DE2532284C3 - Elektrooptisch« Vorrichtung mit einem Flüssigkristall - Google Patents
Elektrooptisch« Vorrichtung mit einem FlüssigkristallInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrooptische Vorrichtung mit einer Zelle, die in einem optischen Strahlengang
eine vordere und eine hintere transparente Elektrodenbasisplatte aufweist, welche auf ihren einander
zugewandten Innenflächen einen Elektrodenfilm aufweisen, während ein ncmatischcr Flüssigkristall mit
positiver dielektrischer Anisotropie zwischen die vordere und die hintere Elektrodenbasisplatte eingelagert
ist, bei der zur homogenen Orientierung der Flüssigkristallmoleküle auf der Innenfläche jeder
Basisplatte ein Film aufgebracht ist, der in einer bestimmten Richtung orientiert ist, wobei sich die
Orientierungsrichtungen der Filme der beiden einander gegenüberstehenden Elektrodenbasisplatten kreuzen.
Bei der aus der DE-OS 2311 526 bekannten
Vorrichtung mit elektrooptischer Zelle ist der Film aus einem Fluorid, insbesondere Polyäthylenfluorid oder
Polykarbonfluorid, hergestellt, dem es an einer optisch
wirkenden Aktivität, die für die Funktion der Vorrichtung wünschenswert ist, mangelt. Da-über hinaus wird
zur Herstellung des Films bei der bekannten Vorrichtung eine kolloidale Lösung hergestellt, die das Harz in
Pulverform und ein oberflächenaktives Mittel in Wasser enthält. Es ist technologisr'.i im Massenherstellungsverfahren
im allgemeinen nicht möglich, durch Aufbringen dieser Suspension in Form einer dünnen Schicht einen
gleichförmigen Film zu erzeugen. Hinzu kommt, daß die oberflächenaktive Substanz, die für das Aufbringen des
Harzes verwendet wird, in der orientierten Filmschicht verbleibt und, da oberflächenaktive Substanzen allgemein
einen schlechten Wärmewiderstand haben, dadurch auch der Wärmewiderstand der gesamten
ausrichtenden Filmschicht beträchtlich herabgesetzt wird.
Es ist Aufgäbe der Erfindung, die elektröoptisehe
Vorrichtung der eingangs genannten Art hinsichtlich Trennschärfe ihrer Darstellung, des Gesichtsfeldwinkels
und der Ansprechfähigkeit zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Film aus Poly-α- Aminosäure besteht.
Ein solcher Film bcs'i'it und behält eine optische
Aktivität, die ihn von dem bisher verwendeten Film unterscheidet Die optische Aktivität gründet sich auf
der R- oder L-Isomerie der Poly-Ä-Aminosäure und
erzeugt im Flüssigkristall der Zelle eine schraubenförmige Verdrehung im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn.
Es ist ferner aufgrund der Verwendung der Poly-a-Aminosäure für die Bildung des Films möglich,
diesen in einer überaus gleichmäßigen dünnen Schicht
ίο herzustellen, was besonders mit einem Schleuderbeschichtungsverfahren
durchgeführt wird, wodurch Mangel der bekannten Vorrichtungen, die Ursache in
ungleichförmiger Schichtdicke hatten, ebenfalls ausgeschieden sind Hinzu kommt, daß oberflächenaktive
Substanzen bei der Aufbringung des Films nicht eingesetzt werden müssen, so daß auch nicht der mit
diesen Substanzen verbundene Verlust an Wärmewiderstand hingenommen werden muß.
Bei der angegebenen elektrooptischen Vorrichtung wird in der Zelle die positive dielektrische Anisotropie eines nemanschen Flüssigkristalls benutzt welcher zwischen ein Paar von hlektrodenbasiv.atten eingefügt wird, deren Oberflächen eine bestimmte orientierung zueinander haben, wodurch erzielt wird, daß der Flüssigkristall eine bestimmte optische Drehung erhält, und diese optische Drehung des Flüssigkristalls wird durch Anlegen eines entsprechenden elektrischen Feldes variiert und auf diese Weise zu einer Anzeige ausgenutzt. Diese sogenannte Feldeffekttype (FE-Type)
Bei der angegebenen elektrooptischen Vorrichtung wird in der Zelle die positive dielektrische Anisotropie eines nemanschen Flüssigkristalls benutzt welcher zwischen ein Paar von hlektrodenbasiv.atten eingefügt wird, deren Oberflächen eine bestimmte orientierung zueinander haben, wodurch erzielt wird, daß der Flüssigkristall eine bestimmte optische Drehung erhält, und diese optische Drehung des Flüssigkristalls wird durch Anlegen eines entsprechenden elektrischen Feldes variiert und auf diese Weise zu einer Anzeige ausgenutzt. Diese sogenannte Feldeffekttype (FE-Type)
si; der verwendeten Zelle hat die Eigenschaften, mit
geringerer Spannung zu arbeiten und einen kleineren Energieverbrauch und auch längere Lebensdauer zu
haben als die sogenannte DS-Type (die das dynamische Streuphänomen des nematisehen Flüssigkristalls ver-
J5 wendet), so daß die FE-Type in zahlreichen Anzeigevorrichtungen
an optischen Verschlüssen Anwendung findet.
Durch den Po!y-a-AminosäureFi!m in der elektrooptischen
Zelle nach der Erfindung wird nicht nur ein ausgezeichneter Gesichtsfeldwinkel, ein guter and
gleichmäßiger Kontrast und ein gutes Ansprechen als unmittelbare Folge (hervorgerufen durch die gleichförmigere
Anfangsausrichtung) erzielt, es wird auch möglich, eine elektrooptische Vorrichtung zu schaffen,
die aus der Kombination einer Zelle gebilde· ist mit Komponenten wie Polarisationsplatten wobei die
Polarisationsrichtungen dieser Platten genau berücksichtigt werden können, um maximale Wirksamkeit zu
erzielen. Die Erfindung soll nun in Verbindung mit den Ausführungsbeispieien anhand der Zeichnung eingehend
erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 in perspektivischer und auseinandergezogener
Darstellung den wesentlichen Aufbau einer bekannten elektrooptischen Vorrichtung, in der eine elektrooptisei
e ZjIIc mit FE-Typen-Flüssigkristallanzeige verwendet
wird,
Fig. 2a eine vergleichbare perspektivische Darstellung,
die den wesentlichen Aufbau eines Ausführung*- beispieis einer erfindungsgemäßen elektrooptischen
Zelle wiedergibt,
Fig. 2b einen Schnitt durch die tatsächliche räumliche
Anordnung in vergrößertem Maßstab, wobei die Schichtkonstruktion der Zelle nach 2a deutlich wir«!,
F i g. 3 eine der F i g. 1 vergleichbare perspektivische
F i g. 3 eine der F i g. 1 vergleichbare perspektivische
b5 Darstellung des wesentlichen Aufbaus eines weiteren
Ausführungsbeispiels ?.ls Durchlaßtyp,
Fig.4 ein drittes Beispiel der elektrooptischen
Vorrichtung vom Reflektionstyp,
Fig.5 wiederum ein Ausführungsbeispiel als DurchlaBtyp,
Fig.6 eine elektrooptische Vorrichtung in abgewandelter
Form als Reflektionstyp,
F i g. 7 und 8 Endänsichten der elektrooptischen Vorrichtung in Fig.5, wie sie ein Beobachter 10 in
Richtung der X"-Achse sieht, wobei die Beziehungen
zwischen den Orientierungsrichtungen des Elektrodenbasisplattenpaares
von den Orientierungsrichtungen (des Polarisationsfilterpaares eingezeichnet sind, und
F i g. 9 und 10 ähnliche Ansichten wie bei den F i g. 7
und 8, wie sie ein Beobachter 10 in Richtung der X-Achse bei einer Vorrichtung nach F i g. 6 sieht, wobei
die Beziehungen zwischen den Orientierungsrichtungen und die Überschneidungen des Elektrodenbasispaares
und die Polarisationsrichtungen des Polarisationsfilterpaares angegeben sind.
Der FE-Grundtyp hat einen Aufbau, wie er Beispielhaft in der F i g. i dargesteiit ist. Die eiektroopiische
Einrichtung des FE-Typs setzt sich gemäß Fig. 1 zusammen aus einer elektrooptischen Zelle 1 und einem
Paar von Polarisierfiltern 2 und 3, wobei die gesamte Anordnung auf einer einzigen optischen Achse angeordnet
ist.
Die elektrooptische Zelle 1 selbst besteht aus einem Paar von Glasplatten 6 und 7, transparenten Elektroden
4 und 5 auf den Innenseiten der Glasplatten 6 und 7 und einer Flüssigkristallsubstanz 8 mit positiver dielektrischer
Anisotropie als Schicht zwischen den Elektroden 4 und 5. Die Elektrode 4 ist auf ihrer Innenfläche in einer
bestimmten Orientierung behandelt, welche in der Richtung beispielsweise der Z-Achse liegt, während die
orientierte Behandlung der Innenfläche der Elektrode 5 senkrecht zur Z-Achse in der Richtung der V-Achse
verläuft. Wird zwischen den Elektroden 4 und 5 kein elektrisches Feld angelegt, dann richten sich die
Längsachsen der Moleküle des Flüssigkristalls 8 an der Berührungsschicht mit der Elektrode 4 in der Z-Richtung
aus, an der Berührungsschicht mit der Elektrode 5 dagegen in der V-Richtung aus. Daraus ergibt sich, daß
die Moleküle des Flüssigkristalls 8 eine schraubenförmige Anordnung erhalten mit einer Verdrehung zwischen
der Elektrode 4 und der Elektrode 5 um 90°.
Wenn die Polarisationsrichtungen der Polarisationsfilter 2 und 3 in die Z- bzw. y-Richtung gelegt werden
und zwischen den Elektroden 4 und 5 kein elektrisches Feld anliegt, dann tritt das Licht einer Lichtquelle 9
durch das Polarisationsfilter 3 und die elektrooptische Zelle 1 und wird dabei gedreht, so daß sich seine
Schwingungsebene beim Durchgang durch die elektrooptische Zelle ί um 90° dreht, so daß dann das durch
das Polarisationsfilter 3 hindurchtretende Licht einen Beobachter 10 erreicht Bei Anlegen eines elektrischen
Feldes zwischen die Elektroden 4 und 5 werden die Moleküle des Flüssigkristalls 8 so ausgerichtet, daß ihre
Dipole alle in Richtung des elektrischen Feldes liegen. Da die molekulare Ausrichtung des Flüssigkristalls 8
dadurch unregelmäßig wird, kann Licht der Lichtquelle 9, das zwar durch das Polarisationsfilter 3 und die
elektrooptische Zelle 1 hindurchgelangt, das Polarisationsfilter 2 nicht mehr durchsetzen, wird von diesem
vielmehr abgeblockt Der Beobachter 10 sieht also nur ein Licht von dunkelblauer Farbe, das durch ein
Polarisationsfilterpaar 2, 3 von zueinander senkrecht angeordneten Nicolprismen hindurchtreten kann. Bei
einer derartigen elektrooptischen Vorrichtung der FE-Type steuert die elektrooptische Zelle die Schwingungsrichtung
des durchgelassenen Lichtes, abhängig davon, ob ein elektrisches Feld vorhanden ist oder nicht,
wobei diese Vorrichtung funktionsmäßig in der Lage ist, die Schwingungsebene des Lichtes, das durch das
Polarisationsfilter auf der Eintrittsseite hindurchgetreten ist, in die Polarisationsrichtung des Polarisationsfilters
auf der anderen Seile zu drehen oder nicht Mit anderen Worten, ein Polarisationsfilterpaar ist ein
Ventil, welches die Schwingungsrichtung von Lichtstrahlen, die es hindurchläßt, auswählt, während eine
elektrooptische Zelle ein Ventil ist, die die Drehung der Schwingungsrichtung eines durchtretender Lichtes
steuert.
