DE2538331B2

DE2538331B2 - Flüssigkristallanzeigeelement

Info

Publication number: DE2538331B2
Application number: DE2538331A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Nishinomiya Fukai; Katsuji Uji Hattori; Akio Katano Moriyama; Yasuhiro Hirakata Nishizawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-08-29
Filing date: 1975-08-28
Publication date: 1978-05-18
Also published as: US3982820A; GB1490446A; JPS5419300B2; JPS5126562A; DE2538331C3; DE2538331A1; FR2283499A1; CA1040295A; FR2283499B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristallanzeigeelement mit durchsichtigen Substraten, die auf der Innenseite mit durchsichtigen Dünnschichtelektroden und einem mit den Flüssigkristallmolekülen in Berührung stehenden und diese orientierenden Überzug beschichtet sind.

Gebräuchliche Flüssigkristallanzeigeelemente mit durchsichtigen Substraten, die auf der Innenseite mit durchsichtigen Dünnschichtelektroden beschichtet sind, weisen häufig im Flüssigkristall eine schraubenförmige kollektive Ausrichtungstextur oder Struktur oder eine homogene Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle auf. Zur Erzeugung beider Ausrichtungsstrukturen sind die mit dem Flüssigkristall in Berührung stehenden Oberflächen des Substrats, in der Regel einer Glasplatte, und der Dünnschichtelektroden so behandelt, daß sie Oberflächenstrukturen mit ausgeprägter Vorzugsrichtung aufweisen, also ein System von Rillen, wie es beispielsweise in der US-PS 37 87 110 beschrieben ist. Die Flüssigkristallmoleküle, die mit diesen Oberflächen unmittelbar in Berührung stehen, richten sich parallel zu diesen Vorzugsorientierungen der Oberflächenstruktur aus. Sind die Oberflächenstrukturen beider Substrate der optischen Zelle des Flüssigkristallanzeigeelements parallel zueinander ausgerichtet, so sind sämtliche Moleküle des Flüssigkristalls parallel zueinander in einer einzigen Richtung ausgerichtet. Diese Textur bezeichnet man als »homogen«. Sind die Oberflächenstrukturen der Substrate bzw. der Dünnschichtelektroden nicht parallel zueinander ausgerichtet, so sind die unmittelbar an der Oberfläche liegenden Flüssigkristallmoleküle auf beiden Substraten parallel zur jeweiligen Oberflächenstruktur ausgerichtet, wobei die im Innern des Flüssigkristalls liegenden Moleküle derart ausgerichtet sind, daß sie in Form einer Schraubenbewegung von einer Substratausrichtung in die andere übergehen. Es entsteht im Flüssigkristall also eine schraubenförmige Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle, eine sog. Schraubentextur oder schraubenförmige Struktur. Gebräuchlicherweise stehen die Vorzugsrichtungen der

3ü Oberflächenstrukturen der beiden Substrate eines Flüssigkristallanzeigeelementes im rechten Winkel aufeinander, so daß die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle von einer Substratoberfläche zur gegenüberliegenden Substratoberfläche einen viertel Schraubengang beschreibt.

Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, die dem Zweck dienen, einer mit dem Flüssigkristall in Berührung stehenden Oberfläche eines Flüssigkristallanzeigeelements solch eine die Flüssigkristallmoleküle ausrichtende Oberflächenstruktur zu erteilen. Beispielsweise wird die Oberfläche mit Watte, einem weichen Tuch oder Papier gerieben oder wird zunächst ein Polyvinylalkoholüberzug auf die Oberfläche aufgebracht, der dann ebenfalls in einer bestimmten Richtung gerieben, gestrichen oder poliert wird. Beim Reiben der unbehandellten Oberfläche des Anzeigeelements kann keine gleichmäßige Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle über die gesamte Anzeigefläche des Anzeigeelements erzielt werden. Unregelmäßigkeiten in der Oberflächenstruktur lassen sich nämlich nie ganz vermeiden und schlagen auf die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle entsprechend durch. Außerdem hat es sich gezeigt, daß die ausrichtende Wirkung der so behandelten Oberfläche recht rasch nachläßt, so daß die Standzeit der so hergestellten Flüssigkristallanzeigeelemente nur relativ kurz ist. Die kurze Standzeit des Elements ist auch der wesentliche Nachteil jener Flüssigknstallanzeigeelemente, die bearbeitete Polyvivinylalkoholüberzüge aufweisen. Auch die ausrichtende Wirkung der Polyvinylalkoholoberfläche läßt rasch nach. Außerdem enthalten die Polyvinylalkoholüberzüge stets eine geringe Menge Wasser, wodurch eine unerwünschte Erniedrigung des elektrischen Widerstands der Zelle des Anzeigeelements hervorgerufen wird. Die Betriebszuverlässigkeit und die Standzeit der Zelle und der Ausrichtung werden dadurch beeinträchtigt.

