DE2913753A1

DE2913753A1 - Gast-wirts-fluessigkristall-darstellungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2913753A1
Application number: DE19792913753
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Abe; Eiji Kaneko; Hideaki Kawakami; Hirosada Morishita; Akio Mukoh; Yoshiharu Nagae
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1979-10-11
Also published as: JPS54134452A; CH640954A5; US4278328A; GB2020841A; GB2020841B

Description

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B_e_s_c_h_r_e_i_b_u_n_g

Die Erfindung betrifft Gast-Wirt-Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtungen, insbesondere solche, bei denen von einem cholesterisch-nematischen Phasenübergang Gebrauch gemacht wird.

Es ist bekannt, daß das Anlegen eines elektrischen Feldes an ein Gemisch aus einem flüssigen nematischen Wirtskristallmaterial und einem pleochroischen Gastfarbstoff bewirkt, daß sich die Moleküle des Gastfarbstoffs auf das elektrische Feld ausrichten, und daß es mit Hilfe dieser Erscheinung möglich ist, die Absorption von einfallendem Licht durch die Gastmoleküle zu regeln. Diese Gast-Wirt-Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtung, bei der die vorstehend beschriebene Erscheinung meßbar gemacht wird, wurde von G.H. Heilmeiyer und L.A. Zanoni in "Applied Physics Letters", 1j3, 91, 1968, vorgeschlagen. Zu dieser bekannten Vorrichtung gehören ein Polarisator, ein flüssiges Kristallmaterial, bei dem das Dipolmoment in Richtung der Längsachse des Moleküls verläuft, d.h. das eine sogenannte positive dielektrische Anisotropie aufweist, ein mit dem flüssigen Kristallmaterial gemischter pleochroischer Farbstoff sowie zwei durchsichtige Elektroden zum Anlegen eines elektrischen Feldes an das flüssige Kristallmaterial bzw. den Flüssigkristall. Beim Fehlen eines elektrischen Feldes sind die Farbstoffmoleküle regellos gelagert, und sie absorbieren eine bestimmte Wellenlängenkomponente des von dem Polarisator durchgelassenen einfallenden Lichtes, so daß farbiges Licht erzeugt bzw. ein Dunkelzustand herbeigeführt wird. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes an den

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Flüssigkristall richten sich die Moleküle des Farbstoffs parallel zu dem elektrischen Feld aus, und das Gleiche gilt für die Moleküle des Flüsägkristails; auf diese Weise wird farbloses Licht erzeugt bzw»-der Hellzustand herbeigeführt. Jedoch liefert diese bekannte Vorrichtung eine ausreichende Helligkeit, und der anwendbare Betrachtungswinkel wird durch die Verwendung des Polarisators begrenzt«

Außer diesen bekannten Vorrichtungen wurden auch bereits andere Gast-Wirt-Darstellungsvorrichtungen vorgeschlagen, bei denen eine schraübenlinienförmige Molekularordnungsstruktur (ein cholesterischer Zustand) in einem nematischen Flüssigkristall durch Zusetzen eines optisch aktiven Materials herbeigeführt wird. Solche Gast-Wirt-Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtungen, bei denen kein Polarisator verwendet wird, sind in den U3-PSen 3 833 287 und 3 837 730 beschrieben. Ferner nehmen bei diesen bekannten Vorrichtungen die Molekülachsen des in dem Wirtsmaterial gelösten pleochroischen Gastfarbstoff eine schraubenlinienförmige Molekularordnung entsprechend der s chraübenlinienf örmigen Molekularordnung des Wirtsmaterials an. Hierbei ist die Schraubenachse auf die Elektrode gerichtet, d.h. sie verläuft parallel zu dem angelegten elektrischen Feld.