Bei einer elektrooptischen Vorrichtung der FE-Type, wie sie vorstehend beschrieben wurde, gehör» es zum
Wirkungsprinzip, daß die anfängliche Orientierung des Flüssigkristalls gesteuert oder ausgerichtet wird mit
Hilfe eines elektrischen Feldes, wobei dann die Änderung der optischen Eigenschaften des Flüssigkr
uiiuei äusgciiuiZi ϊνίΓιι. Alis uicäciu vjrüüu !Si uit
Gleichförmigkeit der anfänglichen Ausrichtung (d h. die Gleichmäßigkeit der Ausrichtung der Moleküle des
Flüssigkristalls, solange kein elektrisches Feld anliegt) ganz besonders wichtig. Eine Maßnahme, mit der eine
gleichmäßige Anfangsausrii.htung des Flüssigkristalls
erzielt wird, ist das Reiben der Elektrodenbasisplatten in einer Richtung mit einem Material wie etwa Stoff, was
bisher angewendet wird. Damit variiert jedoch die
Ausricht.-iig der Flüssigkristallmoleküle von Mal zu
Mal, so daß die Gleichmäßigkeit der Ausrichtung nicht vollkommen ist. Dazu kommt, daß die Orientierung
wieder verlorengeht, so daß die fviolckü'arausrichtung
binnen kurzem wieder zerstört ist
Als Maßnahme, um dieses Problem zu beseitigen, wurde neben dem Reiben der Elektrodenbasisplatten in
einer Richtung eine Methode eingesetzt, bei welcher eine bestimmte Art flächenaktiver Substanz eingesetzt
wurde (beispielsweise beschrieben in IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 13, No. 11, April 1971). Wenngleich
dadurch die Gleichförmigkeit der Ausrichtung bis zu einem gewissen Grad verbessert werden konnte, hat
diese oberflächenaktive Substanz eine schlechte Wärmebeständigkeit,
so daß nun die Schwierigkeit hinzutritt, daß der Flüssigkristall verdorben wird. Als weiterer
Nachteil ergibt sich, daß bei Anlegen eines elektrischen Feldes die oberflächenaktive Substanz sich zersetzt,
wodurch die verbesserte Ausrichtung dann wieder zerstört wird.
Mit der an Früherer Stelle beschriebenen Methode des Reibens der unbehandelten Elektrodenbasisplatten
so in einer Richtung oder bei der Anwendung einer bestimmten Art von oberflächenaktiver Substanz, die
zusätzlich zum Reiben der Elektroden in einer bestimmten Richtung angewendet wird, ist für den Fall,
daß die Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle nahe den Elektrodenflächen parallel zu diesen Elektrodenflächen
ausgerichtet und so orientiert sind und daß die Richtung dieser Achsen der Elektroden des Elektrodenpaares
um 90° zueinander verdreht sind, die Verdrehrichtung der Flüssigkristallmoleküle nicht gleichmäßig,
so daß Verdrehung nach links und nach rechts vermischt vorkommt Es tritt dadurch die Schwierigkeit auf, daß
Unterschiede in dem Sichtbarkeitswinkel, im Kontrast und in der Wiedergabe dieser beiden verschiedenen
Arten auftreten. Aufgrund von Untersuchungen mit
es dem ZieL eine elektrooptische Zelle für eine FE-Typen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung
mit ausgezeichneten Anzeigeeigenschaften zu haben, bei der die vorstehend
aufgezählten Schwierigkeiten nicht auftreten, wenn sie
bei elektronischen Tischrechnern, Uhren und sonstigen Zählefafizeigeläfeln verwendet werden, konnte herausgefunden
werden, daß die gewünschten Verbesserungen durch Verwendung eines PoIy-a-Aminosäurefilms zu
effeicfiensind, der in einer entsprechenden Ofienfiefungsbehandlung
auf den Oberflächen aufgebracht ist, welche Elektroden eines Paares von Elektrodenbasis^
plattei; enthalten, die Teile einer elektrooptischen Zelle für die F'iS-Typen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung biiden.
Die Erfindung ist dann auf der Basis dieser Erkenntnis aufgebaut
In der Beschreibung soll der Begriff »Poly-ic-Aminosäure«
auch Kondensationspolymere der α-Aminosäuren und ihre verschiedenen Ester mitenthalten.
kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine elektrooptische Zelle geschaffen, weiche einen Schichtaufbau
aufweist, der sich folgendermaßen zusammensetzt: Zwei transparente Basisplatten befinden sich an
ui.li mill 1111(11,111*11
dpr Basisplatten sind zwei Elektrodenfilme aufgebracht;
ein optisch aktiver Poly-<x-AminosäurefiIm ist in einer
Richtung orientiert und ist auf der Innenfläche, die den Elektrodenfilm besitzt, von jeder Basisplatte vorgesehen,
wobei die Basisplatte selbst und der jeweilige Elektrodenfilm und der Poly-A-Aminosäurefilm zusammen
die Elektrodenbasisplatte bilden, während die beiden Elektrodenbasisplatten, die einander gegenüberstehen,
jeweils eine Orientierung aufweisen, daß sie sich unter einem Winkel schneiden; zwischen die beiden
Elektrodenbasisplatten ist dann ein nematischer Flüssigkrista1.
mit positiver dielektrischer Anisotropie eingesetzt.
Die optisch aktiven Poly-a-Aminosäurefilme auf den
beiden Elektrodenbasisplatten haben jeweils eine bestimmte Orientierung. Dadurch, daß die Poly-oc-Aminosäurefilme
vorgesehen sind, erhält die elektrooptische Zelle einen stark verbesserten Gesichtsfeld- oder
Wahrnehmbarkeitswinkel, einen gleichmäßigen Kontrast
und ein wesentlich verbessertes Ansprechen gegenüber Zellen, deren Elektrodenplatten lediglich
einem Orientierungsprozeß unterworfen wurden.
Obgleich für diesen bemerkenswerten Effekt, der durch Hinzufügen des Poly-a-Aminosäurefilms erzielt
wird, nicht vollkommen geklärt ist, kann die Wirkung wenigstens zum Teil auf eine Vergleichmäßigung der
Anfangsausrichtung der Flüssigkristallsubstanz zurückgeführt werden, die den Film berührt, und auf eine
gegenseitige Wirkung zwischen Film und Flüssigkristall in unmittelbarer Nachbarschaft des Films in dem
Augenblick, wo das elektrische Feld zwischen den Elektrodenbasisplatten angelegt wird, was später noch
beschrieben wird.
Die elektrooptische Zelle 11 des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2a weist einen Aufbau auf, bei dem eine
Frontelektrodenbasispiatte A und eine rückseitige Elektrodenbasisplatte B mit transparenten Basisplatten
14 und 15, Elektrodenfilmen 12 und 13 auf deren Innenseiten und orientierten optisch aktiven Poly-a-Aminosäurefilmen
16 und 17 wiederum auf den Innenseiten der Elektrodenfilme 12 und 13 vorgesehen sind, wobei diese Basisplatten einander derart gegenüberstehen,
daß die Orientierungsrichtungen 21, 22 einander schneiden, während ein nematischer Flüssigkristall
18 mit positiver elektrischer Anisotropie als Schicht zwischen die Frontelektrodenbasispiatte A und
die rückseitige Eiektrodenbasispiatte Seingesetzt ist.
Wenigstens ein Anschlußleiter (nicht gezeigt) ist mit jedem Elektrodenfilm 12 und 13 verbunden, um eine
Spannung anlegen zu können. Es versteht sich, daß der tatsächliche Aufbau der elektrooptischen Zelle, die in
auseinandergezogener Darstellung in der Fig.2a wiedergegeben ist, ein Laminat ist, wie es die F i g. 2b in
vergrößerte? Darstellung zeigt
Bei dem beschriebenen Zellenaufbau ist es erforderlich,
daß das Basisplattenpaar 14, 15 elektrisch isolierende Eigenschaften hat und gleichzeitig transparent
ist Derartige Basisplatten 14, 15 bestehen deshalb aus Glas, einem synthetischen Kunststoff od. dgl. Die
Innenflächen dieser Basisplatten 14 Und 15 sind mif einem transparenten Elektrodenfilm 12 oder 13
versehen, der nach einem gewöhnlichen Verfahren aufgebracht ist. Eine solche transparente Elektrodenfilmschicht
besteht aus einem Zinnoxyd, einem Indiumoxyd od. dgl. und kann durch Aufsprühen oder im
Vakuumdampfverfahren aufgebracht werden. Die Elektrodenfilme 12 und 13 werden dann beispielsweise durch
ι iiCiCuiZCm «■'CJvCri/CiiuriuCii, SC uuh/ SiC Cin SpCZiCnCS
Muster erhalten »vie beispielsweise Zahlen, Ziffern oder Bilddarstellungen. Auf einem Teil der Fläche oder am
Rand kann der Elektrodenfilm dann auch stehengelassen werden.
Um den orientierten Poly-a-Aminosäurefilm auf den Innenflächen der Basisplatten 14 und 15, die die
Elektrodenfilme 12 und 13 bereits tragen, aufzubringen, können verschiedene Verfahren verwendet werden.
Eines der möglichen Verfahren besteht darin, daß eine Poly-a-Aminosäurelösung mit einer Konzentration von
0,01 bis 30% durch Lösen einer Poly-a-Aminosäure in einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt und diese
Lösung dann als Schicht auf die Basisplatte aufgebracht, die Schicht als Film eingetrocknet und die Filmschicht in
einer konstanten Richtung mit Hilfe eines Gegenstandes wie etwa einem Gewebestück oder einer Bürste
gerieben wird.
