die Bildung der Polymeren mit hohem Molekulargewicht vervollständigt und
abgeschlossen, so daß die Elektrodenplatten dicht und fest miteinander verbunden sind. Gleichzeitig wird
do durch die hohen Temperaturen die Bildungsreaktion der
Hochmolekularen vollständig zu Ende geführt, so daß in der Klebstoffmasse keine niedermolekularen Nebenprodukte
mehr verbleiben. Die Gegenwart von Resten solcher Nebenprodukte mit niedrigerem Molekularge-
(>s wicht werden als Ursache für die im Laufe der Zeil
eintretende Qualitätsverschlechterur.g des NP-Flüssigkristallmaterials,
das in solchen Zellen eingeschlossen ist, angesehen. Zwischen den niedermolekularen Neben-
produkten und den NP-Flüssigkristallmolekülen treten
direkte chemische Wechselwirkungen auf.
Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, daß die polierten mit der Celluloseharzbeschichtung
versehenen Elektrodenplatten nicht in Verbindung mit den bei hohen Temperaturen auszuhärtenden hochmolekularen
Klebstoffen verwendet werden können. Man muß daher gezwungenermaßen auf die Verwendung
von Klebstoffen ausweichen, die bei niedrigeren Temperaturen oder bei Raumtemperatur aushärten. Um
den hochmolekularen Klebstoff auf eine für den Siebdruck geeignete Viskosität zu bringen, wird er mit
organischen Lösungsmitteln versetzt. Auch in dieser Beziehung sind die mit Celluloseharzen beschichteten
Elektrodenplatten aufgrund ihrer geringen chemischen Beständigkeit ungeeignet. Die Auswahlmöglichkeiten
für die mit den hochmolekularen Klebstoffen zu vermischenden Lösungsmittel wird dadurch stark
eingeschränkt.
Es war außerdem bekannt, auf die Elektrodenplatten einer solchen Flüssigkristallzelle einen dünnen Überzug
aus einem Polykohlenstofffluorid, wie Polyäthylenfluorid,
nufzutragen (DT-OS 23 11 526). Diese bekanntermaßen als Überzüge verwendeten Polykohlenstofffluoride,
wie Polyäthylenfluorid, führen jedoch zu Flüssigkristallelerneriten
mit unzureichenden elektrooptischen Eigenschaften. So werden unter Verwendung von
Polyäthylenfluorid als Überzugsschicht eine zu starke Streuung der Schwellenspannung und Sättigungsspannung
sowie ein ungeeignetes maximales Kontrastverhältnis erreicht, wie Versuche der Anmelderin gezeigt
haben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkristallelement der genannten Art mit beschichteten
Elektrodenoberflächen zur Verfügung zu stellen, welches ausgezeichnete elektrooptische Werte zeigt
und dessen elektrooptische Kenndaten insbesondere innerhalb sehr enger Grenzen außerordentlich gut
reproduzierbar sind, wobei die Beschichtung sowohl thermisch als auch chemisch hohe Beständigkeit
aufweisen soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Flüssigkristallelement der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung
gestellt, das et findungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist. daß die Beschichtung aus Poly-p-xylylen und/oder
einem oder mehreren von dessen Substitutionsderivaten, die im aromatischen Kern mn einem Halogenatom,
einer Alkylgruppe. einer Estergruppe oder einer Alkoxygnippe substituiert sind, besteht
Gegenstand der Erfindung ist mit anderen Worten eine Struktur aus einem einander gegenüberliegenden
Elektrodenplattenpaar und einer Schicht eines nematischen flüssigen Kristalls mit positiver dielektrischer
Anisotropie zwischen diesen Platten, wobei die Platten den Flüssigkristall tragend und stützend nach Art einer
optischen Zelle einschließen. Die mit dem nematischen Flüssigkristall in Berührung stehenden Elektrodenoberflächen
sind mit Poly-p-xylylen und bzw. oder dessen substituierten Produkten beschichtet. Die Oberflächen
dieser Beschichtungen sind mit in vorbestimmter Weise ausgerichteten Orientierungsmustern versehen, vor
zugsweise mit parallelen Streifungen, die auf den einander gegenüberliegenden Elektroden senkrecht
zueinander verlaufen. Diese Struktur bildet ein Flüssigkristallelement mit schraubenförmigem Gradienten der
axialen Ausrichtung der Flüssigknstailmoleküle und
Ausnutzung dieses Ausnchtungseffektes zur optischen Modulation durch äußere elektrische Felder. Die so
aufgebauten Flüssigkristallelemente weisen gute elektrooptische Eigenschaften und gut reproduzierbare
Kenndaten auf. Zur Verbesserung der Haftung der Poly-p-xylylenbeschichtung auf der Elektrodenoberfläehe
ist vorzugsweise zwischen beider. Schichten ein Haftvermittler vorgesehen, vorzugsweise ein Epoxyharz
oder ein Haftvermittler auf Silanbasis.
Das Material der Poly-p-xylylenbeschichtung weist Baugruppen der allgemeinen chemischen Formel
CH2
/ X
CH,
auf, in der η etwa 5000 ist, wenn die Poly-n-xylylenbeschichtung
in der unten beschriebenen Weise durch thermische Zersetzungspolymerisation hergestellt wird.
Das Beschichtungsmalerial kann aus dem vorstehend beschriebenen Material bestehen oder aus einem
Material mit mindestens einer der Baugruppen der allgemeinen chemischen Formel
oder
bestehen, in denen π die vorstehend genannte Bedeutung hat und X ein Halogenatom, eine Alkylgruppe,
eine Estergruppe oder eine Alkoxygnippe ist. Die Beschichtung kann weiterhin auch aus einem Material
bstehen, das die genannten Baugruppen in beliebige)
so Mischung und Verteilung enthält
Die aus diesem Material bestehenden Elektrodenbe Schichtungen weisen aufgeprägte Orientierungen ir
einer Richtung auf. Sie sind vorzugsweise zur Herstei iung einer solchen Oberflächenstnikturausrichtun{
unter Einhaltung einer einziges linearen Arbeitsrich tung poliert.