Außerdem ist bekannt, die mit dem Flüssigkristall in Berührung stehenden Oberflächen der Substrate eines Flüssigkristallanzeigeelements mit polymerem Kohlenstoffmonofluorid zu beschichten. Die optischen Zellen dieser Anzeigeelemente lassen sich jedoch nicht oder nur mit großem Aufwand ausreichend dicht verschließen.

Ein Flüssigkristallanzeigeelement der eingangs genannten Art ist aus »IBM Technical Disclosure Bulletin« 14 (1971), Seiten 1472-1473 bekannt. Der mit den Flüssigkristallmolekülen in Berührung stehende und diese orientierende Überzug bildet eine Isolatorschicht und besteht aus S13N4, eine Verbindung, die zweifelsohne für die Verwendung in Flüssigkristallanzeigeelementen gut geeignet ist. Jedoch wird auch dort die orientierende Wirkung des Überzugs durch dessen Oberflächenstruktur bestimmt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkiistallanzeigeelement der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Problem der gestörten Oberflächenstruktur im Hinblick auf die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle vermieden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Überzug aus hexagonalem Bornitrid besteht und durch Reiben in einer bestimmten Vorzugsrichtung auf den inneren Substratoberflächen und bzw. oder den Dünnschichilelektroden aufgebracht ist.

Gemäß der Erfindung wird die ausrichtende Wirkung des Bornitridüberzugs nicht durch ein System von Rillen auf seiner Oberfläche hervorgerufen, sondern durch die

molekulare Ausrichtung des durch Reiben in einer bestimmten Vorzugsrichtung aufgebrachten Bornitrids. Wird ein mit Bornitridteilchen behaftetes Tuch gerieben, so gleiten die Teilchen des hexagonalei. Bornitrids gleichmäßig vom Tuch in einer Richtung auf die Substratoberfläche ab, wobei sie molekular ausgerichtet werden. Eventuelle Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Bornitridüberzugs, ja selbst Risse und Einschnitte werden dabei nicht auf die Ausrichtungsstruktur der Flüssigkristallmoleküle übertragen. Entscheidend ist für die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle also die molekulare Ausrichtung in dem aufgebrachten Überzug, der nach dem derzeitigen Kenntnisstand aus Bornitrid bestehen muß.

Die chemische Stabilität des Anzeigeelements als auch die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle sind so in überraschender Weise verbessert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein Flüssigkristallanzeigeelement nach einem Ausführungsbeispiel und

F i g. 2 einen Schnitt der in F i g. 1 gezeigten Art durch ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 1 gezeigt. Auf der Oberfläche eines Glassubstrats 2 ist ein dünner durchsichtiger und elektrisch leitender Überzug 1 ω ausgebildet und nach einem vorgegebenen Muster geätzt. Diese Oberfläche des Substrats 2 wird in einer bestimmten Richtung mit einem Gazetuch gerieben, an dem feinkörniges Bornitridpulver (BN) haftet. Der Mittelwert des Durchmessers der Bornitridteilchen liegt π in der Größenordnung von 1 μίτι. Durch dieses Reiben mit der mit Bornitridpulver bestäubten Gaze wird auf der Oberfläche des Substrats 2 und der mustermäßig geätzten Dünnschichtelektroden 1 ein Bornitridüberzug 3 gebildet.