Als weiteres Aufbringverfahren für die Poly-«-Aminosäureschicht,
wobei die Säure als Polymer eines Esterderivats der Glutaminsäure vorliegt, besteht darin,
daß die lösung auf die Elektrodenbasisplatte aufgebracht
und die aufgebrachte Lösungsschicht dann unter dem Einfluß eines anliegenden elektrischen Feldes von
100 bis 10 000 Volt/cm zu einem Film eingetrocknet wird. Es besteht auch die Möglichkeit, die Lösung als
Schicht auf den Elektrodenbasisplatten aufzubringen und das Trocknen der Schicht dann unter dem Einfluß
eines Magnetfeldes von 100 bis mehreren 10 000 Oersted zum Film getrocknet wird. Schließlich ist es
auch möglich, bereits vorgefertigte Poly-a-Aminosäurefilme
auf die Elektrodenbasisplatten aufzukleben.
Die Dicke dieser Poly-a-Aminosäurefilme soll bei
einer Zelle nach der Erfindung zwischen 0,01 und 100 Micron und vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 10
Micron liegen. Eine Dicke weniger als 0,01 Micron hat
sich als zu schwach in ihrer Orientierungswirkung gezeigt, so daß dann nur ein schlechter Kontrast erzielt
werden kann. Andererseits ist eine Dicke der Schicht, die 100 Micron übersteigt, schwierig als gleichförmige
Beschichtung herzustellen, und eine derartige Dicke ist nicht wünschenswert, da dann die Ansprechfähigkeit
elektrisch schlechter wird.
Die Orientierungsbehandlung kann in jeder Richtung bezüglich des Elektrodenmusters auf jeder der Elektrodenbasisplatten
in Obereinstimmung mit Faktoren wie dem Gesichtsfeldwinkel vorgenommen werden und ist
nicht auf eine Orientierung parallel zu den Kanten der Elektrodenbasisplatte beschränkt, wie sie in der F i g. 2a
vorgenommen ist
Als optisch aktive Poly-cc-Aminosäuren können
solche verwendet werden, wie sie durch die allgemeine
Formel
angegeben ist, oder ein Kondensationspolymer von Prolin. In der oben angeführten allgemeinen Formel
haben die einzelnen iteichen und Gruppen folgende Bedeutung: η liegt zwischen 10 und 1O4JR ist
-CH, (Alanin)
OH
—CH-CH, (Threonin)
—CH-CH, (Threonin)
CH3
—CH-CH3 (Valin)
—CH-CH3 (Valin)
-CH2-CH-CH3 (Leucin)
-CH2OH (Serin) -CH2-CH2S-CH3 (Methionin)
—CH2-[O J—OH (Tyrosin)
-CH2-^ | Ο/ |
CH2 C- | |
Il HC |
|
J (Phenylalanin) | |
-NH (Histidin) | |
I CH |
'n
-CH1-COOH (Aspartinsäure)
—CH2CH2COOH (Glutaminsäure)
OH
—CH2-^CH-COOH (Hydroxyglutaminsäure
—CH2-^CH-COOH (Hydroxyglutaminsäure
-CH2CH2COOR' (Glutamat)
(worin R' ein Alkyl, Alkylphenyl, Phenyl oder Naphthyl
ist),
-CH2CH2CH2CH2NH2 (Lysin)
-CH2CH2CH2NH-C-NH2 (Arginin)
und C* bezeichnet ein asymmetrisches Kohlenstoffatom,
wobei entweder ein L-Isomer oder ein D-Isomer vorliegt. Da eine basische PoIy-oc-Aminosäure den
Nl-Punkt (nematische isotropische Obergangstemperatur)
in manchen Fällen bei einem Flüssigkristall erniedrigt, werden vorzugsweise saure Poly-öt-Aminosäuren
oder neutrale PoIy-ct-Aminosäuren verwendet.
Die Polymere des Alanin, Leucin, der Glutaminsäure, der Esterderivate der Glutaminsäure u. dgl. sind meist in
der α·Wendelpolymerform vorhanden, damit sie einen
hohen Polymerisationsgrad annehmen, so daß diese Formen bevorzugt werden. Außerdem bevorzugt man
die Polymere der Esterderivate der Glutaminsäure wegen ihrer ausgezeichneten Lösbarkeit.
Bei der Zubereitung einer Poly-a-Aminosäurelösung
durch Auslösen einer PoIy-«-Aminosäure in einem geeigneten Lösungsmittel wird ein solches verwendet,
das die Säure lösen und danach durch Verdunsten öd. dgl. aus der Poly-a-Aminosäure einen Film zu bilden
vermag, wobei abhängig von der jeweiligen Poly-Λ-Aminosäure
unterschiedliche Lösungsmittel verwendet werden. Es eignen sich dafür Dimethylformamid,
bimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Hexamethylphosnhnamirl,
υ-Riityrnlnrtnn. m-Cresnl. ein Hydrocarbonhalogenid
wie etwa Chloroform oder Dichlorethan und Dioxan.
Bei der Anwendung einer derartigen Lösung als Beschichtung einer Elektrodenbasisplatte wird ein ganz
gewöhnliches Beschichtungsverfahren, etwa ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Besprühen oder eine
Rotationsschleuderbeschichtung, eingesetzt.
Für die Ausbildung einer Orientierung in der Poly-a-Aminosäurefilmschicht auf der Innenseite der
jo Basisplatte mit Elektrodenfilm ist die vorherige Bildung
eines Films, der aus einem Polymer von Organosilan auf der Oberfläche der Basisplatte besteht und der die
Elektrodenfilmschicht enthält, aus folgendem Grund günstig. Da dieser Film aus einem Polymer aus einem
Organosilan wasserabstoßende Eigenschaften und elektrisch isolierende Fähigkeiten hat, können elektrische
Ladungen aus dem Elektrodenteil nicht eindringen, so daß der Verbrauch an elektrischer Energie vermindert
wird. Außerdem hat dieser Film die Wirkung, daß die Flüssigkristallschicht und der Poly-a-Aminosäurefilm
als Orientierungsmittel nicht verderben können, und sie sind dadurch in der Lage, lang andauernder Einwirkung
von elektrischer Spannung standzuhalten.
Bei der Bildung eines solchen Films aus einem .Polymer eines Organosilans auf der Oberfläche der
Elektrodenbasisplatte, die den Elektrodenfilm trägt, wird das Monomer oder das Prepolymer des Organosilans
in einem Lösungsmittel wie etwa η-Hexan, Benzol, Toluol oder Xylol aufgelöst, um eine 0,1- bis 20%ige
so Lösung zu erhalten. Diese Lösung wird als Schicht auf die Basisplatte gebracht, wobei man sich üblicher
Beschichtungsmethoden bedient, dann beispielsweise mit Hilfe von Infrarotbestrahlung erhitzt, wobei das
Organosilan polymerisiert und gleichzeitig der Film durch Ausdampfen des Lösungsmittels trocknet
Dieser Film aus einem Polymer aus Organosilan hat
eine Dicke vcn 0,01 bis 100 Micron und vorzugsweise 0,1
bis 20 Micron. Eine Filmdicke von weniger als 0,01 Micron hat praktisch keine Wirkung und macht den
ganzen Prozeß nutzlos, da dadurch die Lebensdauer der elektrooptischen Zelle nicht erhöht wird. Andererseits
ist eine Dicke von mehr als 100 Micron nicht geeignet,
da es schwierig wird, einen derartigen Film gleichmäßig aufzubringen und dann Kontrast und Wiedergabe der
Zelle verschlechtert werden.
Geeignet ist ein Organosilan oder eine Mischung aus zwei Organosilanen, die durch die allgemeine Formel
RnSDQ -.„(n = 1,2,3) wiedergegeben werden können.
In dieser Formel iüt X ein Halogen wie etwa Chlor,
eine Alkoxygruppe wie etwa eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe, eine Acycloxygrupp« wie etwa eine
Acetoxygrüppe oder eine andere liydrolisierbare Funktionalgruppe. Die Gruppe R dieser Formel
bedeutet eine gesättigte, aliphatische Hydrocarbongruppe wie etwa eine Methylgruppe oder eine
Äthylgruppe, eine ungesättigte aliphatische Hydrocarbongruppe wie etwa eine Vinylgruppe oder eine
Alkenyigruppe oder eine aromatische Hydrocarbongruppe wie eine Vinylgruppe. Diese Hydrocarbongruppen
können Gruppen sein, die durch eine ungesättigte Gruppe wie etwa eine Vinylgruppe oder eine Alkenyigruppe,
eine Hydroxylgruppe, eine Carbonylgruppe, eine Halogengruppe wie etwa Chlor, Brom oder Fluor
oder eine sonstige funktionale organische Gruppe ersetzt worden sind. Beispiele derartiger Gruppen sind
eine Chlormethylgruppe, eine y.y.y-Trifluorpropylgruppe
oder eine y-Aminopropylgruppe.
In Her obengenannten Formel knnnpn die durch X
und die Zahl (4 - n) bezeichneten Gruppen sowie die durch das R mit der Zahl π bezeichneten Gruppen
untereinander gleich oder verschieden sein.
Die P.aare von Elektrodenbasisplatten, die mit den Poly-*-Aminosäurefilmen überzogen sind, sind so
angeordnet, daß die Filme sich auf den Innenseiten befinden und daß sich ihre Orientierungsrichtungen
kreuzen. Zum Beispiel werden diese Elektrodenbasisplatten voneinander auf einem konstanten Abstand
gehalten, indem ein Abstandshalter zwischen sie gesetzt wird, und die Ränder werden miteinander verklebt und
zusammengehalten durch ein abdichtendes Material, das den Abstandshalter und/oder einen Klebstoff
enthält.
Materialien, die für das Abdichten geeignet sind, sind organische Materialien wie Polyesterharze, Epoxyharze,
Polyamidharze, Acrylharze, Polyimidharze, Polyäthylen,
Fluorharze, Vinylchloridharze, Vinylchlorid- Vinylacetatcopolymere^.poiyoi.äfinharze, Polyäthylenwachse,
microcristalline Wachse und ähnliche einfache Polymere, Copolymere und Mischungen
daraus sowie anorganische Materialien wie Glassorten mit niedrigem Schmelzpunkt. Wenn außerdem eine
elektrisch isolierende Schicht zwischengesetzt wird, können auch Materialien wie Indium und verschiedene
andere Lötsubstanzen verwendet werden.
Die Flüssigkristallsubstanz kann entweder eine einfache Substanz oder eine zusammengesetzte sein.