Die Haftung der Beschichtung aus dem Poly-p-xyly
len und bzw. oder der substituierten Poly-p-xylylene au
der Elektrodenoberfläche kann durch die Bildung eine
to Epoxyharzschicht oder einer Silangrundierung zwi sehen der Elektrodenoberfläche und der Poly-p-xylylen
beschichtung verbessert werden.
Die Beschichtung der Elektrodenoberfläche mit den Poly-p-xylylen oder dessen Substitutionsderivat kam
nicht nur durch thermische ZersetzungspolymerisatioT sondern auch durch eine WURTZ-FI I'HG-Reaktioi
FRIEDEL-CR AFTS-Reaktion oder durch HOFMANN Abbau erfolgen. Im Hinblick darauf, daß im Beschick
tungsmaterial höhere Molekulargewichte erreichbar sind, erfolgt die Beschichtung vorzugsweise durch
thermische Zersetzungspolymerisation. Diese Polymerisation wird wie folgt durchgeführt:
Zunächst wird p-Xylol und bzw. oder dessen
Substitutionsprodukte in Gegenwart von Wasserdampf auf 950"C erhitzt. Anschließend wird unter Verwendung
von Benzol oder Toluol unter Bildung von Di-p-xylylen
und bzw. oder dessen Substitutionsprodukten abgeschreckt. Das so erhaltene Dimere wird unter
vermindertem Druck auf 6000C erhitzt. Das Dimere wird dabei quantitativ in p-Xylylen oder dessen
Substitutionsprodukte umgewandelt. Das so gebildete p-Xylylen und bzw. oder dessen Substitutionsproduktc
werden mit einer Elektrodenoberfläche in Berührung gebracht, die auf Raumtemperatur gehalten wird. Auf
der Oberfläche wird dadurch eine Polymerenschicht niedergeschlagen. Die gebildete Beschichtung besteht
aus Poly-p-xylylen und bzw. oder dessen substituiertem
Produkt, wobei diese Beschichtung auch ohne einen Haftvermittler gut auf den Elektrodenoberflächen
haftet.
Die Dicke der Poly-p-xylylenbeschichtungen, auch
der Beschichtungen aus den substituierten Produkten, ist nicht besonders kritisch, jedoch nimmt mit
zunehmender Schichtdicke auch die erforderliche Schwellenspannung zu. In dieser Hinsicht werden
Beschichtungsdicken von weniger als 1 μίτι, insbesondere
Beschichtungsdicken im Bereich von 0,1 bis 0,5 μπι,
bevorzugt.
Als Substitutionsprodukte des Poly-p-xylylens werden
vorzugsweise Poly-chlor-p-xylylene eingesetzt, die
aus Dichlor-p-xylylen nach dem Verfahren der thermischen
Zersetzungspolymerisation erhältlich sind.
Nach dem zuvor beschriebenen Verfahren der thermischen Zersetzungspolymerisation, bei dem die
Poiymerisierbarkeit von p-Xylylen oder dessen substituierten
Produkten ausgenutzt werden, wird ein Überzug aus Poly-p-xylylen oder dessen substituiertem Produkt
erhalten, der einen Schmelzpunkt von etwa 4000C
aufweist und frei von niedermolekularen Nebenprodukten ist. Diese Überzüge sind farblos und durchsichtig
und praktisch gasundurchlässig. Die Überzüge weisen eine hervorragende chemische Beständigkeit auf. Sie
sind in organischen Lösungsmitteln, insbesondere in Alkoholen, Ketonen, Estern und aromatischen Kohlenwasserstoffen
bei Zimmertemperatur unlöslich.
Die mit dem Poly-p-xylylen oder dessen Substitutionsprodukt beschichtete Elektrodenoberfläche wird
nach der Beschichtung poliert vorzugsweise mit einer Bürste, mit Papier oder einem Tuch. Für dieses Polieren
brauchen keine hohen Drücke aufgewendet zu werden. Es werden bereits ausgezeichnete Ergebnisse erhalten,
wenn man zum Polieren Drücke anwendet, die auch zum Polieren der Celluloseharzüberzüge aufgewendet
werden. Vorzugsweise wird mehrmals in ein und derselben Arbeitsrichtung unter einem Druck von
mindestens 1 p/cm2 poliert. Eine besonders gute Ausrichtung der N P-Flüssigkristallmoleküle wird erreicht, wenn unter Anwendung eines Druckes von 5 bis
100 p/cm2 poliert wird. Die unter diesen Bedingungen polierten Flüssigkristallelemente weisen ein hervorragendes Kontrastverhältnis auf.
Der Abstand zwischen den Elektrodenobcrfläehen des so behandelten Elektrodenplattenpaares wird durch
einen Abstandhalter festgelegt Die seitlichen Kanten
bereiche der Zelle werden unter Bildung der Zelle durch einen hochmolekularen Klebstoff verschlossen Dabei
dient, wie zuvor beschrieben, der hochmolekulare Klebstoff häufig auch selbst als Abstandhalter. In diese
Struktur wird dann das NP-Flüssigkristallmaterial in an
sich bekannter Weise eingefüllt. Nach dem Verschließen der Zelle werden die außerordentlich leistungsfähigen
Flüssigkristallelemente der Erfindung erhalten.