Eine cholesterische Flüssigkristallphase, bei der die Schraubenachse der schraubenlinienf örmigen Molekularordnungsstruktur parallel zu dem angelegten elektrischen Feld verläuft, wird als Grandjean-Zustand bezeichnet. Beim Fehlen eines elektrischen Feldes werden die Gast- und Wirtstoffe in den Grandjean-Zustand gebracht, und hierbei absorbiert das Gastmaterial

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einfallend.es Licht, so daß die Gast- und Wirtsmaterialien in einen relativ dunklen Zustand gebracht werden. Wird dagegen ein elektrisches Feld angelegt_s wird die schraubenlinienförmige Ordnung oder Verwindung der Moleküle umgekehrt, so daß die Gast- und Wirtsstoffmoleküle parallel auf das elektrische Feld ausgerichtet werden. Hierbei wird das einfallende Licht durch das Gastmaterial kaum mehr absorbiert, so daß sowohl das Gastmaterial als auch das Wirtsmaterial in einen relativ hellen Zustand gebracht werden.

Außer dem beschriebenen Grandjean-Zustand gibt es eine weitere cholesterische Flüssigkristallphase, bei der die Schraubenachse der schraubenlinienförmigen Molekularordnungsstruktur im rechten Winkel zu dem angelegten elektrischen Feld verläuft. Diese Phase wird gewöhnlich als "fokalkonischer" Zustand bezeichnet; eine Darstellungszelle mit steuerbaren Gast- und Wirts stoffen, die eine cholesterische Phase aufweisen und sich in einen fokalkonischen Zustand bringen lassen, wenn kein elektrisches Feld wirksam ist, ist bereits bekannt. Aus einer Arbeit mit dem Titel "New absorptive mode reflective liquid-crystal display device" von Donald L. White und Gary N. Taylor (Journal of-Applied Physics, Bd. 45, Nr. 11, November 1974, S. 4718-4723) ist das folgende bekannt: Die Gast- und Wirtsstoffe, die sich in einem Grandjean-Zustand und einem fokalkonischen Zustand befinden können, wenn bei ihrem Aus gangs zustand kein elektrisches Feld wirksam ist, machen beim Anlegen eines elektrischen Feldes einen Phasenübergang in eine sogenannte nematische Phase oder einen homöotropischen Zustand durch, bei dem die Gast- und Wirtsmoleküle parallel zu dem elektrischen Feld ausgerichtet sind. Die Übergangs-

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Spannung Vm, die angelegt werden muß, um den Übergang aus dem Grandjean-Zustand oder dem fokalkonischen Zustand in den homöotropen Zustand herbeizuführen, ergibt sich aus der Gleichung V^ = 1,39 D/P, in der P die Ganghöhe der schraubenlinienförmigen Molekularordnungsstruktur für den Fall bezeichnet, daß die Gast- und Wirtsstoffe eine cholesterische Phase haben, während D den Spalt der Darstellungszelle bezeichnet. Aus der angezogenen Arbeit ergibt sich ferner_s daß der Phasenübergang aus dem Grandjean-Zustand in den homöotropen Zustand bezüglich des Kontrastverhältnisses der Darstellungszelle dem Phasenübergang aus dem fokalkonischen Zustand in den homöotropischen Zustand überlegen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gast-Wirt-Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtung zu schaffen, die sich im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen mit einer niedrigeren Spannung betreiben läßt.

Ferner soll eine solche Vorrichtung geschaffen werden, bei der eine chiralnematische Verbindung als optisch aktives Material verwendet wird, und bei der ein Flüssigkristall den fokalkonischen Zustand annimmt, wenn kein elektrisches Feld wirksam ist. Schließlich soll eine Vorrichtung der genannten Art geschaffen werden, bei der die Schraubenganghöhe beim fokalkonischen Zustand des Flüssigkristalls zwischen einem Drittel der Dicke der Flüssigkristallschicht und der gesamten Dicke liegt.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Schaffung einer Gast-Wirt-Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtung gelöst, die eine Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht auf-