Die Oberfläche des gegenüberliegenden Substrats 5 ist mit einem durchsichtigen und elektrisch leitenden Überzug 4 beschichtet. Diese Oberfläche des Substrats 5, also die Oberfläche der Dünnschichtelektrode 4, wird in der beschriebenen Weise ebenfalls in einer Richtung mit Bornitridpulver gerieben. Die Substrate sind dabei so zueinander angeordnet, daß die beiden Reibrichtungen bzw. so erzeugten Vorzugsrichtungen der Oberflächenstruktur senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Auf der Oberfläche des Substrats 5 bzw. der ίο Dünnschichtelektrode 4 wird auf diese Weise der Bornitridüberzug 6 gebildet. Die beiden Substrate werden so zum Anzeigeelement oder zur optischen Zelle des Anzeigeelementes zusammengefügt, daß sie einen lichten Abstand von etwa 10 μπι voneinander -,·-, aufweisen. In die dadurch gebildete optische Zelle wird ein nematischer Flüssigkristall 7 gefüllt. Im Flüssigkristall bildet sich eine schraubenförmige kollektive Ausrichtungsstruktur der Flüssigkristallmoleküle aus. Der Grad der Ausrichtung wird zwischen gekreuzten ho Nicoischen Polarisatoren geprüft. Dabei zeigt sich, daß die Moleküle des Flüssigkristalls 7 über die gesamte Anzeigefläche der so hergestellten Zelle gleichmäßig ausgerichtet sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist darauf zu achten, n'< daß die mit Bornitrid zu beschichtenden Oberflächen sauber sind. Die Oberflächen der Dünnschichtelektroden, die gebräuchlicherweise und vorzugsweise aus Indiumoxid oder Zinnoxid oder deren Legierungen bestehen, werden durch eine Wärmebehandlung gereinigt. Durch eine solche Reinigung der mit dem Bornitrid zu beschichtenden Oberflächen wird eine verbesserte und eine gleichmäßigere Haftung des Bornitrids auf den zu beschichtenden Oberflächen erzielt Dadurch wird auch die Güte des erhaltenen Anzeigeelementes verbessert.

Das zur Herstellung der Überzüge 3 und 6 verwendete Bornitrid, BN, besitzt eine sehr hohe thermische Zersetzungstemperatur und ist chemisch sehr stabil. Es ist gegenüber den Flüssigkristallmolekülen vollkommen inert Aufgrund dieser Eigenschaften wird eine sehr lange nutzbare Standzeit der die Flüssigkristallmoleküle ausrichtenden Wirkung der Bornitridoberflächenstruktur erzielt Durch das einfache reibende Aufstäuben oder Aufstreichen des Bornitridpulvers ist dabei gleichzeitig ein billiger und einfacher Weg zur Herstellung dieser Überzüge gegeben.

Da die Zersetzungstemperatur des hexagonalen Bornitrids über 700⁰C liegt, können die mit dem Bornitridpulver behandelten Glassubstrate 2 und 5 durch Glasflußmasse miteinander verbunden und versiegelt werden. Die zu diesem Zweck üblicherweise verwendeten Gläser müssen bei Temperaturen im Bereich von 350 bis 600⁰C verarbeitet werden, können also zum Verschließen der Anzeigeelemente nach der Erfindung ohne weitere Vorsichtsmaßnahmen verwendet werden. Dieser Vorzug unterscheidet das Anzeigeelement nach der Erfindung wesentlich von anderen bekannten Strukturen mit Oberflächenvorzugsstruktur der Substrate. Beim Versiegeln bzw. Verschließen der Zelle eines Anzeigeelementes, dessen Substrate mit Bornitrid behandelt sind, kann kein Unterschied in der Qualität und der Standzeit der Ausrichtung der Moleküle des Flüssigkristalls festgestellt werden zwischen einer Zelle, die mit einer Glasmasse bei 450⁰C verschlossen wurde, und einer Zelle, die bei Raumtemperatur verschlossen wurde. Im Gegensatz dazu kann eine nach dem Stand der Technik mit polymerem Kohlenstoffmonofluorid innenseitig beschichtete Zelle eines Flüssigkristailanzeigeelementes bereits bei 200⁰C nicht mehr einwandfrei dichtend verschlossen werden.