Die Substanz, die in ihrer Gesamtheit gesehen eine positive dielektrische Anisotropie hat (das bedeutet eine
Charakteristik, bei der die dielektrische Konstante in der Richtung der Hauptachse der Moleküle größer ist
als in der Richtung senkrecht dazu), wird verwendet. Eine einfache nematische Flüssigkristallsubstanz kann
verwendet werden mit einer positiven dielektrischen Anisotropie (genannt Np-Flüssigkristall'material) oder
eine zusammengesetzte Substanz, bei der wenigstens ein Teil ein Np-Flüssigkristallmaterial ist und wenigstens
ein Teil des nematischen Flüssigkristallmaterials eine negative dielektrische Anisotropie hat (genannt
Mn-Flüssigkristallmaterial), wobei jedoch die Substanz in ihrer Gesamtheit eine positive dielektrische Anisotropie
aufweist Eine Flüssigkristallsubstanz, die aus zwei oder mehr Bestandteilen besteht, läßt in einem
Anzeigeelement einen weiten Bereich der Arbeitstemperatur
zu, was von Vorteil isL
Beispiele von Np-Flussigkristafimateriaiien, die verwendet
werden können, sind:
Aniline:
p-Alkoxybenzylidan-p-Cyanoanilin, was durch die
allgemeine Formel
O V-CH=-N-<
O >—CN
repräsentiert wird
(R:n-CmH2m + 1, in = 1 bis 8);
(R:n-CmH2m + 1, in = 1 bis 8);
ίο p-Alkylcarboxybcnzyliden-p'-Cyanoanilin nach der
Formel
(R: H-CmH2n+I, »ι = I bis 6);
p-Alkylbenzylidcn-p'-Cyanoanilin nach der allgc-
\ti mijinen Formel
O >-CH =
R-
(R: IvCmH2,,,+,, in = 3 bis 6);
p-Cyanobenzyliden-p'-Alkoxyanilin nach der allgemeinen
Formel
NC-< O
O >—OR
(R:N-CmH,„,+|,m = I bis 8);
p-Cyanobenzylidcn-p'-Alkylanilin nach der allgemeinen
Formel:
O V-R
NC-< O
(R: n-CmH2,„ + 1, m — 3 bis 6); und
p-Alkoxybenzyliden-p'-Alkylanilin nach der allgemeinen
Formel
O V-R-.
(R1: CmH21n+1, m = I bis 6. R-,: Cm'H,m+1, m' = 3
bis 7);
j0 Biphenylverbindungen:
p-Alkyl- oder p-Alkoxy-p'-Cyanobiphenyl nach der
allgemeinen Formel
A—00V</O~NVCN
(A: CmH2n+1. OCmH21n + 1, m = 5 bis 9);
Azoxybenzole:
p-Alkyl-p'-Alkylazoxybenzol nach der allgemeinen
Formel
(R1. R2: n-CmH2m+I, m = 4 his 7):
Benzoate:
p-Cyanophenyl-p'-n-Alkylbenzoat rmch der allgemeinen
Formel
COO
(R:CmH2m + ,,/n = 3 bis 8);
p-Cyanophenyl-p'-AIkoxybenzoat nach der allgemeinen
Formel
RO-<^Ö\-COO
(R:CmH2m+I,m = 4 bis 7);
p-Alkoxyphenyl-p'-Cyanobenzoal nach der allgemeinen
Formel
NC -<. O COO -^1 O OR
(K: CmH.m + I. m = 4 bis 7|: und
p-Alkylphenyl-p-Cyanobenzoat nach der allgemeinen
Formel
NC ^x O V- COO —( O r-\
(R: CmH2.,,. m = 4 bis 8): und
(R: CmH2.,,. m = 4 bis 8): und
Azo-Verbindungen: p-Cyano-p'-Alkoxyazobenzol nach der allgemeinen
Formel
lu
15
20
25
NC-\'O^-N-N -<
O -OR
(R: VmH2mtl,m = 4 bis 7).
(R: VmH2mtl,m = 4 bis 7).
J5
Beispiele für Nn-FIüssigkristal!materialien sind p-Methoxybenzyliden-p'-n-Butylanilin und p-Ethoxybenzyliden-p'-n-Butylanilin.
Diese Materialien werden als Flüssigkristallverbindungen mit positiver dielektrischer
Anisotropie verwendet, wobei wenigstens ein Np-Flüssigkristallmaterial hinzugefügt wird, das eine
große positive dielektrische Anisotropie besitzt. Die Gleichmäßigkeit der Anfangsausrichtung dieser nematisehen
Flüssigkristallsubstanz mit positiver dielektrischer Anisotropie kann weiter verbessert werden,
indem eine optisch aktive Verbindung wie etwa eine Cholesterylverbindung oder ein Biphenylderivat, ein
Phenylbenzoatderivat, ein Benzylidenanilinderivat oder ein Azoxybenzolderivat hinzugefügt wird, das eine
optisch aktive Substanz in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die nematische Flüssigkristallsubstanz,
aufweist. Von diesen Zusatzstoffen kann ein solcher verwendet werden, durch den die schraubenförmige
Drehung, die er im Flüssigkristall einleitet, mit der Richtung der schraubenförmigen Drehung des Flüssigkristalls
selber, die diese durch die PoIy-«-Aminosäure erhält, die die Elektrodenbasisplatte bildet, erhält.
Der Poly-a-Aminosäurefilm auf den Elektrodenbasisplatten
in der elektrooptischen Zelle veranlaßt den nematischen Flüssigkristall, der eine positive dielektrische
Anisotropie aufweist, sich schraubenförmig nur in einer Richtung anzuordnen. Beispielsweise induziert das
L-Isomer eines Poly-y-Glutämats eine Anordnung des
Flüssigkristalls im Gegenuhrzeigersinn Von der Frontelektrodenbasenplattenseite
her gesehen, während das D-Isomer des Poly-y-Glutamats eine Anordnung des
Flüssigkristalls in Uhrzeigersinndrehung induziert. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Ausgangsausrichtung
des Flüssigkristalls durch Wirkung der Poly-a-Aminosäure
erreicht. Diese Gleichförmigkeit der Anfangsausrichtung wird auch durch wiederholtes
Anlegen eines elektrischen Feldes nicht beseitigt und wird über sehr lange Zeit aufrechterhalten.
Als Folge der orientierten Ausrichtung des Elektrodenplattenpaares,
deren Richtungen im Winkel zueinander stehen, hat der Flüssigkristall in der Zelle einen
schraubenförmigen Aufbau, und, wie das vorstehend beschrieben wurde, ist die Richtung der Verschraubung
durch die PoIy-ct-Aminosäure festgelegt Vorzugsweise
wird ein Winkel von 90° zwischen diesen Richtungen gebildet, was aus verschiedenen Gesichtspunkten her
günstig ist, wie etwa wegen des Gesichtsfeldwinkels, des Kontrastes und der Ansprechbarkeil usw.
Eine elektrooptische Zelle der beschriebenen Art kann als ein Teil einer mit Durchlaß arbeitenden
elektrooptischen Vorrichtung, wie etwa der in Fig. 3.
T^l tt'wiiwC I Ά Vl Ut, ■ t, LSVI UvP ClIIV SClCl iC iLjChC ZWtSCl tC Π
em Polansationsfilterpaar eingesetzt wird (das vordere
Polarisationsfilter dicht vor der vorderen Basisplatte und das hintere Polarisationsfilter dicht an der hinteren
Basisplatte) oder als Teil einer elektrooptischen Vorrichtung, die nach dem Reflexionsprinzip arbeitet
(F i g. 4), bei welcher hinter dem hinteren Polarisationsfilter ein Reflektor angebracht ist. Es ist zwar möglich,
die Polarisationsfilter, die optische Zelle und gegebenenfalls den Reflektor mit Absland zueinander anzuordnen,
doch werden diese Elemente vorzugsweise unmittelbar hintereinander mit gegenseitiger Berührung
aufgereiht.
Die elektrooptische Vorrichtung der Durchlaßtype gemäß F i g. 3 setzt sich zusammen aus einer elektrooptischen
Zelle 11 und einem Paar von Polarisationsfiltern 19 und 20. die zu beiden Seiten der Zelle 11 angeordnet
sind, und zwar sämtlich auf einer gemeinsamen optischen Achse. Die elektrooptische Zelle 11 besitzt
ein Paar von Elektrodenbasisplatten A und B, die aus
einer transparenten Basisplatte 14 und 15 bestehen, weiche auf ihren Innenflächen Elektrodenfilme 12 und
13 mit orientierten Poly-«-AminosäurefiImen 16 und 17
auf den die Elektrodenfilme 12, 13 tragenden Flächen aufweisen. Das heißt, die vordere Elektrodenbasisplatte
A und die hintere Elektrodenbasisplatte B stehen einander mit ihren Poly-ix-Aminosäurefilmen 16 und 17
zueinandergewandt gegenüber und derart, daß die Orientierungsrichtungen 21 und 22 miteinander einen
Schnittwinkel bilden, und zwischen diese Elektrodenbasisplatten A und Bist eine nematische Flüssigkristallsubstanz
18 mit positiver dielektrischer Anisotropie eingesetzt.
Die elektrooptische Vorrichtung der Reflcktionstype gemäß F i g. 4 unterscheidet sich von der vorher
beschriebenen dadurch, daß auf derselben optischen Achs« hinter das hintere Polarisationsfilter 20 koaxial
eine Reflektorplatte 25 angebracht ist.
Die Polarisationsrichtungen der Polarisationsfilter können parallel oder praktisch parallel zu den
Orieniiierungsrichtungen der benachbarten Elektrodenbasisplatten
gelegt werden, wie dies in den F i g, 3 und 4 der FiIiIl ist. Es ist aber auch möglich, die Polarisaiionsrichtuing
des einen Filters auf der einen Seite parallel und anif der anderen Seile senkrecht zur Orientierüngsrichtuing
zu stellen. In einem solchen Fall wird LichUliurchlaß durch den mit Muster versehenen Teil
der liilektrodenbasisplatte dann erreicht, wenn ein
elektrisches Feld an die Zelle gelegt ist.