Aufgrund der hohen thermischen Beständigkeit der Elektrodenüberzüge der Erfindung können bei der
Herstellung der Flüssigkristallelemente auch hochmolekulare Heißkleber im Herstellungsprozeß der Elemente
eingesetzt werden. Nach diesem Verfahren lassen sich feste und absolut dichte Verschlüsse zwischen den
beiden Elektrodenplatten herstellen. Die Verschlußmasse besteht aus vollständig umgesetztem hochmolekula-
is rem Material, das keine nicht oder nicht vollständig
umgesetzten Nebenprodukte mit niedrigem Molekulargewicht mehr enthält. Die zuvor beschriebene qualitätsverschlechternde
Einwirkung solcher niedermolekularen Nebenprodukte auf den Flüssigkristall kann daher in
den Flüssigkristallelementen der Erfindung nicht auftreten. Die aus Poly-p-xylylen oder dessen Substitutionsprodukten bestehenden Überzüge zeigen auch bei
Erwärmungen auf 2000C keine Zersetzungserscheinungen und keine Erweichung. Die durch das Polieren
aufgeprägte Oberflächenstruktur der Beschichtung geht also auch bei Erwärmungen der Elektrodenplatten auf
200°C nicht, auch nicht teilweise, verloren. Die Überzüge aus Poly-p-xylylen oder dessen Substitutionsderivaten weisen außerdem eine hervorragende Bestände
digkeit gegenüber Chemikalien auf. Daher können bei den Verfahrensstufen zur Verbindung der beiden
Elektrodenplatten die Art und die Menge der Lösungsmittel für den Auftrag des hochmolekularen
Heißklebers frei und ohne Rücksicht auf die Elektroden-
.1S überzüge gewählt werden. Unter dem Betriff »Heißkleber«
bzw. »hochmolekularer Klebstoff, der bei hohen Temperaturen aushärtbar ist« werden im Rahmen
dieser Beschreibung Klebstoffe und Klebstoffsysteme verstanden, zu deren Aushärtung Temperaturen von
über etwa 1500C erforderlich sind.
In der Tabelle I sind Daten für die Schwellenspannung
und die Sättigungsspannung verschiedener Flüssigkristallelemente wiedergegeben, und zwar für Flüssigkristallelemente,
deren Elektrodenoberflächen mit Poly-pxylylen gemäß der Erfindung beschichtet sind und für
Vergleichselemente, deren Elektrodenoberflächen mit fünf verschiedenen Celluloseharzen und mit Acrylharz.
Melaminharz, Epoxyharz oder Phenolharz beschichtet sind. In jeder der Flüssigkristallelemente ist die Dicke
so des Elektrodenüberzuges etwa 1 μπι. Der NP-Flüssigkristall besteht aus 27 Gew.-% p-Methoxybenzylidenp'-n-butylanilin, 27 Gew.-% p-Äthoxybenzyliden-p'-nbutylaniSin, 26 Gew.-% p-Atnoxybenzyiiden-p'-n-heptylanilin, 10 Gew.-% p-Cyanobenzylidenanilin und 10
Gew.-% p-Cyanophenyl-p'-n-octyloxybenzoat Der Abstand zwischen den Elektrodenoberflächen ist auf
7 ± 1.5 μηι eingestellt. Beim Polieren der Elektrodenoberflächen wird im Fall der Überzüge aus den
Celluloseharzen und aus dem Poly-p-xylylen ein Druck
von 10 p/cm2 und für alle übrigen Harzbeschichtungen
ein Druck von 30 kp/cm' aufgewendet. Zur Untersuchung der Abweichungen der Schwellenspannung und
der Sättigungsspannung von Element zu Element innerhalb einer Serienfertigung werden von jedem
f>s Element Partien von jeweils 100 Stück hergestellt. In
der Tabelle I ist die gemessene Streubreite der Spannungen graphisch durch die I-änge der Doppclpfei
Ie wiedergegeben.
709 522/248
\1S
Spannungsverteilung
Seh Wellenspannung (oben I Siitiigungsspannung (unten)
2 4 ft S
10
12
14
If«
20 (V)
Poly-p-xylylcn
Nitrocellulose
Acctylcellulosc
Cclluloseacetatbutyrat
Celluloseacetalpropionat
Methylcellulosc
Acrylharz
Mclaminharz
Epoxyharz
Phenolharz
10
14
18
Die in der Tabelle 1 angegebenen Spannungen sind die Effektivwerte.
Die Daten der Tabelle I zeigen, daß die Flüssigkristallelemente mit Elektrodenoberflächen, die erfindungsgemäß
mn Poiy-p-xylylen beschichtet sind, Schwellenspannungen und Sättigungsspannungen aufweisen,
die wesentlich niedriger als die Vergleichswerte für die Flüssigkristallelemente mit Acrylharz-, Melaminharz-,
Epoxyharz- oder Phenolharzbeschichtungen sind. Die Spannungen des Elementes der Erfindung sind
vergleichbar mit den entsprechenden Spannungen für Flüssigkristallelemente mit Celluloseharz-Elektrodenüberzügen.
Die Daten der Tabelle I zeigen weiterhin, daß Flüssigkristallelemente der Erfindung gegenüber
den meisten mit Celluloseharzbeschichtungen versehenen Flüssigkristallelementen eine deutlich engere
Streuung der Spannungswerte aufweisen.
Die in der Tabelle I angegebene Schwellenspannung ist die Spannung, bei der die optische Transmission der
Zelle um 10% relativ ^ur Transmission der Zelle in
Abwesenheit eines elektrischen Feldes verändert ist. Als Sättigungsspannung wird die Spannung bezeichnet, bei
der die Transmission um 90% relativ zur Transmission in Abwesenheit einer äußeren Spannung verändert ist.
Die Gleichmäßigkeit des elektrooptischen Verhaltens der in Tabelle I beschriebenen Strukturen wird durch
Augenschein geprüft. Die Flüssigkristallelemente mit Poly-p-xylylenbeschichtungen auf den Flektrodenoberflächen
zeigen ein wesentlich einheitlicheres elektrooptischen Ansprechverhalten als die übrigen Vergleichselemente.
Innerhalb ein und desselben Prüflings sind für die Elemente der Erfindung keine Abweichungen der
Betriebsspannung nachweisbar.