In der F i g. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Auf der Oberfläche einer der Glassubstrate 2 ist in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise ein durchsichtiger dünner, elektrisch leitender Film 1 aufgebracht und mustermäßig geätzt. Die freigelegte Substratoberfläche und die mustermäßig ausgeätzten Dünnschichtelektroden 1 werden mit einem 100 nm dicken S1O2-Überzug versehen. Der SKVÜberzug 10 ist eine Isolatorschicht Auf dem SiO2-Überzug 10 wird der Bornitridüberzug 3' in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise aufgebracht Auf der Oberfläche des gegenüberliegenden Substrats 5 wird ebenfalls ein durchsichtiger und elektrisch leitender Überzug 4 gebildet Auch auf dieser Dünnschichtelektrode wird ein SiOrÜberzug 11 aufgebracht Dieser S1O2-Überzug 11 wird mit einem Bornitridüberzug 6' beschichtet, der ebenfalls in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise aufgebracht wird. Statt der SiO2-Schicht kann auch ein Glasüberzug oder unter Umstanden ein SiO-Überzug verwendet werden.

Das zur Herstellung des Bornitridüberzuges verwendete Bornitridpulver ist vorzugsweise so feinkörnig wie möglich. Ein solcher Bornitridüberzug ist bereits selbst ein guter elektrischer Isolator. Wenn daher das Bornitridpulver den nicht mit der Dünnschichtelektrode

1 oder 4 beschichteten Oberflächen der Substrate 2 oder 5 anhaftet, wird das Anzeigeverhalten des Elementes in keiner Weise beeinflußt. Die Gefahr einer Überbrükkung der einzelnen Elektroden ist also ausgeschlossen.

Der Wirkungsgrad der nach einer Vorzugsrichtung strukturierten Bornitridoberfläche in bezug auf die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle ist in den Strukturen nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeprägter als in den Strukturen nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Durch das zusätzliche Aufbringen der SiO₂-Schicht bzw. einer anderen Isolatorschicht wird also die durch die Bornitridschicht bewirkte Molekülausrichtung verstärkt. Dieser synergistische Effekt ist bislang noch nicht ausreichend erklärbar. Er ist technisch jedoch um so vorteilhafter, als die Standzeit und die UV-Beständigkeit von Dünnschichtelektroden durch eine SiO₂-Beschichtung wesentlich erhöht werden können. Die auf den SiO₂-Überzügen aufgebrachten Bornitridüberzüge 3' und 6' vermögen die Ausrichtung der Moleküle des Flüssigkristalls 7 vor allem mit einem hohen Grad der Reproduzierbarkeit einzustellen. Insbesondere fällt bei dieser Struktur auf, daß Unregelmäßigkeiten der Oberflächenbehandlung beim Reiben der Substratoberfläche und der Oberfläche der Dünnschichtelektroden, ja selbst Risse und Einschnitte, sich nicht auf die Ausrichtungsstruktur der Flüssigkristallmoleküle übertragen. Selbst bei erheblichen Störungen und Bereichsbildungen der Oberflächenstruktur der Bornitridschicht wird eine vollkommen gleichmäßige, und zwar über die gesamte Anzeigefläche gleichmäßige, kollektive Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle erzielt. Dieser Effekt kann zur Zeit noch nicht erklärt werden.