Bei einer Vorrichtung der Durchlaßtype können die Polarisationsrichtungen der Polarisationsfilter zwischen
5 und 40° gegenüber den Orientierungsrichtungen der zugehörigen benachbarten Elektrodenbasisplatten geneigt
sein, wie dies Fig.5 erkennen läßt. Bei der Reflektionstype kann die Polarisationsrichtung des
hinteren Polarisationsfilters parallel oder praktisch parallel zur Orientierungsrichtung der hinteren Elektrodenbasisplatte
sein, während die Polarisationsrichtung ι ο des vorderen Polarisationsfilters einen Winkel zwischen
5 und 40° gegen die Orientierungsrichtung der vorderen Elektrodenbasisplatte einnehmen kann, wie dies F i g. 6
zeigt
Gesichtsfeldwinkel, Kontrast und Ansprechgeschwindigkcit usw. der elektrooptischen Zelle nach der
Erfindung sind verbessert, auch wenn die Polarisationsrichtung eines Polarisationsfilters parallel oder im
wesentlichen parallel zur Orientierungsrichtung einer Elektrodenbasisplatte liegt, aber insbesondere, wenn die
Polarisationsrichtung eines Polarisationsfilters gegen die Orientierungbrichturig einer Elektrodenbasisplatte
in der beschriebenen Weise angestellt ist, sind die an früherer Stelle genannten Eigenschaften erheblich
verbessert
Die Art und Weise der Verwendung zweier bevorzugter Typen von elektrooptischen Zellen soll nun
im einzelnen beschrieben werden. Es soll zunächst die erste elektrooptische Vorrichtung vom Durchlaßtyp
betrachtet werden, die eine elektrooptische Zelle 11 mit
einer Frontelektrodenbasisplatte A und einer rückwärtigen Elektrodenbasisplatte B aufweist sowie ein Paar
von Polarisationsfiltern 19 und 20, die außen auf diese beiden £lektrodenbasisplatten A und B zur selben
optischen Achse angeordnet sind, wie dies F i g. 5 zeigt. Die vordere Elektrodenbasisplatte A ist in Richtung der
Z-Achse orientiert, während die hintere Elektrodenbasisplatte β eine dazu senkrechte Ausrichtung in der
y-Achse aufweist.
Die Polarisationsrichtung 23 des vorderen Polarisationsfilters 19 ist um einen Winkel zwischen 5 und 40° im
Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gegenüber der Z-Achese in der KZ-Ebene gedreht. Desgleichen ist
die Polarisationsrichtung 24 des hinteren Polarisationsfilters 20 um einen Winkel zwischen 5 und 40° im
Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gegen die K-Achse in der KZ-Ebene gedreht.
Es ist ein Verdrehungswinkel im Bereich von 10 bis 20° günstig, wobei man sich am liebsten in der Nähe von
15° bewegt. Es hat sich außerdem herausgestellt, daß bei
einem Anstellwinkel der Polarisationsrichtung von wenigstens eines Polarisationsfilters unter 5° in bezug
auf die Orientierungsrichtung der benachbarten Elektrodenbasisplatte kein bemerkenswerter Effekt mehr
gegenüber dem Fall festzustellen ist, bei welchem Orientierungsrichtung und Polarisationsrichtung zusammenfallen.
Andererseits ist ein Anstellwinkel von mehr als 40° nicht erstrebenswert, da dann Interferenzfarben
von Rot bis Grün auftreten können, die durch eine geringfügige Ungleichförmigkeit des Spaltes
zwischen der vorderen und der hinteren Elektroden· platte A bzw. Sin der Zeit auftreten können, wenn kein
elektrisches Feld angelegt ist Darüber hinaus könnte festgestellt werden, daß es erstrebenswert isi, die Größe
der Anstellwinkel zwischen den Polarisationsrichtungen und den Orientierungsrichtungen auf beiden Seiten
praktisch gleich zu machen.
Die zweite bevorzugte Art der Verwendung der elektrooptischen Zelle ist die in einer elektrooptischen
Vorrichtung vom Reflektionstyp, wie sie in der F i g. 6 dargestellt ist Diese Vorrichtung weist eine elektrooptische
Zelle 11 mit vorderer und hinterer Elektrodenbasisplatte A bzw. B, einem Paar Polarisationsfiltern 19
und 20 auf den Außenseiten der Elektrodenbasisplatten und zusätzlich eine Reflektorplatte 25 hinter dem
hinteren Polarisationsfilter 20 auf, die der Rückseite der hinteren Elektrodenbasisplatte S gegenübersteht
F i g. 6 läßt erkennen, daß die vordere Elektrodenbasisplatte A in der Z-Achse orientiert ist während die
hintere Elektrodenbasisplatte B senkrecht zur Z-Achse in der K-Achse orientiert ist Die Polarisationsrichtung
23 des vorderen Polarisationsfilters 19 vor der vorderen Elektrodenbasisplatte A, die in der Z-Achse orientiert
ist ist dagegen um einen Winkel zwischen 5 und 40° im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn relativ zur
Z-Achse in der KZ-Ebene angestellt Die Polarise iionsrichtung
24 des hinteren Polarisationsfilters 20, der an die hintere Elektrodenbasisplatte B angrenzt welche
selbst in der K-Achsenrichtung orientiert ist fällt dagegen direkt oder praktisch auch in die Richtung der
y-Achse.
Die Reflektorplatte 25 hat vorzugsweire die Gestalt einer dünnen Folie oder Platte aus Metall wie etwa
Aluminium, Gold, Kupfer oder Zinn mit einer diffus und unregelmäßig reflektierenden Oberfläche. Eine solche
diffus reflektierende Oberfläche kann durch Sandstrahlen, Ätzen, Heißverkleben von kleinen Glasperlen oder
Aufdampfen eines Materials wie etwa S1O2 erhalten werden. Es ist dabei auch möglich, die Reflektionsfläche
in einer bestimmten Farbe einzufärben, indem diesem Material ein Pigment beigegeben wird. Die diffus
reflektierende Fläche kann auch unter Verwendung eines Metallspiegels erhalten werden, auf den eine
Schicht Milchglas oder Eisglas aufgelegt wird. Diese Schicht befindet sich dann zwischen der reflektierenden
Fläche des Metallspiegels und dem Polarisationsfilter 20.
Die Winkelanstellung der Polarisationsrichtung des vorderen Polarisationsfilters 19 beträgt vorzugsweise
10 bis 20°, wobei sich ein Wert in der Nähe von 15° als
besonders günstig erwiesen hat. Es hat sich auch hier gezeigt, daß ein Winkel zwischen Polarisationsrichtung
23 des vorderen Polarisationsfilters 19 und der Orientierungsrichtung 21 der vorderen Elektrodenbasisplatte
A von weniger als 5° keinen bemerkenswerten Effekt mehr gegenüber der Situation erbringt, bei dem
die Richtungen zueinander parallel sind, wenn dann ein elektrisches Feld angelegt wird. Änderet .,eits ist ein
Winkel größer als 40° leicht Anlaß zu unerwünschten Interfer^nzfarben von Rot bis Grün, was durch leichte
Ungleichförmigkeit ues Spaltes zwischen der vorderen und der hinteren Elektrodenbasisplatte A bzw. B sein
kann, und zwar dann, wenn kein elektrisches Feld angelegt ist. Weiter konnte festgestellt werden, daß eine
größere Abweichung der Polarisationsrichtung 24 des hinteren Polarisationsfilters 20 von der Orientierungsrichtung 22 der hinteren Elektrodenbasisplatte B vom
parallelen Zustand nicht wünschenswert ist, da dann Färberscheinungen auftreten können, wenn kein elektrisches
Feld anliegt.
Be! beiden Typen der elektrooptischen Vorrichtung
gen des vorstehend beschriebenen Aufbaus kann der Gesichtsfeldwinkel, der Kontrast und die Ansprechgeschwindigkeit
stark verbessert werden, wenn zwischen den Orientierungsrichtungen entweder beider Elektrodenplatten
A und Bund den zugehörigen Polarisations-
richtungen der angrenzenden Polarisationsfilter oder auch bei einem dieser Paare nicht Obereinstimmung
herrscht Diese Erscheinung konnte bei herkömmlichen elektrooptischen Zellen, bei denen keine Poly-«-Aminosäurefilmschicht
auf den Elektrodenbasisplatten verwendet wird, nicht beobachtet werden.
Diese Erscheinung kann bedingt sein durch eine starke gegenseitige Einwirkung zwischen den Poly-a-Aminosäurefilmen
und der Flüssigkristallsubstanz und dadurch, daß zwischen den Orientierungsrichtungen des
Poly-a-Aminosäurefilms und der Ausrichtung der Moleküle des Flüssigkristalls keine Obereinstimmung
herrscht Genauer gesagt kann diese Erscheinung auf die Kombination eines Effekts zurückzuführen sein, bei
welchem als Folge einer Zerstörung der schraubenförmigen Struktur infolge der erneuten Ausrichtung der
Moleküle des Flüssigkristalls in dem Augenblick, wo ein elektrisches Feld angelegt wird, das Licht das hintere
Polarisationsfilter 20 erreicht, ohne daß seine Schwingungsebene gedreht wird, und als Folge einer selektiven
Streuungserschetnung aufgrund der Drehung der Moiekularachsen der Flüssigkeitsmoieküie in der Nahe
der Elektrodenflächen aufgrund einer starken gegenseitigen Wirkung zwischen den Poly-a-Aminosäurefilmen
und den Flüssigkristallmolekülen, wodurch Kontrast und Gesichtsfeldwinkel verbessert werden.
Darüber hinaus konnte noch festgestellt werden, daß die Wirksamkeit der beiden Typen von elektrooptischen
Vorrichtungen gesteigert werden kann, wenn der Winkel, in dem die Polarisationsrichtung angestellt ist
unter Beachtung der Richtung der schraubenförmigen Verdrehung der ."".üssigkeitskristalle in der Zelle, welche
durch die Po!y-a-Arrlino'äure U2rvorgerufen wird,
eingestellt wird. Bei der Dur^hlaßtype ist die Wirksamkeit
dann ausgezeichnet, wenn die Pr 'arisationsrichtung
23 des Frontpolarisationsfilters 19 in derselben Richtung
angestellt ist, in der auch die schraubenförmige Verdrehung der Flüssigkristalle aufgrund der verwendeten
Poly-a-Aminosäure erfolgt, während die Polarisationsrichtung 24 des hinteren Polarisationsfilters 20 in
der Gegenrichtung angestellt sein sollte. Bei der Reflektionstype ist die Wirkung dann ausgezeichnet,
wenn die Polarisationsrichtung 23 des vorderen Polarisationsfilters 19 in derselben Richtung angestellt
ist, in der auch die schraubenförmige Verdrehung der Flüssigkristallmoleküle aufgrund der verwendeten Polya-Aminosäure
erfolgt.
Dies soll nun in Verbindung mit den Diagrammen der F i g. 7 bis 10 betrachtet werden. Zunächst bedeuten die
Diagramme der Fig. 7 und 8 Endansichten der elektrooptischen Vorrichlung gemäß F i g. 5, wie sie der
Beobachter 10 in Richtung der X-Achse bekommt, während die Fig.9 und 10 vergleichbare Endansichten
der elektrooptischen Vorrichtung nach F i g. 6 ebenfalls vom Beobachter 10 aus in Richtung der X-Achse sind,
wobei alle F i g. 7 bis 10 die Beziehungen zwischen den
Orientierungsrichtungen 21 und 22, welche Elektrodenbasisplattenpaare A und B haben, und den Polarisationsrichtungen 23 und 24 der Polarisationsfilterpaare 19 und
20 angeben. Die vollausgezogene Linie 21 bezeichnet die Orientierungsrichtung 21 der vorderen Elektrodenbasisplatte
A; die gestrichelte Linie 22 ist die Orientierungsrichtung der hinteren Elektrodenbasis^
platte B; die strichpunktierte Linie 23 steht für die Polarisationsrichtung 23 des Vorderen PoIarisationsfiU
ters 19; und die strichpunktierte Linie mit zwei Punkten
24 deutet die Polarisationsrichtung 24 des hinteren Polarisationsfilters 20 an.