Diese Abweichungen liegen für die unter Verwendung von Celluloseharzbeschichtungen hergestellten
Flüssigkristallelemente im Bereich von bis zu 1 %.
Gleiche Werte und Ergebnisse werden für Flüssigkristallelemente erhalten, die mit Überzügen aus Substitutionsprodukten
von Poly-p-xylylen statt uniier Verwendung von Überzügen aus reinem Poly-p-xylylen
hergestellt sind.
In der Tabelle Il sind Daten der Variationsbreite des
maximalen Kontrastverhältnisses zusammengestellt. Als maximales Kontrastverhältnis ist dabei das Verhältnis
der Transmission im sichtbaren Bereich in
Abwesenheit einer äußeren elektrischen Spannung zur
Transmission im selben Bereich bei angelegter Sättigungsspannung. Die Poly-p-xylylenbeschichtung dei
Elektrodenoberfläche wird unter Aufwendung vor Drücken von 1 p/cm2 bis 1 kp/cm2 poliert. Unter dei
gleichen Druckeinwirkung werden die Nitrocellulosebe
Schichtungen poliert, während für die Acrylharz-Melaminharz-,
Epoxyharz- oder Phenolharzbeschich tungen Polierdrücke im Bereich von 10 bis 50 kp/cm
aufgewendet werden Die Dicke der Elektrodenüberzü ge. das NP Flüssigkristallmaterial und der Abstand dei
Elektrodenoberflächen voneinander sind die gleichet wie bei den Flüssigkristallelementen, die für di<
Messungen der Tabelle 1 verwendet werden.
Maximales Koninist verhältnis
0 K) 20
W)
SO
HKl
Poly-p-xylylcn
Nitrocellulose
Acrylharz
Mclaminharz
Epoxyharz
Phenolharz
0 10 20
40
50
60
!
70
70
10(1
Die Daten der Tabelle II zeigen, daß Flüssigkristallelemente
mit einer Beschichtung der Elektrodenoberflächen mit Poly-p-xylylen wie auch Flüssigkrislalldemente
mit Nitrocellulosebeschichtungen sehr hohe maximale Kontrastverhältnisse aufweisen. Es werden
stets Kontrastverhältnisse erhalten, die über 3!>: 1 liegen. Insbesondere werden Kontrastverhältnisse im
Bereich von 50 :1 bis 100 :1 erhalten, wenn unter e.ner
Druckeinwirkung von 5 bis 100 p/cm2 poliert wird. Gleiche Ergebnisse werden erhalten, wenn das Überzugsmaterial
statt aus Poly-p-xylylen aus substituierten Poly-p-xylylenderivaten besteht.
Durch die zum Polieren für die Beschichtungen der Erfindung erforderlichen nur geringen Drücke wird die
Durchführung der Polierung wesentlich erleichtert. Die Streubreite der elektrooptischen Kenndaten innerhalb
einer Fertigungspartie kann bei Massenfertigung der Elemente der Erfindung wesentlich verringert werden.
Dadurch ist die Möglichkeit eröffnet, Flüssigkristallelemente auf Torsionseffektbasis in großen Stückzahlen zu
niedrigen Kosten herzustellen. Die nach dem Stand der Technik auftretenden Fertigungsschwierigkeiten, die zu
hohen Kosten in Verbindung mit ungünstigen Kenndaten oder ungünstigen Fertigungscharakteristiken führen,
können bei der Herstellung der Elemente der Erfindung vermieden werden.
Das Poly-p-xylylen und dessen Substitutionsprodukte weisen aufgrund eines hohen Kristallinitätsgrades
starke intermolekulare Kohäsionskräfte auf. Aus diesem Grund sind die Adhäsionskräfte zu einer Elektrodenoberfläche
nicht sehr hoch. In einigen Fällen können die Adhäsionskräfte so niedrig sein, daß eine ausreichende
Haftung der Schicht auf der Elektrodenplatte nicht mehr erhalten werden kann. Es kann also nicht gesagt
werden, daß in Flüssigkristallelementen, deren Elektrodenoberflächen mit Poly-p-xylylen oder dessen Substitutionsprodukten
überzogen sind, stets und immer eine ausreichende Bindung zwischen der Beschichtung und
der Elektrodenoberfläche ohne Hilfsmittel erhältlich ist Bei ohne Hilfsmittel hergestellten Beschichtungen von
Poly-p-xylylen oder dessen Substitutionsprodukt auf Elektrodenoberflächen kann nach längerer Einsatzdauer
oder bei plötzlichen Umgebungstemperaturschwankungen ein Abschälen der Beschichtungen auftreten.
Dabei können sich in der Zeile Luftbläschen bilden, die zu Funktionsstörungen führen könnea
Diese unerwünschten Erscheinungen werden vorzugsweise
durch eine Epoxyharzschicht oder durch eine Schicht eines Silanhaftvermittlers zwischen der Poly-pxylylenschicht
oder der Schicht aus dessen Substitutionsprodukt und der Elektrodenoberfläche vermieden.
Das als Zwischenschichtmatertal verwendete Epoxyhan:
bildet starke Wasserstoffbindungen zu den Wassermolekülen aus, die auf der Oberfläche der zu
verbindenden Gegenstände adsorbiert sind. Das Epoxyharz weist weiterhin starke interheteromolekulare
Kohäsionsenergien zu den zu verbindenden Gegenstände» den auf. Das Epoxyharz besitzt daher eine hohe
Adhäsionskraft Es weist außerdem einen hohen Erweichungspunkt und eine hervorragende Lösungsmittelbeständigkeit
auf. Eine aus diesem Material hergestellte Zwischenschicht zwischen der Elektrodenoberfläche
und einer Überzugsbeschichtung aus Poly-pxylylen oder dessen Substitutionsprodukten verstärkt
die Stabilität solcher Beschichtungen ganz wesentlich.