Im Rahmen des vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels werden qualitativ noch bessere Ergebnisse erhalten, wenn die Oberfläche des SiO₂-Überzuges vor dem Aufbringen des Bornitrids gereinigt wird, vorzugsweise durch Erhitzen. Vorzugsweise wird der SiO₂-Überzug in einer Stärk: von lOOnm niedergeschlagen und anschließend etwa 1 h bei 400⁰C gehalten. Dadurch wird die Qualität der Ausrichtungsstruktur der Flüssigkristallmoleküle in keiner Weise beeinträchtigt, sondern im Gegenteil, überraschenderweise stabilisiert und verbessert. Über die gesamte Anzeigefläche des so hergestellten Anzeigeelementes werden auch bei mikroskopischer Beobachtung unter 200facher Vergrößerung keine Störungen der Flüssigkristallmolekülausrichtung, keine Bereichsbildungen und auch keine Ausbildung gestreifter Bereiche beobachtet. ^r>o

Es wird ein Anzeigeelement der zuvor beschriebenen Art mit einer SiO₂-Schicht hergestellt. Die optische Zelle ist mit einem Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie gefüllt. Für Wechselspannungsbetrieb bei 32 Hz beträgt die Schwellenspannung v> dieses Anzeigeelementes etwa 1,5 V. Wenn dieses Element mit einer Übergangsspannung von 5 V betrieben wird, lassen sich, von einigen wenigen schwach ausgebildeten Einzelfällen abgesehen, keine Texturbereiche auf der Anzeigefläche beobachten. Das i" Auftreten solcher Texturbereiche ist ein Anzeichen für die Ausbildung unerwünschter Entglasungen.

Ein weiterer wesentlicher Vorzug der Anzeigeelemente nach der Erfindung ist ihre Herstellbarkeit mit wesentlich besserer Reproduzierbarkeit ihrer optischen > ■ und elektrischen Kenndaten. Auch zeigen sie wesentlich stabilere Bctriebszuständc. Vor allem kann eine weitgehende Unabhängigkeit der Anzeigequalität von der Größe der Anzeigefläche des Elementes erzie werden. Selbst bei einer Größe der Anzeigefläche vo 15 cm χ 15 cm wird noch eine gleichmäßige Ausrich tung der Flüssigkristaümoleküle über die gesamt Anzeigefläche des Elementes erhalten.

Bei der Verwendung empfindlicher Dünnschichtelek troden kann beim Verschließen der optischen Zellen dei Anzeigeelemente nach dem zuvor beschriebene zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Glas masse bei hohen Arbeitstemperaturen für das Verschlie Ben eine gewisse Beeinträchtigung der Qualität dei Elektroden bezüglich der Einwirkung der Elektrode auf die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle selbs dann auftreten, wenn die Dünnschichtelektroden mi einem SiO₂-Überzug versehen sind. Diese negativ Beeinflussung kann insbesondere bei zu dünnei Ausbildung der SiO₂-Schichten auftreten. Dieser Nach teil kann jedoch ohne weiteres durch das Aufbringe dickerer SiO₂-Überzüge, insbesondere durch Aufbrin gen von SiO₂-Überzügen, vermieden werden, di vorzugsweise dicker als 200 nm sind.

Statt des SiO₂-Überzuges können als Zwischenschicht, auf die der Bornitridüberzug aufgebracht wird auch Überzüge aus anderen Werkstoffen verwende werden, wobei die optimalen Schichtdicken vor Werkstoff zu Werkstoff schwanken. Vorzugsweise win eine Pyrexglasschicht mit einer Dicke von mindesten 200 nm, eine SiO-Schicht mit einer Dicke vo mindestens 300 nm, eine HgF2-Schicht mit einer Dick« von mindestens 300 nm, eine CeO₂-Schicht mit einei Dicke von mindestens 300 nm, eine TiO₂-Schicht mi einer Dicke von mindestens 300 nm und eine Y2O3 Schicht mit einer Dicke von mindestens 200 iin verwendet. Jede dieser Schichten wird vorzugsweis durch Aufdampfen oder durch chemische Reaktion au: der Dampfphase niedergeschlagen. Bei Verwendun] dieser Werkstoffe für die Isolatorschicht können di optischen Zellen der Anzeigeelemente ohne besonden Vorsichtsmaßnahmen mit Glasflußmasse verschlösset werden.