Außerdem ist mit 26 die Richtung bezeichnet in welcher die Polarisationsrichtung 23 des vorderen
Polarisationsfilters 19 aus der Orientierungsrichtung 21 der vorderen Elektrodenbasisplatte A herausgedreht ist
wobei der Winkel φ der Neigungs- oder Drehwinkel im Bereich von 5 bis 40° ist Mit 27 ist die Richtung
bezeichnet in der die Polarisationsrichtung 24 des hinteren Polarisationsfilters 20 gegenüber der Orientierungsrichtung
22 der hinteren Elektrodenbasisp'atte B bei der Durchlaßtypenvorrichtung verdreht ist wobei
wiederum der Winkel φ' der Verdrehungswinkel ist der zwischen 5 und 40° liegt Im vorliegenden Fall ist die
Zielrichtung der Winkel φ und φ' dann positiv (+), wenn
sie eine Drehung in Uhrzeigerrrichtung anzeigen, und negativ (-), wenn sie die Drehung im Gegenuhrzeiger-Sinn
anzeigen, jeweils vom Beobachter 10 aus gesehen. Zusätzlich bezeichnet die Ziffer 28 die Richtung der
Schraubendrehung des Flüssigkristalls, die durch die Poly-a-Aminosäure hervorgerufen wird.
Die F i g. 7 und 9 stellen wünschenswerte Formen für den Fall dar, daß eine Substanz verwendet wird, die im
Flüssigkristall eine Schraubenrichtung im Gegenuhrzeigersinn hervorruft wie dies bei einem L-Isomer eines
Poly-y-Glutamats beispielsweise der Fall ist Die F i g. 8
und 10 zeigen anzustrebende Formen für den Fall einer Schraubenverdrehung im Uhrzeigersinn des Flüssigkristalls,
was beispielsweise ein D-Isomer eines Poly-y-Glutamats
als Poly-a-Aminosäure hervorruft
Aus der Beschreibung wird deutlich, daß es möglich ist in einer elektrooptischen Zelle nach der Erfindung eine Vergleichmäßigung der Anfangsausrichtung des Flüssigkristalls in der Zelle durch die Wirkung des Poly-a-Aminosäurefilms auf den Elektrodenbasisplatten zu erzielen. In einer elektrooptischen Vorrichtung, in der Polarisationsfilter und eine Reflektorplatte mit derartigen Zellen kombiniert sind, kann dann eine äußerst gute Leistung im Zusammenwirken mit dem Einfluß der Poly-a-Aminosäure dadurch erzielt werden, daß die Polarisationsrichtungen der Polarisationsfilter entsprechend angestellt werden. Da» über hinaus kann diese Wirkung noch verbessert werden, indem in Übereinstimmung mit der Charakteristik der verwendeten Poly-a-Aminosäure die Richtung, in der die Polarisationsfilter angestellt sind, nach den Orientierungsrichtungen der Elektrodenbasisplatten variiert werden.
Aus der Beschreibung wird deutlich, daß es möglich ist in einer elektrooptischen Zelle nach der Erfindung eine Vergleichmäßigung der Anfangsausrichtung des Flüssigkristalls in der Zelle durch die Wirkung des Poly-a-Aminosäurefilms auf den Elektrodenbasisplatten zu erzielen. In einer elektrooptischen Vorrichtung, in der Polarisationsfilter und eine Reflektorplatte mit derartigen Zellen kombiniert sind, kann dann eine äußerst gute Leistung im Zusammenwirken mit dem Einfluß der Poly-a-Aminosäure dadurch erzielt werden, daß die Polarisationsrichtungen der Polarisationsfilter entsprechend angestellt werden. Da» über hinaus kann diese Wirkung noch verbessert werden, indem in Übereinstimmung mit der Charakteristik der verwendeten Poly-a-Aminosäure die Richtung, in der die Polarisationsfilter angestellt sind, nach den Orientierungsrichtungen der Elektrodenbasisplatten variiert werden.
Die elektrooptische Zelle gemäß der Erfindung ist bei
einem Einsatz für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Feldeffekttype anf zahlreichen Gebieten äußerst gut
brauchbar wie etwa für elektronische Tischrechner, verschiedenste Arten von Uhren und Zeitmessern, Zähl-
und Anzeigetafeln.
F.s werden nun einige spezielle Beispiele aus der Praxis aufgezeigt und beschrieben. Die in der folgenden
Beschreibung angegebenen Mengen in den Einheiten von Teilen sind Gewichtsteile. Außerdem sind die bei
dem Beispiel angegebenen Werte der Wechselspannung in allen Fällen Effektivwerte.
Glasplattenelektroden, die eine Schicht Zinnoxyd durch Aufdampfen erhalten haben, wurden gewaschen
und danach durch Tauchen mit einer l°/oigen Lösung eines Poly-y-Methyl-D-Glutamats beschichtet (als Lösung
würde Verwendet 1,2'Dichloräthan : Perchloräthylen
= 7 :3). Die Glasplatten wurden mit dieser Schicht darin erhitzt und getrocknet. Ein Paar dieser Glasplat*
ten, die als Elektroden dienen sollten, wurden durch
Reiben in einer bestimmten Richtung mit einem Gewebestück orientiert
Als nächstes wurde ein mikrokristallines Wachs, in das 250 Teile Aluminiumoxyd bei 100 Teilen Harz
eingemischt wurde, erhitzt und geschmolzen und im Seidensiebdruck auf die zu versiegelnden Teile der
Glasplattenpaare aufgebracht, wodurch dann die Elektrodenbasisplatten A und B erhalten wurden, die
anschließend m.i den von der Poly-a-Aminosäurefilmschicht
bedeckten Seiten auf der Innenseite und gegeneinandergerichtet miteinander fest verbunden
wurden, wobei die Orientierungsrichtungen aufeinander senkrecht standen.
Es wurde nun eine Mischung einer nematischen Flüssigkristallsubstanz in den Spalt zwischen die
Glasplatten durch eine Eingußöffnung, die zuvor freigelassen wurde, eingebracht, woraufhin die Eingußöffnung dann mit einem Epoxydharz dicht verschlossen
wurde, so daß die elektrooptische Zelle (i) fertig war. Als Flüssigkristallsubstanz diente eine Mischung aus 50
Teilen p-rvieihoxybenzyüden-p'-n-Buiyianiiin, 50 Teilen
p-Ethoxybenzyliden-p'-n-Butylanilin, 60 Teilen p-n-Propoxybenzyüden-p'-Cyanoanilin
und 50 Teilen p-E-Amylbenzyliden-p'-Cyanoaniün.
Zusätzlich wurde eine weitere gemischte Flüssigkristallsubstanz hergestellt, indem 0,02 g eines (+ )-p-Isoamyloxy-p'-Cyanobiphenyl
zu 10 g der vorstehend beschriebenen nematischen Flüssigkristallsubstanz hinzugefügt
wurde, womit dann in derselben Weise wie vorstehend die elektrooptische Zelle (H) hergestellt
wurde.
An den entsprechenden gegenüberliegenden Enden jeder optischen Zelle (i) und (H) wurde mit einer
Winkelausrichtung in der Weise, daß die Polarisationsrichtungen der Polarisationsfilter parallel zu den
Orientierungsrichtungen der angrenzenden Elektrodenbasisplatten lagen, ein Paar Polarisationsfilter angebracht.
Auf diese Weise entstanden zwei elektrooptische Vorrichtungen. Diese elektrooptischen Vorrichtungen
mit der· Zellen (i) und (H) hatten beide gleiche Ausrichtung und ausgezeichneten Kontrast, Gesichtsfeldwinkel
und dauerhaft gleiche Orientierung. Zahlreiche charakteristische Werte dieser Vorrichtungen (i)
und (H) wurden gemessen, wobei sich folgende Werte ergaben:
Kontrast: 1 : 40
GesichtsfelJwinkel (Grad). 65
Verteilung der Durchlässigkeit 83
(Durchlässigkeit an drei beliebigen
Punkten der Zelle) (%)
42
65
83
83
Uii) | Nach einem | |
Monat | ||
5 Kontrast | 1 :25 | - |
Gesichtsreldwinke! (Grad) | 40 | - |
Durchlässigkeitsverteilung (%) | 73 | 34 |
79 | 37 | |
76 | 54 |
Im Vergleich dazu wurde keine wesentliche Veränderung der Eigenschaften der elektrooptischen Vorrichtung
(i) und (H) festgestellt, nachdem diese denselben Dauerbetrieb hinter sich hatten.
Die Durchlässigkeitswerte wurden mit einem Densitometer gemessen. Die Helligkeit des durch das
Polarisationsfilterpaar bei paralleler Polarisationsrichtung hindurchgetretene Licht wurde zu 100% angenommen.
Außerdem ist als Kontrast das Verhältnis der Durchlässigkeit bei angelegtem Feld gegenüber dem
Wert ohne elektrisches Feld angegeb... Der Gesichtsfcidwiflkdi
ISi der Winkel bei auf einer horizontalen
Platte angeordneten elektrooptischen Zelle zwischen der vertikalen Richtung der Zelle und dem Grenzwinkel,
bei dem die Anzeige noch sichtbar ist, bei angelegter Spannung.
Bei den folgenden Beispielen sind die Messungen in derselben Weise ausgeführt.
Es wurde dann eine Zelle ^hergestellt, wobei für die
Elektroden Glasplatten verwendet wurden, die lediglich durch Reiben orientiert wurden und keine PoIy-a-Aminosäureschicht
trugen. Die Vorrichtung aus dieser Zelle (Hi) hatte nur einen schlechten Kontrast und keinen
guten Gesichtsfeldwinkel, was durch die untenstehenden Meßwerte dokumentiert wird, wobei vor allem nach
einem Monat kontinuierlichen Gebrauchs bei einer Spannung von 10 V, einer 32-Hz^Sinuswechselspannung
die Orientierung verschwunden war.
Glasplatten für Elektroden wurden mit Indiumoxyd bedampft, gewaschen und danach mit einer 0,5%igen
Dimethylformamid-Lösung eines Poly-L-Alanin beschichtet.