Aus fertigungstechnischen Gründen wird ein bei hohen Temperaturen aushärtbares Epoxyharz als
Zwischenschichtmaterial bevorzugt, das auch in der zuvor beschriebenen Weise zum Abdichten und
Verschließen der Zelle bevorzugt wird.
Bei Verwendung von Glasscheiben als Elektrodensubstrat kann das Vorhandensein oder eine Anreicherung
der Natriumkomponente auf der Glasoberfläche die Haftfestigkeit zwischen der Glasoberfläche und der
Beschichtung aus dem Poly-p-xylylen oder dessen Substitutionsprodukt vermindern. Die Haftfestigkeit
zwischen diesen beiden Komponenten kann wesentlich dadurch verbessert werden, daß man zwischen der
Glasoberfläche und der Poly-p-xylylenbeschichtung
oder der aus dessen Substitutionsprodukt hergestellten Beschichtung einen Silanhaftvermittler einfügt Solche
als Haftvermittler verwendeten Silane weisen eine ausreichend hohe inter-heteromolekulare Kohäsions
energie auch zur Natriumkomponente auf der Glas oberfläche auf, so daß die Haftfestigkeit der Schicht au;
der Glasoberfläche auch unter Wärmeeinwirkung odei unter Einwirkung eines organischen Lösungsmittel;
nicht verloren geht Die Stabilität der aus Poly-p-xylylet
oder dessen Substitutionsprodukten bestehenden Be schichtung auf einer Schicht eines solchen Haftvermiu
lers ist deutlich verbessert
Nach Lösen des Epoxyharzklebstoffs in einen geeigneten Lösungsmittel oder Lösen des Silankleber
in einer schwach sauren wäßrigen alkoholischen Lösunj
wird der Klebstoff auf die Elektrodenoberflächi aufgetragen. Der Auftrag erfolgt durch Aufsprüher
Tauchen, Bürsten oder durch Aufwalzen. Die aufgetragene
Schicht wird getrocknet und durch Wärmeeinwirkung ausgehärtet. Im Hinblick darauf, daß diese
Haftvermittlerschichten noch mit einer Schicht des Poly-p-xylylens oder dessen Substitutionsprodukten
überzogen werden, sind diese Zwischenschichten der Haftvermittler möglichst dünn zu halten. Sie sind
vorzugsweise nicht dicker als 1,0 μπι und liegen insbesondere im Dickenbereich von etwa 0,1 bis 0,5 μπι.
Auf den so hergestellten Haftvermittlerüberzug aus dem Epoxyharz oder dem Silan wird die Beschichtung
aus dem Poly-p-xylylen oder dessen Substitutionsprodukt hergestellt. Wie oben beschrieben, wird zur
Herstellung dieser Beschichtung das Verfahren der thermischen Zersetzungspolymerisation bevorzugt
Anhand zahlreicher Vergleichsversuche kann gezeigt werden, daß Epoxyharze und Silane für die haftvermittelnde
Zwischenschicht der Elemente der Erfindung mit Abstand die besten Ergebnisse liefern. Bei Verwendung
beispielsweise zu gleichen Zwecken anerkannt gut wirksamen Materials, beispielsweise bei Verwendung
von Polyurethanen, Acrylharzen oder Phenolharzen, wird die Haftung des Überzuges aus Poly-p-xylylen
oder dessen Substitutionsprodukt bei weitem nicht so signifikant verbessert wie bei der Verwendung eines
Epoxyharzes oder eines Silans als Haftvermittler.
In der Tabelle III sind Daten zur Haftfestigkeit einer Beschichtung aus Poly-p-xylylen oder dessen Substitutionsprodukten
auf einer Eiektrodenoberfläche zusammengestellt. Die Ergebnisse werden mit Flüssigkristall
elementen erhalten, die durch Auftrag eines Epoxyharzes oder eines Silans als Haftvermittler auf die
Elektrodenoberfläche und anschließende Beschichtung dieser Grundierung mit Poly-p-xylylen auf dieser
Zwischenschicht hergestellt werden. Die Flüssigkristall-Vergleichselemente werden in gleicher Weise, jedoch
unter Verwendung eines Acrylharzes, eines Urelhanharzes oder eines Phenolharzes als haftvermittelnde
Zwischenschicht hergestellt. Die Prüflinge werden nach folgendem Verfahren erhalten:
Das Epoxyharz wird in Form einer 1,1 Gew.-% Harz enthaltenden Butylcellosolvelösung eingesetzt. Der
Silanhaftvermittler wird in Form einer Lösung eingesetzt, die aus 5 Gew.-% des Silans als Haftvermittler, 5
Gew.-°/o einer wäßrigen Essigsäurelösung mit einem pH 4-:
von 4,5 und 90 Gew.-% Äthanol besteht. Als Substrat dient eine quadratische Hartglasscheibe mit 5 cm
Kantenlänge. Auf diesem Substrat wird durch Aufdampfen im Vakuum eine durchsichtige In2O3-Elektrode
hergestellt. Der spezifische elektrische Oberflächenwiderstand dieser Struktur beträgt 1 kOhm-cm2. Das
Material der Zwischenschicht wird auf die Elektrodenoberfläche dieser Elektrodenplatte durch Bürsten
aufgetragen. Nach Trocknen der Beschichtung wird das Epoxyharz 30 min lang bei 200° C ausgehärtet, und wird
das Silan 1 h lang bei 2000C gehärtet. Die erhaltene Beschichtung hat eine Schichtdicke von 1,0 μηι. Das
bereits im Zusammenhang mit der Tabelle I beschriebene Acrylharz wird in einer Konzentration von 1,0
Gew.-% Harz in Xylol gelöst verwendet. Das fto Urethanharz wird in Form einer l,0Gew.-% Harz
enthaltenden Methylisobutylketonlösung eingesetzt. Das auch im Zusammenhang mit der Tabelle I
beschriebene Phenolharz wird ebenfalls in Form einer 1,0 Gew.-% Harz enthaltenden Lösung eingesetzt, und tt$
zwar in Form einer Acetonlösung. Die Dicke der Zwischenschicht oder Grundierungsschicht beträgt in
allen Fällen etwa 1,0 um. Die zuletzt genannten drei Harzlösungen werden ebenfalls durch Bürsten oder
Pinseln aufgetragen, getrocknet und anschließend 30 min lang bei 1500C ausgehärtet
Auf die so hergestellten Grundierungen wird durch die beschriebene thermische Zersetzungspolymerisation
von Di-p-xylylen eine Poly-p-xylylenschicht in einer
Dicke von 0,5 μπι aufgetragen. Zum Vergleich wird eine
ebenfalls 0,5 μπι dicke Poly-p-xylylenschicht ohne
Verwendung einer Grundierung direkt auf die Elektrodenoberfläche aufgebracht.
