DE2538331C3

DE2538331C3 - Flüssigkristallanzeigeelement

Info

Publication number: DE2538331C3
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: 1979-01-18
Also published as: FR2283499A1; JPS5419300B2; DE2538331B2; FR2283499B1; GB1490446A; JPS5126562A; DE2538331A1; CA1040295A; US3982820A

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 aur 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 Flüssigkristallmolekül 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 schraubenform!- ge Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle, eine sog. Schraubentextur oder schraubenförmige Struktur. Gebräuchlicherweise stehen die Vorzugsrichtungen der

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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 FlüssigkristaJlanzeigeelements 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 unbehandelten Oberfläche des Anzeigeelements kann keine gleichmäßige Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle über die gesamte Anzeigefläche des Anzeigeelement erzielt werden. Unregelmäßigkeiten in der Oberflächenstruktur lassen sich nämlich nie ganz vermeiden und schlagen auf die Ausrichtung der Flüssigkristaümoleküle 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 autSä· der wesentliche Nachteil jener Flüssigkristallanzeigeelemente, 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 Oberfläche*; 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 Si)N₄, 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 Flüssigkristallanzeigeelement 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 Dünnschichtelektroden 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 hexagonalen 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 Stahilität 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 Oberzug 1 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 in der Größenordnung von 1 μηι. 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 DUnnschichtelektrode 4, wird in der beschriebenen Weise ebenfalls in einer Richtung mit Bornitridpulver gerieben. Die Substrate sind dabei so zueinander angeordnet, daß dii beiden Reibrichtungen bzw. so erzeugten Vorzugsrichtungen der Oberflächenstruktur senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Auf der Oberfläche des Substrats 5 bzw. der DUnnschichtelektrode- 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 μιτι 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 Nicoischen Polarisatoren geprüft. Dabei zeigt sich, daß die Moleküle des Flüssigkriställs 7 über die gesamte Anzeigefläche der so hergestellten Zelle gleichmäßig ausgerichtet sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist darauf zu achten, 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 FlüssigkristaUmolekülen 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 tonnen die mit dem Bornitridpulver behandelten Giasribstrate 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 Sundzeit der Ausrichtung der Moleküle des Flüssigkristalls festgestellt werden zwischen einer Zelle, die mit einer Glasmasse bei 450° C 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 Flüssigkristallanzeigeelementes bereits bei 200° C nicht mehr einwandfrei dichtend verschlossen werden.

In der Fig.2 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel 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 mustermäSig geätzt Die freigelegte Substratoberfläche und die mustermäßig ausgeätzten Dünnschichtelektroden 1 werden mit einem 100 nm dicken SiO₂-Überzug versehen. Der SiO₂-Überzug 10 ist eine Isolatorschicht. Auf dem SiO2-Überzug 10 wird der Bornitridüberzug 3' in der im Beispiel 1 beschriebenen V« eise aufgebracht. Auf der Oberfläche des gegenüberliegenden Substrats 5 wird ebenfalls ein durchsichtiger und elektrisch leitender Überzug 4 gebildet. Auch auf dieser Dünnschichtelektrode wird ein SiO2-Überzug 11 aufgebracht Dieser SKVÜberzug 11 wird mit einem Bornitridüberzug 6' beschichtet, der ebenfalls in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise aufgebracht wird. Statt der SiOrSehicht kann auch ein Glasüberzug oder unter Umständen ein SiO-Überzug verwendet "vetden.

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 DUnnschichtelektrode

< 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 SiCh-Schicht bzw. einer anderen Isolatorschicht wird also die durch die Bornitridschicht bewirkte Moleküiausrichtung 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 SiOj-Beschichtung wesentlich erhöht werden können. Die auf den SiO2-Überzügen aufgebrachten Bornitridüberzüge 3' und 8' 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, 2^r> sich nicht auf die Ausrichtungsstruktur der Flüssigkristallmoleküle übertragen. Selbst bei erheblichen Störungen und Bereichsbildungen der Oberflächenstpjktur 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 S1O2-Überzuges vor dem Aufbringen des Bornitrids gereinigt wird, vorzugsweise durch Erhitzen. Vorzugsweise wird der SiO2-Überzug in einer Stärke von 100 nm 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 ">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 « 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 w> 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 Betriebszustände. Vor allem kann eine weitgehende Unabhängigkeit der Anzeigequalität von der Größe der Anzeigefläche des Elementes erzielt werden. Selbst bei einer Größe der Anzeigefläche von 15 cm χ 15 cm wird noch eine gleichmäßige Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle über die gesamte Anzeigefläche des Elementes erhalten.