Diese Platten wurden dann durch Erhitzen in Vakuum getrocknet. Durch Reiben mit einem Gewebe
in einer Richtung wurden diese Glasplatten dann orientiert. Die so behandelten Glasplatten wurden
paarweise miteinander verklebt, wobei dh mit dem Poly-a-Aminosäurefilm beschichteten Flächen auf der
Innenseite einander gegenüberstanden und ihre Orientiert .igsrichtungen einen rechten Winkel miteinander
einnahmen. Die Dichtungsbereiche erhielten heißschmelzenden Nylonfilm von 30 Micron Dicke, wobei
sie dann durch Pressen in der Hitze aufeinandergeklebt wurden. Eine nematische Flüssigkristallmischung aus 50
Teilen p-Methoxybenzyliden-p'-n-Butylanilin, 50 Teilen
p-Ethoxybenzyliden-p'-n-Butylanilin und 5 Teilen
p-n-Propylbenzyliden-p'-Cyanoanilin wurde in den
Spalt zwischen den beiden Platten durch eine freigelassene Eingußöffnung eingegossen und diese
Öffnung danach mit einem Epoxydharz verschlossen. Auf diese Weise wurde eine elektrooptische Zelle (iv)
hergesfe'lt
Eine weitere Flüssigkristallsubstanz wurde hergestellt, indem zu der vorstehend beschriebenen auf H>g
0,02 g eines (-)-Cholesterylnonanoat hinzugefügt wurde, was dann eine elektrooptische Zelle (v) ergab. Auf
die einander gegenüberliegenden Enden der elektrooptischen Zellen (iv) uid (v) wurde ein Polarisationsfilterpaar
aufgebracht, wobei die Winkelausrichtung so vorgenommen wurde, daß die Polarisationsrhhtung
dieser Filter parallel zu den jeweiligen unentierunjjsrichtungen
der benachbarten Elektrodenbasisplatfcen
war. Schließlich wurde eine Aluminiumreflektorplatte, auf die durch Aufdampfen SiO abgelagert worden war,
an der Außenseite des hinteren Polarisationsfilters angeordnet, d. h. an der Seite, die der hinteren
Elektrodenbasisplatte abgewandt liegt. Auf diese Weise
wurde eine elektrooptisch Vorrichtung hergestellt.
Die elektrooptischen Vorrichtungen (iv) und (v) hatten sehr gleichmäßige Ausrichtung und ausgezeichnete
Charakteristiken des Kontrastes von 1 :50 und einen Gesichtsfeldwinkel von mehr als 70° bei 6 V,
32 Hz Sinuswechselspannung. Außerdem wurden diese Vorrichtungen auf 70° erwärmt und dann auf Raumtemperatur
abgekühlt, wobei sich erwies, daß die Gleichmä ßigkeit der Ausrichtung und die ausgezeichneten
Eigenschaften, die sie vor dem Erhitzen hatten, erhalten blieben.
Vier elektrooptische Zellen (A), (B), (C) und (D), die
sämtlich der Zelle (i) des Beispiels 1 gleich sind, wurden hergestellt. Auf Vorder- und Rückseite jeder Zelle
wurden Front- und Rückseiten-Polarisationsfilter an-
(LösuTigssystem, 1,2-Dichloräthan : Perchloräthylen =
7 :3). Die so beschichteten Glasplatten werden danach erhitzl und getrocknet. Ein Paar dieser Platten, die als
Elektroden verwendet werden sollen wurden durch Reiben mit einem Gewebe in einer einzigen Richtung
orientiert.
Als nächstes wird ein heißschmelzender Polyesterfilm mit einer Dicke von 15 Micron auf die Abdichtutigsbereiche
aufgebracht und ein Paar dieser Glasplatten als Elektroden dann durch Heißpreßverfahren miteinander
verbunden, wobei die Orientierungsrichtungen zueinander
einen rechten Winkel bilden und sich die Poly-a-Aminosäurefilmschichten auf den einander zugewandten
Innenflächen befinden.
Danach wird ein nematischer Flüssigkristall zwischen die Elektrodenplatten eingebracht, wobei dieser Flüssigkristall
folgendermaßen zusammengesetzt ist: 40 Teile p-Methoxybenzyliden-p'-n-Rutylanilin, 60 Tei:-
geordnet mit AnsieiiwiriKein ψ unu ψ inref jeweiligen
Polarisationsrichtungen, bezogen auf die Orientierungsrichtung der vorder- bzw. rückseitigen Elektrodenbasisplatten,
wobei die Anstellwinkel φ und φ' der vier Zellen folgendermaßen war.
(A)
(C)
(D)
Φ (Grad)
Φ (Grad)
Φ (Grad)
-20
-20
-20
-20
+20
+20
+20
+20
+20
-20
damit wurden vier unterschiedliche elektrooptische Vorrichtungen erhalten.
rv: !„i.i _.:„„u«„ \/„—:„u<..„„„„ /a\ /n\..„A fr\
rv: !„i.i
L/tu b».ivi
hatten Kontraste zwischen 1 :40 und 1 :45 und Gesichtsfeldwinkel im Bereich von 65 bis 70° bei 6 V,
32 Hz Sinuswechselspannung. Die Vorrichtung (D) hatte die ausgezeichneten Eigenschaften von 1 :70 beim
Kontrast und 75° Gesichtsfeldwinkel.
Eine der beschriebenen Zelle (iv) des Beispiels 2 identische Zelle erhält vorn und hinten je ein vorderes
bzw. hinteres Polarisationsfilter, wobei die Polarisationsrichtung des vorderen Polarisationsfilters mit
einem Winkel φ von +15° relativ zur Orientierungsrichtung
der vorderen Elektrodenbasisplatte angestellt wird, während die Polarisationsrichtung des hinteren
Polarisationsfilters parallel zur Orientierungsrichtung der hinteren Elektrodenbasisplatte gestellt wird. Zusätzlich
wird an der Außenseite des hinteren Polarisationsfilters eine Aluminiumreflektorplatte, auf die SiO
aufgedampft wurde, angeordnet, womit eine elektrooptische Vorrichtung (E) erhalten wird. Eine weitere
elektrooptische Vorrichtung (F) ist der vorstehend genannten Vorrichtung (E) gleich mit der Ausnahme,
daß der Anstellwinkel φ —15° ist Die elektrooptische
Vorrichtung (E) hat bei 6 V, 32 Hz Sinuswechselspannung einen Kontrastwert von 1 :50 und einen
Gesichtsfeldwinkel von 72°, während die Vorrichtung (F) die ausgezeichneten Werte von 1 :80 für den
Kontrastund 80° Gesichtsfeldwinkel aufweist
Glasplatten für Elektroden, auf die Indiumoxyd durch Aufdampfen niedergeschlagen wurde, wurden gewaschen
und danach mit einer l°/oigen Lösung von
Poly-y-Methyl-L-GIutamat getaucht und beschichtet
p-UllM.iAjrucilijrilucil-μ -il-LJUiyiaiiufii, tv ΐιιΐί p-ii-t/uioxyphenyl-p'-Cyanobenzoat
und 10 Teile p-n-Pentoxyphenyl-p'-Cyanobenzoat Die Eingußöffnung wird daraufhin
verschlossen, so daß die elektrooptische Zelle fertig ist.
Auf die Außenseite der I rontelektrodenbasisplatte diestr elektrooptischen Zelle wird ein vorderer Polarisationsfilter so aufgebracht, daß seine Polarisationsrichtung gegenüber der Orientierungsrichtiing der Frontdek vodenbasisplatte in derselben Richtung verdreht ist, wie die im Flüssigkristall durch die Poly-dt-Aminosäurefilme hervorgerufene Schraubenverdrehung, d. h., um einen Winke! vor —15° (= φ). Außerdem wird an der Rückseite der hinteren Elektrodenbasisplatte ein hinteres Polarisationsfilter so
Auf die Außenseite der I rontelektrodenbasisplatte diestr elektrooptischen Zelle wird ein vorderer Polarisationsfilter so aufgebracht, daß seine Polarisationsrichtung gegenüber der Orientierungsrichtiing der Frontdek vodenbasisplatte in derselben Richtung verdreht ist, wie die im Flüssigkristall durch die Poly-dt-Aminosäurefilme hervorgerufene Schraubenverdrehung, d. h., um einen Winke! vor —15° (= φ). Außerdem wird an der Rückseite der hinteren Elektrodenbasisplatte ein hinteres Polarisationsfilter so
niigvutauiit, uau 3\.!iiu t uiai laatiuiioi !t-iituug gi.gv.il viiv.
Orientierungsrichtung der hinteren Elektrodenbasisplatte in entgegengesetzter Richtung zur schraubenförmigen
Verdrehung verdreht ist, d. h. um einen Winkel von +15° (= φ'). Auf diese Weise ist eine elektrooptische
Vorrichtung des Durchlaßtyps hergestellt
Die so erhaltene elektrooptische Vorrichtung hat eine gleichmäßige Ausrichtung und ausgezeichnete Eigenschaften
bezüglich Kontrast von 1 :70 und Gesichtsfeldwinkel von 75° bei 5 V. Wenn darüber hinaus diese Zelle
auf 80°C erhitzt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, stellte sich heraus, daß die Gleichmäßigkeilt
der Orientierung und die guten Eigenschaften von den Werten vor dem Erhitzen nicht abgiebig waren.
Die Fläche sämtlicher Abdichtungsbereiche der Paare von Glasbasisplatten wurden mit Fluorwasserstoffsäure
aufgerauht, und anschließend wurde Indiumoxyd durch Aufdampfen mit gewöhnlicher Technik auf
den Basisplatten niedergeschlagen, wodurch ein Elektrodenfilm entstand. Die so erhaltenen Glasplatten
wurden dann gewaschen und eingetaucht und mit einer l°/oigen Lösung (mit Chloroform als Lösungsmittel)
eines Poly-y-Benzyl-D-Glutamat beschichtet Durch
Erhitzen wurden die Platten dann getrocknet Eine Orientierung erhielten die Platten durch Reiben in einer
Richtung mit einem Gewebe-Ais nächstes wird eine thermisch auswertende
Acrylfarbe, die mit 200 Teilen wasserfreiem Kupfersulfat,
bezogen auf 100 Teile Harz, vermischt ist, durch Siedensiebdruck an den Dichtungsbereichen der Glasplatten
aufgedruckt Das Glasplattenpaar für die Elektroden wurde dann mit den Orientierungsrichtun-
gen im rechten Winkel zueinander und mit ihren PolyOc-Aminosäurefilmen auf den einander zugewandten
Seilen thermisch miteinander Verklebt und fixiert.