Die Haftfestigkeit wird in üblicher Weise nach dem Kreuzschnittverfahren geprüft Mit einem scharfen
Messer wird die Beschichtung mit einer Schar senkrecht aufeinander stehender Schnittlinien versehen, die
jeweils innerhalb einer Schar einen Abstand von 2 mm voneinander haben. Auf das so gebildete Feld von
Quadraten mit einer Kantenlänge von 2 mm wird ein Cellophanklebband fest aufgedrückt. Nach dem Ankleben
wird das Cellophanband ruckartig abgerissen. Schlecht haftende Beschichtungen werden dabei mit
dem Klebband a! gerissen. Werden alle geschnittenen Quadrate der Beschichtung beim Abreißen des Klebbandes
mitgerissen, so wird eine Abschälung von 100% erhalten. Wird keines der Beschichtungsquadrate von
der Elektrodenoberfläche beim Abreißen des Klebbandes mit abgerissen, so beträgt der Abschälungsgrad 0%.
Die Ergebnisse dieser Kreuzschnittprüfung der Haftfestigkeit sind in der Tabelle III zusammengestellt.
Tabelle III | Abschälgrad |
Material der Zwischenschicht | (O/o) |
0 | |
Epoxyharz | 0 |
Silanhaftvermittler | 85 |
Acrylharz | 80 |
Urethanharz | 80 |
Phenolharz | 100 |
Ohne Zwischenschicht | |
Die Daten der Tabelle III zeigen, daß bei Verwendung eines Epoxyharzes oder eines Silans als Haftvermittler
in Form einer Grundierung oder Zwischenschicht zwischen der Elektrodenoberfläche und der
Überzugsschicht aus Poly-p-xylylen die Haftung dieser Schicht auf der Elektrodenoberfläche eindrucksvoll
verbessert wird. Ein Abschälen der Beschichtung aus Poly-p-xylylen von der Elektrodenoberfläche unter dem
Einfluß starker Temperaturschwankungen oder beim Polieren kann durch die Zwischenschicht aus dem
Epoxyharz oder dem Silanhaftvermittler vollständig vermieden werden. Die mit Poly-p-xylylenbeschichtungen
versehenen Elektrodenstrukturen weisen eine wesentlich verbesserte Stabilität auf.
In der zuvor unter Bezug auf die Tabelle III beschriebenen Weise werden Prüflinge mit einer
Zwischenschicht hergestellt, deren Schichtdicke 1,0 μΐη
beträgt. Als Zwischenschichtmaterial werden ein Epoxyharz, ein Silanhaftvermittler, ein Acrylharz, ein
Urethanharz oder ein Phenolharz verwendet. Die Zwischenschicht wird in einer Dicke von 0,5 μηι mit
einem Poly-chlor-p-xylylen beschichtet. Die Beschichtung
wird durch thermische Zersetzungspolymerisation von Di-chlor-p-xylylen durchgeführt. Die erhaltenen
Prüflinge werden in der zuvor beschriebenen Weise auf die Haftfestigkeit der Überzüge auf dem Substrat
untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV
/to
zusammengestellt Zum Vergleich wird eine 0,5 μπι
dicke Poly-chlor-p-xylylenbeschichtung direkt auf der
Elektrodenoberfläche hergestellt, ohne daß zwischen der Elektrodenoberfläche <nd der Poly-chior-p-xylylenbeschichtung
eine Zwischenschicht liegt
Material der Zwischenschicht
Abschälgrad
Epoxyharz | 0 |
SUanhaftvermittler | 0 |
Acrylharz | 80 |
Urethanharz | 70 |
Phenolharz | 80 |
Ohne Zwischenschicht | 100 |
Die in der Tabelle IV zusammengestellten Daten entsprechen den in der Tabelle III wiedergegebenen
Daten. Analog zur Tabelle IH kann den in Tabelle IV gezeigten Daten entnommen werden, daß durch eine
Zwischenschicht aus einem Epoxyharz oder einem Silan die Haftfestigkeit einer Poly-chlor-p-xylylenschicht auf
der Elektrodenoberfläche wesentlich verbessert wird. Auch die Gesamtstabilität der Beschichtung wird
deutlich verbessert.
Die Oberfläche der Beschichtung aus dem Poly-p-xylylen
oder aus dessen Substitutionsprodukt, die auf der Zwischenschicht aus dem Epoxyharz oder einem
SUanhaftvermittler gebildet ist, wird mehrmals in einer bestimmten Richtung poliert, und zwar vorzugsweise
unter Verwendung einer Bürste, eines Papiers oder eines Tuches. Auch andere geeignete Mittel können zum
Polieren verwendet werden, solange sie eine ausgerichtete Oberflächenstruktur auf der Beschichtungsoberfläche
zu erzeugen vermögen. Das Polieren erfolgt unter einer Druckeinwirkung von mindestens 1 p/cm2. Bei
Polierdrücken von kleiner als 1 p/cm2 wird keine ausreichende Orientierungsqualität auf der Oberfläche
erhalten. Besonders gute Ausrichtungen der Flüssigkristallmolekül werden bei Polierdrücken im Bereich von
5 bis 100 p/cm2 erzielt. Bei Anwendung von Drücken in diesem Bereich zum Polieren werden Flüssigkristallelemente
erhalten, deren maximales Kontrastverhältnis im Bereich von 50 :1 bis 100 :1 liegt.