Die Untersuchungen der Anmelderin lassen vermu ten, daß der hohe Ausrichtungswirkungsgrad de Bornitridteilchen der Bornitridschichten auf die Flüssig kristallmoleküle darauf zurückzuführen ist, daß di< Schichtstruktur aufweisenden Bornitridteilchen regulä auf der Oberfläche des Glassubstrates haften. Bein Reiben der Oberfläche eines Glassubstrates in eine Richtung mit einer Gaze oder einem Tuch, an dem dii Bornitridteilchen haften, werden die Teilchen de hexagonalen Bornitrids gleichmäßig vom Tuch ode Bausch abgleitend in einer Richtung auf die Substrat oberfläche übertragen. Dabei wird eine Schich ausgerichteter Bornitridteilchen erhalten, die gleichmä Big auf der Substratoberfläche haften.

Die Qualität der Anzeigeelemente nach der Erfin dung kann weiterhin dadurch verbessert werden, dal man nach dem Aufrauhen der Oberfläche und den Aufbringen der Bornitridteilchen die überschuss!) aufgebrachten Bornitridteilchen wieder abwischt. Ein solcherart mit Bornitridteilclien überzogene Glassub stratoberfläche behält eine erstaunlich gute Haftfähig keit gegenüber praktisch allen zur Versiegelung de optischen Zelle dienenden Werkstoffen, insbesonder gegenüber Epoxidharzen. Durch das Aufbringen de Bornitridteilchen auf die Oberfläche der Glassubstrat wird die Vcrschließbarkcit der Anzeigeclemcnte ii keiner Weise beeinflußt.

In dieser Beziehung ist das Anzeigeelement nach de

Erfindung bei der Verwendung von Glassubstraten insbesondere den bekannten Anzeigeelementen überlegen, deren Glasoberflächen mit Polymeren oder polymerem Kohlenstoffmonofluorid überzogen sind. Die so nach dem Stand der Technik behandelten Überflächen der Glassubstrate weisen eine nur sehr schlechte Haftfähigkeit gegenüber Epoxidharzen auf und lassen sich auch mit anderen Klebstoffen oder Verschlußinassen kaum dicht verschließen. Die unter sonst gleichen ßedingiingen behandelten, jedoch in der zuvor beschriebenen Weise mit Bornitridteilchen beschichteten Glasoberflächen lassen sich dagegen mit jedem beliebigem Klebstoff oder jeder beliebigen Masse, auch Glasflußmasse, problemlos verschließen. Die so mit Bornitridteilchen behandelten Oberflächen weisen eine gute Haftfähigkeit für alle gebräuchlicherweise verwendeten Verschlußmassen auf. Die Anzeigeelemente sind absolut dicht.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Bornitrid zur Beschichtung der Substratoberflächen ist darin zu sehen, daß das Bornitrid vollkommen wasserfrei ist. Dieser Vorteil macht sich insbesondere bei den gebräuchlichen Flüssigkristallwerkstoffen bemerkbar, die in ihren Kenndaten bereits durch Wasserspuren ungünstig beeinflußt werden.

Weiterhin ist die durch einfaches Reiben der Oberfläche mit einer Gaze oder einem Tuch erzielte Einwirkung der Substratoberfläche auf die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle insbesondere bei der Herstellung schraubenförmiger Ausrichtungsstrukturen /eitlich nicht stabil. Der Wirkungsgrad des Ausrichtungseffektes verändert sich spürbar mit der Zeit. Dies ist auf chemische Alterungserscheinungen der Oberflächen zurückzuführen. Aufgrund der außerordentlichen chemischen und thermischen Beständigkeit des Borniirids tritt dieser Effekt jedoch bei den Anzeigeelementen der Erfindung nicht auf. Die Anzeigeelemente nach der Erfindung zeichnen sich vor allem durch eine ungewöhnliche Langzeitstabilität des Wirkungsgrades der Molekülausrichtung, insbesondere auch bei Schraubentexturen, aus. Auch wird der Flüssigkristallwerkstoff selbst durch die Bornitridschicht nicht beeinflußt, da das Bornitrid chemisch dem Flüssigkristall gegenüber auch vollkommen inert ist. Dadurch wird eine erstaunlich verlängerte Standzeit der erfindungsgemäß aufgebauten Flüssigkristallanzeigeelemente erzielt.