Danach kont.Tit in den Spalt zwischen diese Platten
ein nematischer Flüssigkristall mit folgender Zusammensetzung:
20 Teile p-Methoxybenzyliden-p'-n-Butylanilin,
»0 Teile p-Ethoxybenzyliden-p'-n-Bulylanilin,
4Ό Teile n-Hexyloxybenzyliden-p'-n-Butylaniln,
15Teile p-n-Butoxyphenyl-p'-Cyanobenzoat, 15 Teile p-n-Heptyloxyphenyl-p'-Cyanobenzoat und
»0 Teile p-Ethoxybenzyliden-p'-n-Bulylanilin,
4Ό Teile n-Hexyloxybenzyliden-p'-n-Butylaniln,
15Teile p-n-Butoxyphenyl-p'-Cyanobenzoat, 15 Teile p-n-Heptyloxyphenyl-p'-Cyanobenzoat und
1 Teil Choleslerylacetat,
wonach die Eingießöffnung dann verschlossen wird. Die elektrooptische Zelle ist damit fertig. Auf die vordere
Elektrodenbasisplatte dieser elektrooptischen Zelle wird ein vorderes Polarisationsfilter gesetzt, dessen
Polarisationsrichtung gegenüber der Orientierungsrichtung der vorderen Elektrodenbasisplatte derselben
Richtung verdreht ist, wie die schraubenförmige Verdrehung, welche durch die Poly-a-Aminosäurefilme
im Flüssigkristall hervorgerufen wird, d. h., das Polarisationsfilter
wird in einem Winkel von +20° (= φ) gegen die Orientierungsrichtung verdreht. Außerdem wird ein
Polarisationsfilter auf der Außenseite der hinteren Elektrodenbasisplalte dieser elektrooptischen Zelle
angebracht, wobei Polarisationsrichtung und Orientierungsrichtung der hinteren Elektrodenbasisplatte in
eine Richtung fallen. Eine Reflektorplatte, die von einer mattierten Kupferplatte gebildet wird, wird hinter das
hir'ere Polarisationsfilter gesetzt, d.h. auf die Fläche, die bezüglich des Polarisationsfilters der hinteren
Elektrodenbasisplatte gegenüberliegt. Somit ist eine p.lplftrnnnti«;php Vnrrirhtiina upmäR Hpr FrfinHiinCT
—,. . _.. σ σ
_—. ..σ
hergestellt.
Die oben beschriebene elektrooptische Zelle hatte eine gleichmäßige Ausrichtung und ausgezeichnete
Eigenschaften, nämlich eine Kontrast von 1 :80 und einen Gesichtsfeldwinkel von mehr als 80°. Außerdem
konnte die Zelle nach Erhitzen auf 800C und Abkühlen auf Raumtemperatur die Gleichmäßigkeit der Ausrichtung
ohne Veränderung beibehalten.
24
Beispiel 7
Beispiel 7
Glasplatten für Elektroden, auf denen Indiumoxyd durch Aufdampfen niedergeschlagen worden war,
wurden gewaschen und dann durch Eintauchen mit einer 0,1% Dimethylsulfoxidlösung eines Poly-L-Leucin
beschichtet und danach erhitzt und getrocknet. Die Glasplatten für ein Paar wurden durch Reiben mit
einem Gewebe in einer Richtung orientiert. Danach wurden je zwei Glasplatten mit der Poly^a-Aminosäureschicht
gegeneinander zusammengesetzt. Die zwei Glasplatten wurden dann verklebt und fixiert, wie dies
beim Beispiel 3 bereits geschehen ist, wobei ihre Orienlierungsrichtungen einen Winkel von 45° miteinander
einnahmen.
Anschließend wurde zwischen die Platten ein nematischer Flüssigkristall der nachstehenden Zusammensetzung
eingegossen:
40 Teile n-Methoxybenzyliden-p'-Butylanilin.
60 Teile p-Ethoxybenzyliden-p'-n-Butylanilin,
20 Teile n-Butoxyphenyl-p'-Cyanobenzoat,
10 Teile p-n-Amyloxyphenyl-p'-Cyanobenzoat Und 5 Teile n-Propyibenzyliden-p'-Cyanoanilin,
woraufhin die Eingußöffnung dann mit einem Epoxydharz verschlossen wird. Damit ist die elektrooptische Zelle fertiggestellt.
60 Teile p-Ethoxybenzyliden-p'-n-Butylanilin,
20 Teile n-Butoxyphenyl-p'-Cyanobenzoat,
10 Teile p-n-Amyloxyphenyl-p'-Cyanobenzoat Und 5 Teile n-Propyibenzyliden-p'-Cyanoanilin,
woraufhin die Eingußöffnung dann mit einem Epoxydharz verschlossen wird. Damit ist die elektrooptische Zelle fertiggestellt.
Als nächstes werden zwei Polarisationsfilter so auf den Außenseiten angebracht, daß ihre Polarisationsrichtungen
jeweils mit den Orientierungsrichtungen der ihnen benachbarten Elektrodenbasisplatten übereinstimmen.
Dies ergibt eine elektrooptische Vorrichtung des Durchlaßtyps. Außerdem wird eine Reflektorplatte
aus durch Sandstrahlen mattiertem Aluminiumfilm auf der Außenseite des hinteren Polarisationsfilters angebracht,
so daß eine elektrooptische Vorrichtung des Reflektionstyps nunmehr vorliegt.
Die beschriebene elektrooptische Vorrichtung hatte eine gleichmäßige Ausrichtung und einen Kontrast von
1 :30 sowie einen Gesichtsfeldwinkel von 50° bei 6 V,
30 Hz Sinusspannung als Durchlaßtyp und einen Kontrast von 1 :30 und einen Gesichtsfeldwinkel vorr
55°, wenn sie als Reflektionstyp ausgebildet war.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (15)
1. Elektrooptisch^ Vorrichtung mit einer Zelle, die
in einem optischen Strahlengang eine vordere und ι
eine hintere transparente Elektrodenbasisplatte aufweist, weiche auf ihren einander zugewandten
Innenflächen einen Elektrodenfilm aufweisen, während ein nematisclier Flüssigkristall mit positiver
dielektrischer Anisotropie zwischen die vordere und die hintere Elektrodenbasisplatte eingelagert ist, bei
der zur homogenen Orientierung der Flüssigkristallmoleküle auf der Innenfläche jeder Basisplatte ein
Film aufgebracht ist, der in einer bestimmten Richtung orientiert ist, wobei sich die Orientierungs- ι ί
richtungen der Filme der beiden einander gegenüberstehenden Elektrodenbasisplatten kreuzen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Film aus Poly-a-Aminosäure besteht
2. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geköinzeichnet, daß ein Zwischenfilm aus
einem Polymer eines Organosüans Twischen den
Elektrodenfilm auf der Fläche jeder Basisplatte und den mit Orientierung aufgebrachten PoIy-a-Aminosäurefilm
eingelagert ist. 2 >
3. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenfilm ein
Film aus entweder Zinnoxid oder Indiumoxid ist.
4. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die transparenten «>
Basisplatten Glasplatten sind.
5. Elektroo'.niiche Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierungsrichtungen der Poly-a-Aminosäurei umschichten miteinander
einen rechten Winkel unschließen. π
6. Elektrooptisch!: Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung der
Poiy-a-Aminosäureifilmschichten durch Reiben mit
einem Gewebestück oder einer Bürste hervorgerufen ist. «η
7. Elektrooptisch!: Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Poly-a-Aminosäure
durch die allgemeine Formel
O R \ 4i
C C*H NH
dargestellt ist, worin η zwischen 10 und 104 liegt; R
ein Radikal aus nachfolgender Gruppe ist: >n
-CH,
OH
-CH, - (H
(Ή,
(Ή,
CH,
ΠΙ (Ή,
(H,
-CH3-CH-CH3
-CH2OH -CH2-CH2-S-CH3
-CH2OH -CH2-CH2-S-CH3
\ /
N
worin R' ein Alkyl, Alkylphenyl, Phenyl oder
Naphtyl ist,
-CH2CH2CH2CH2NH,
-CH,
O)-OH - CH2CH2CH1NH C- NH,;
Il
NH
und C* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom ist.
8. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Seiten
der vorderen, dem Beobachter näher liegenden und der hinteren, vom Beobachter weiter entfernten
Basisplatte je ein vorderes und ein hinteres Polarisationsfilter angeordnet ist.
9. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem hinteren
Polarisationsfilter eine Reflektorplatte angeordnet ist.
10. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsrichtung
der Polarisationsfilter parallel mit den Orientierungsrichtungen der jeweils benachbarten
PoIy-a-Aminosäurefilmschichten der vorderen und
hinteren Elektrodenbasisplatten verläuft.
11. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch Si,
dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Polarisationsrichtung des vorderen und des hinteren
Polarisationsfilters um einen Winkel zwischen 5 und 40° gegen die Ürientierungsrichtung des Poly-a-Aminosäurefilms
der zugeordneten vorderen bzw. hinteren Elektrodenbasisplatte verdreht ist.
12. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Polarisationsfilter eine Polarisationsrichtung parallel zur
Orientierungsrichtung des Poly-a-Aminosäurefilms der hinteren Elektrodenbasisplatte aufweist, während
die Polarisationsrichtung des vorderen Polarisationsfilters um einen Winkel zwischen 5 und 40"
gegen die Orientierungsrichtung des Poly-a-Aminosäurefilms der vorderen Elektrodenbasisplatte verdreht
ist.
13. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisations'
richtung des vorderen Polarisationsfilters in derselben Richtung, in der die schraubenförmige Verdrehung
des Flüssigkristalls von der hinteren zur vorderen Eleklrodenbasisplatte verläuft, gegen die
Orientierungsrichtung des zugeordneten Poly-a-Aminosäurefilms
verdreht ist und die Polarisationsrichtung des hinteren Polarisationsfilters gegen die
Orientierungsrichtung des ihm zugeordneten Poly-a-Aminosäurefilms
in der entgegengesetzten Richtung.
14. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsrichtung des vorderen Polarisationsfilters in derselben
Richtung gegen die Orientierungsrichtung des zugeordneten Poly-a-Aminosäurefilms verdreht ist,
in der die schraubenförmige Verdrehung des Flüssigkristall von der hinteren zur vorderen
Elektrodenbasisplatte verläuft
15. Elektrooptische Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Organosilan durch die allgemeine Formel RnSiX4-O bezeichnet ist,
worin η gleich 1, 2 oder 3; X eine hydroiysierbare Fun.ktionalgruppe und R eine substituierte oder
unsubstituierte aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffgruppe ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8434674A JPS5435780B2 (de) | 1974-07-23 | 1974-07-23 | |
JP5996975A JPS51135551A (en) | 1975-05-20 | 1975-05-20 | Electrooptic electrode substrate |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2532284A1 DE2532284A1 (de) | 1976-02-05 |
DE2532284B2 DE2532284B2 (de) | 1978-10-12 |
DE2532284C3 true DE2532284C3 (de) | 1979-06-13 |
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ID=26401029
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Country | Link |
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CH (1) | CH592316A5 (de) |
DE (1) | DE2532284C3 (de) |
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1975
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- 1975-07-22 CH CH955675A patent/CH592316A5/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2532284B2 (de) | 1978-10-12 |
CH592316A5 (de) | 1977-10-31 |
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