Der Abstand zwischen den so behandelten und hergestellten Elektrodenplatten wird mittels eines
Abstandhalters konstant gehalten. Die so gebildete Zelle wird mit dem NP-Flüssigkristallmaterial gefüllt. In
dem so hergestellten Flüssigkristallelement der Erfindung ist die Haftung der Poly-p-xylylenbeschichtung auf
der Elektrodenoberfläche wesentlich verbessert. Diese Elektrodenstrukturen zeigen daher selbst nach langer
Betriebsdauer und bei abrupten Umgebungstemperaturschwankungen eine ausgezeichnete auch langfristige
Stabilität
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert.
Auf eine quadratische Hartglasscheibe mit einer Kantenlänge von 5 cm wird im Vakuum I^Oj
niedergeschlagen. Der spezifische elektrische Oberflächenwiderstand der so hergestellten durchsichtigen
lilektrodenplatte beträgt 100 Ohm cm2. Die optische
Transmission der Elektrodenplatte beträgt 85%. Die Oberfläche der Elektrode auf dieser Platte wird bei
Raumtemperatur unter vermindertem Druck mit p-Xylylen in Berührung gebracht, das durch thermische
Zersetzung von Di-p-xylylen erhalten wird. Dabei wird
auf der Elektrodenoberfläche eine Beschichtung aus Poly-p-xylylen gebildet. Die Dicke dieser Beschichtung
beträgt etwa 0,5 μπι. In der beschriebenen Weise werden 5 Elektrodenplattenpaare mit Poly-p-xylylenbeschichtungen
hergestellt Jede der Beschichtungsoberflächen wird dreimal in einer bestimmten Richtung
ίο unter Aufwendung eines Druckes von 10 p/cm2 poliert
Aus den so polierten Elektrodenplatten werden 5 Flüssigkristallelemente hergestellt Zur Verbindung der
beiden Elektrodenplatten eines Elementes dient ein Epoxidharz-Heißkleber, wie er auch in Verbindung mit
der Tabelle 1 beschrieben ist Der die Verbindung zwischen den Elektrodenplatten bewirkende Klebstoff
dient gleichzeitig als Abstandshalter. Der Klebstoff wird durch Siebdruck auf die Elektrodenoberfläche aufgebracht.
Der Klebstoff wird 30 min lang bei 200C C ausgehärtet. Als NP-Flüssigkristallmaterial dient eine
Zusammensetzung aus 27 Gew.-°/o p-Methoxybenzyliden-p'-n-butylanilin,
27 Gew.-% p-Äthoxybenzylidenp'-n-butylanilin,
26 Gew.-% p-Athoxybenzyliden-p'-heptylanilin, 10 Gew.-% p-Cyanobenzylidenanilin und
10 Gew.-% p-Cyanophenyl-p'-n-octyloxybenzoat In
jeder der fünf hergestellten Elemente beträgt der Abstand zwischen den Eiektrodenoberflächen
7 ± 1,5 μηι.
Die so hergestellten fünf Flüssigkristallelemente
ίο zeigen ein vollständig gleiches elektrooptisches Verhal
ten über die gesamte Fläche der Vorrichtung. Die Schwellenspannung beträgt 5,5 Vcff und die Sättigungsspannung f*,0 Veff. Alle so hergestellten Flüssigkristallelemente
weisen ein maximales Kontrastverhältnis von über 50 :1 auf.
Auf eine quadratische Hartglasscheibe mit einer Kantenlänge von 5 cm wird im Vakuum eine In2O3-
Elektrode niedergeschlagen. Der spezifische elektrische Oberflächenwiderstand der Schicht beträgt 100
Ohm cm2. Die optische Transmission der so hergestellten durchsichtigen Elektrodenplatte beträgt 85%. Die
Elektrodenoberfläche wird dann bei 9O0C unter vermindertem Druck mit Chlor-p-xylylen in Berührung
gebracht, das durch thermische Zersetzung von Di-chlor-di-p-xylylen erhalten wird. Dabei wird eine
Beschichtung aus Polychlor-p-xylylen auf der Elektrodenoberfläche
erhalten. Die Dicke der so hergestellten
so Beschichtung beträgt 0,5 μπι. Es werden fünf Paare von
Elektrodenplatten mit einer Beschichtung aus Polychlor-p-xylylen in dieser Weise hergestellt Jede der so
erhaltenen Beschichtungsoberflächen wird dreimal in ein und derselben Richtung unter Anwendung eines
Druckes von 10 p/cm2 poliert. Aus den Elektrodenplatten werden anschließend fünf Flüssigkristallelemente
hergestellt. Als Verbindungs- und Abdichtungsmittel dient ein bei hohen Temperaturen aushärtbares
Epoxyharz, wie es auch für die Herstellung der im
(>o Zusammenhang mit der Tabelle 1 beschriebenen Elemente verwendet wird. Das Material dient nicht nur
zur Verbindung und Abdichtung der Zelle, sondern gleichzeitig als Abstandshalter. Es wird auf die
Elektrodenoberfläche durch Siebdruck aufgebracht.
<ys Der Klebstoff wird 30 min lang bei 2000C ausgehärtet.
Der Abstand zwischen den Elektrodenoberflächen und das NP-Flüssigkristallmaterial sind die gleichen wie im
Beispiel 1 beschrieben.