Bei der Verwendung empfindlicher Dünnschichtelektroden kann beim Verschließen der optischen Zellen der Anzeigeelemente nach dem zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Glasmasse bei hohen Arbeitstemperaturen für das Verschließen eine gewisse Beeinträchtigung der Qualität der Elektroden bezüglich der Einwirkung der Elektroden auf die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle selbst dann auftreten, wenn die Dünnschichtelektroden mit einem SiOj-Überzug versehen sind. Diese negative Beeinflussung kann insbesondere bei zu dünner Ausbildung der SiO2-Schichten auftreten. Dieser Nachteil kann jedoch ohne weiteres durch das Aufbringen uiLitiiCi .»!^^-U&crzügc, insbesondere durch AuiDrsr:- gen von SiO2-Überzügen, vermieden werden, die vorzugsweise dicker als 200 nm sind.

Statt des SiO2-Überzuges können als Zwischenschicht, auf die der Bornitridüberzug aufgebracht wird, auch Überzüge aus anderen Werkstoffen verwendet werden, wobei die optimalen Schichtdicken von Werkstoff zu Werkstoff schwanken. Vorzugsweise wird eine Pyrexglasschicht mit einer Dicke von mindestens 200n, 4, eine SiO-Schicht mit einer Dicke von mindestens 300 nm, eine HgF2-Schicht mit einer Dicke von mindestens 300 nm, eine CeO2-Schicht mit einer Dicke von mindestens 300 nm, eine TiO2-Schicht mit einer Dicke von mindestens 300 pm und eine Y₂01-Schicht mit einer Dicke von mindestens 200 nm verwendet. Jede dieser Schicinen wird vorzugsweise durch Aufdampfen oder durch chemische Reaktion aus der Dampfphase niedergeschlagen. Bei Verwendung dieser Werkstoffe für die Isolatorschicht können die optischen Zellen der Anzeigeelemente ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen mit Glasflußmasse verschlossen werden.

Die Untersuchungen der Anmelderin lassen vermuten, daß der hohe Ausrichtungswirkungsgrad der Bornitridteilchen der Bornitridschichten auf die Flüssigkristallmoleküle darauf zurückzuführen ist, daß die Schichtstruktur aufweisenden Bornitridteilchen regulär auf der Oberfläche des Glassubstrates haften. Beim Reiben der Oberfläche eines Glassubstrates in einer Richtung mit einer Gaze oder einem Tuch, an dem die Bornitridteilchen haften, werden die Teilchen des hexagonalen Bornitrids gleichmäßig vom Tuch oder Bausch abgleitend in einer Richtung auf die Γ-abstratoberfläche übertragen. Dabei wird eine Schicht ausgerichteter Bornitridteilchen erhalten, die gleichmäßig auf der Substratoberfläche haften.

Die Qualität der Anzeigeelemente nach der Erfindung kann weiterhin dadurch verbessert werden, daß man nach dem Aufrauhen der Oberfläche und dem Aufbringen der Bornitridteilchen die überschüssig aufgebrachten Bornitridteilchen wieder abwischt Eine solcherart mit Bornitridteilchen überzogene Glassubstratoberfläche behält eine erstaunlich gute Haftfähigkeit gegenüber praktisch allen zur Versiegelung der optischen Zelle dienenden Werkstoffen, insbesondere gegenüber Epoxidharzen. Durch das Aufbringen der Bornitridteilchen auf die Oberfläche der Glassubstrate wird die Verschließbarkeit der Anzeigeelemente in keiner Weise beeinflußt

In dieser Beziehung ist das Anzeigeelement nach der

IS

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 Oberflächen der Glassubstrate weisen eine nur sehr schlechte Haftfähigkeit gegenüber Epoxidharzen auf und lacv*n sich auch mit anderen Klebstoffen oder Verschlußmassen kaum dicht verschließen. Die unter sonst gleichen Bedingungen behandelten, jedoch in der zuvor beschriebenen Weise mit Bornitffidteilchen 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 gebräuchiicherweise verwendeten Verschlußmassen auf. Die Anzeigeelernente sind absolut dicht.

Fin 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 zeitlich 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 Bornitrids 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

35 Die Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit homogenen und schraubenförmigen Ausrichtungsstrukturen der Flüssigkristallmoleküle erläutert Eine entsprechende Verbesserung der Kenndaten der Anzeigeelemente 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 Flüssigkristallmoleküle, die eine negative dielektrische Anisotropie aufweisen, kollektiv in einer Richtung ausgerichtet. Unter dieser Bedingung ist die gesamte Anzeigefläche 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

809 683/353

Claims

Patentansprüche;

1. FlQssigkristalianzeigeelement mit durchsichtigen Substraten, die auf der Innenseite mit durchsichtigen Dünnschichtelektroden und einem mit den Flüssigkristallmolekülen in Berührung stehenden und diese orientierenden Überzug beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberzug aus hexagonalem Bornitrid besteht und durch Reiben in einer bestimmten Vorzugsrichtung auf den ι ο inneren Substratoberflächen und bzw. oder den Dünnschichtelektroden 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 Isolierschicht aus Pyrexglas, Siliciummonoxid, Magnesiumfluorid, Caesiumdioxid, Titandioxid oder Yttriumoxid besteht

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