Die Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit homogenen und schraubenförmigen Ausrichtungsstrukturen der Flüssigkristallmoleküle erläutert. Eine entsprechende Verbesserung der Kenndaten der Anzeigeclemente wird jedoch auch für Anzeigeelemente erhalten, zu deren Betrieb der Effekt der dynamischen Streuung des Lichtes im Flüssigkristall ausgenutzt wird. Bei diesem Betrieb des Anzeigeelementes nach dem Verfahren der dynamischen Streuung werden die

ίο Flüssigkristallmolekül^ die eine negative dielektrische Anisotropie aufweisen, kollektiv in einer Richtung ausgerichtet. Unter dieser Bedingung ist die gesamte An/.eigefläche des Anzeigeelementes in Abwesenheit eines äußeren elektrischen Feldes durchsichtig. Beim Anlegen eines äußeren elektrischen Feldes, das eine dynamische Streuung des Lichtes am Flüssigkristall auslöst, wird der Flüssigkristall partiell oder vollständig undurchsichtig, wodurch eine Anzeige mit starkem Kontrast erhalten wird. Durch das Aufbringen einer Bornitridbeschichtung auf die mit dem Flüssigkristall in Berührung stehenden Substratoberflächen bzw. Elektrodenoberflächen wird der Kontrast wesentlich verbessert, da im feldfreien Zustand die Molekülausrichtung verbessert wird.

Wie zuvor beschrieben, wird die mit der durchsichtigen Dünnschichtelektrode beschichtete Substratoberfläche mit einer Gaze, einem Papier, einem Tuch oder einem Wattebausch gerieben, an dem feinkörniges Bornitridpulver haftet. Durch das Reiben werden die Bornitridteilchen auf das Substrat übertragen, und zwar in einer Weise, daß sie eine ausgeprägte lineare Textur in Reibrichtung aufweisen. Auf diese Weise können Anzeigeelemente, insbesondere großflächige Anzeigeelemente, in einfacher und billiger Technologie hergestellt werden, die eine hervorragend gleichmäßige Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle aufweisen. Die so hergestellten Anzeigeelemente zeichnen sich vor allem durch eine lange Standzeit aus. Die mit dem Flüssigkristall in Berührung stehenden Arbeitsoberflächen sind chemisch inert, chemisch stabil und thermisch stabil und weisen ein gutes Isolationsverhalten auf. Das Anzeigeelement nach der Erfindung weist also sowohl als solches gegenüber den bekannten Anzeigeelementen verbesserte Eigenschaften auf, ist aber gleichzeitig auch einfacher, problemloser und mit höherer Reproduzierbarkeit der Kenndaten herstellbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkristallanzeigeelement mit durchsichtigen Substraten, die auf der Innenseite mit durchsichtigen Dünnschichtelektroden und einem mit den ^r> Flüssigkristallmolekülen in Berührung stehenden und diese orientierenden Überzug beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus hexagonalem Bornitrid besteht und durch Reiben in einer bestimmten Vorzugsrichtung auf den ι ο inneren Substratoberflächen und bzw. oder den DUnnschichtelektroden aufgebracht ist.

2. Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Isolatorschicht zwischen der Substratoberfläche und bzw. oder der Oberfläehe der Dünnschichtelektrode einerseits und der Bornitridschicht andererseits.

3. Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatorschicht aus Siliciumdioxid besteht.

4. Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatorschicht aus Pyrexglas, Siliciummonoxid, Magnesiumfluorid, Caesiumdioxid, Titandioxid oder Yttriumoxid besteht.

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