Claims (6)
1. Unter Ausnutzung des Torsionseffektes betreibbares Flüssigkristallelement mit einer optischen
Zelle aus einem Paar einander gegenüberliegender Elektrodenplatten und zwischen diesen einem
nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie, bei der die dem Flüssigkristall
zugewandten, einander gegenüberliegenden Elektrodenoberflächen mit einer Beschichtung versehen
sind, deren Oberfläche eine die Flüssigkristallmoleküle orientierende Vorzugsrichtung aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Poly-p-xylylen und/ooer einem oder
mehreren von dessen Substitutionsderivaten, die im aromatischen Kern mit einem Halogenatom, einer
Alkylgruppe, einer Estergruppe oder einer Alkoxygruppe substituiert, sind, besteht.
2. Flüssigkristallelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus Poly-p-xylylen
und bzw. oder einem seiner Substitutionsderivate aus einer Polymerenschicht besteht, die auf der
Elektrodenoberfläche durch thermische Zersetziingspolymerisation
von Di-p-xylylen und bzw. oder dessen Substitutionsderivaten gebildet wird.
3. riüssigkriiiallelement nach einem der Ansprüche
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung aus dem Poly-p-xylylen und bzw.
oder seinem Substitutionsderivat nicht größer als 1 μΐη ist
4. Flüssigkristallelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein
hochmolekularer Klebstoff, der bei Temperaturen von über etwa 1500C aushärtbar ist, als Verschluß-
und Abdichtmittel für die optische Zelle und als Abstandhalter zwischen den beiden die Zelle
bildenden Elektrodenplatten dient.
5. Flüssigkristallelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich
zwischen der Elektrodenoberfläche und der aus dem Poly-p-xylylen und bzw. oder seinem Substitutionsderivat bestehenden Beschichtung eine Schicht aus
einem Epoxyharz oder einem Silanhaftvermittler befindet.
6. Flüssigkristallelement nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schichtdicke des Epoxyharz-
oder Silanhaftvermittlerübcrzuges von nicht größer als 1 μΐη.
Die Erfindung betrifft ein unter Ausnutzung des Torsionseffektes betreibbares Flüssigkrisullelement
mit einer optischen Zelle aus einem Paar einander gegenüberliegender Elektrodenplatten und zwischen
diesen einem nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie, bei der die dem Flüssigkristall
zugewandten, einander gegenüberliegenden Elektrodenoberflächen mit einer Beschichtung versehen
sind, deren Oberfläche eine die Flüssigkristallmoleküle orientierende Vorzugsrichtung aufweist. 4s
Die Erfindung liegt also auf dem Gebiet der Flüssigkristall-Bauelemente, insbesondere der Anzeigeelemente,
wobei die optische Modulation der Zelle des Elements unter Ausnutzung des Torsionseffektes
erfolgt, der in einem nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie (im folgenden
NP-Flüssigkristall) auftritt.
In einem Flüssigkristallelement der beschriebenen Art wird die Änderung der Ausrichtung der Moleküle
des NP-Flüssigkristalls, die unter dem Einfluß eines
äußeren elektrischen Feldes, magnetischen Feldes, Ultraschallfeldes und anderer Kraftfelder bewirkt
werden kann, zur Modulation des Lichtes ausgenutzt. Bei der Verwendung eines elektrischen Feldes zur
Steuerung der optischen Modulation der Zelle werden ho
durchsichtige Träger, beispielsweise Glasscheiben, mit einer durchsichtigen elektrisch leitenden Beschichtung
versehen. Die so erhaltenen durchsichtigen Elektrodenplatten werden unter Bildung einer optischen Zelle
paarweise planparallel zueinander so einander gegen- <>s
über angeordnet, daß sich die beiden Diinnschichtelektrodenoberflächen
gegenüberliegen, und zwar üblicherweise in einem Abstand von etwa 1 bis 100 μπι. Die so
gebildete Zelle wird dann in an sich bekannter Weise mit dem NP-Flüsiiigkristall gefüllt. Das Füllen kann
durch Einspritzen unter Druck unter Verwendung eines Injektors oder unter Vakuum in der Weise erfolgen, daß
man die Zelle zunächst evakuiert und den Flüssigkristall unter Atmosphärendruck in die Zelle einfließen läßt. Für
die Herstellung von Torsionseffektzellen sind die Elektrodenoberflächen so vorbehandelt, daß die NP-Flüssigkristallmoleküle
in einer bestimmten Vorzugsrichtung ausgerichtet sind. Die Elektrodenplatten der
Zelle sind dabei so angeordnet, daß die Ausrichtung der N F1-Flüssigkristallmoleküle auf einer der beiden Elektrodenoberflächen
senkrecht zur Ausrichtung der NF'-Flüssigkristallmoleküle auf der gegenüberliegenden
Elektrodenoberfläche ist. In den so hergestellten Fliissigkristallelementen sind die langen Achsen der
NP-Flüssigkristallmoleküle parallel zu den Elektrodenoberflächen
(homogen) ausgerichtet. Zwischen den Elektrodenoberflächen sind sie kontinuierlich verteilt
uiT: 90° verdreht. Da der Anstieg dieser Drehung sehr
viel größer als die Wellenlänge des Lichtes ist, wird die
Polarisationsebene eines linear senkrecht zur Elektrode nplatte polarisierten Lichtes beim Durchtritt durch
eire Flüssigkristallzelle mit schraubenförmigem Verlauf de- Ausrichtung der langen Achsen der NP-Flüssigkristiillmolekiile
um 90° gedreht. Wird eine solche Zelle zwischen zwei Polaiisatorscheiben gesetzt, so kann kein
Licht durch die Anordnung hindurchtreten, wenn die be den Polarisatoren parallel zueinander stehen. Bei
ge-creuzten Polarisatoren ist die Anordnung für das in
der beschriebenen Weise polarisierte Licht durchlässig. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung an dieses
Flüssigkristallelement wird die lange Achse der
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