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weist, welche zwischen zwei Substraten angeordnet ist, von denen jedes mit einer Elektrode zum Anlegen eines elektrischen Feldes an die Flüssigkristallschicht versehen ist; gemäß der Erfindung weist jede Elektrode eine Fläche auf, die in Berührung mit der Flüssigkristallschicht steht und diese Flächen sind einer Behandlung derart unterzogen worden, daß sie die damit in Berührung stehenden Flüssigkristallmoleküle so ausrichten, daß ihre Längsachsen im rechten Winkel zu den Elektrodenflächen verlaufen; die Flüssigkristallschicht enthält a) einen nematischen Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie, b) ein optisch aktives Material, durch das der nematische Flüssigkristall durch einen Phasenübergang in einen cholesterischen Zustand überführt wird, sowie c) einen pleochroischen Farbstoff, der beim Fehlen eines elektrischen Feldes auf die Flüssigkristallschicht fallendes Licht absorbiert, und hierbei liegt die Ganghöhe im cholesterischen Zustand zwischen einem Drittel der Dicke der Flüssigkristallschicht und der gesamten Dicke.

Wird bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtung zunächst kein elektrisches Feld an die Flüssigkristallschicht angelegt, weist die Schicht eine schraübenlinienförmige MoIekularordnungsstruktur auf, d.h. sie befindet sich im sogenannten cholesterischen Zustand bzw. genauer gesagt im fokalkonischen Zustand, und ein pleochroischer Gastfarbstoff absorbiert einfallendes Licht, um den Dunkelzustand herzustellen. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes an die Flüssigkristallschicht werden die Moleküle der Schicht zusammen mit den Molekülen des pleochroischen Farbstoffs parallel zu dem Feld ausgerichtet, um eine homöotropische Molekularordnung herzustellen, die einer nemati-

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sehen Flüssigkristallphase entspricht. Hierbei wird das einfallende Licht kaum mehr von den Farbstoffmolekülen absorbiert, so daß ein klarer oder heller Zustand herbeigeführt wird. Als fokalkonischer Zustand wird im folgenden der Zustand bezeichnet _f bei dem der verwendete Farbstoff eine charakteristische Färbung zeigt, und der dadurch herbeigeführt wird, daß die Elektrodenflächen einer Behandlung derart unterzogen worden sind, daß sie die damit in Berührung stehenden Flüssigkristallmoleküle im rechten ¥inkel auf die Elektrodenflächen ausrichten.

Es wurden Versuche durchgeführt, um die Übergangsspannung zu ermitteln, die aufgebracht werden muß, wenn bei einem Flüssigkristall ein Phasenübergang vom Grandjean-Zustand in den homöotropisehen Zustand oder aus dem fokalkonischen Zustand in den homöotropen Zustand herbeigeführt werden soll; hierbei hat es sich gezeigt, daß man für den Übergang aus dem fokalkonischen Zustand in den homöotropen Zustand eine niedrigere Spannung benötigt als für den übergang aus dem Grandjean-Zustand in den homöotropen Zustand. Daher läßt sich eine Darstellungsvorrichtung mit einer Flüssigkristallschicht, die sich anfänglich im fokalkonischen Zustand befindet, mit einer niedrigeren Spannung betreiben als eine Vorrichtung, bei der sich die Flüssigkristallschicht anfänglich im Grandjean-Zustand befindet.

Ferner wurde die Beziehung zwischen der Ganghöhe bei einem Flüssigkristall mit einer schraubenlinienförmigen MolekuLarordnungsstruktur·, d.h. der Ganghöhe der sogenannten fokalkonischen Flüssigkristallphase, und der Speicherwirkung des Flüssigkristalls

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untersucht. Unter der SpeicherwLrkung wird im folgenden die Zeit verstanden, die ein Flüssigkristall benötigt, um in seinen ursprünglichen fokalkonischen Zustand zurückzukehren, wenn eine an den Flüssigkristall angelegte Spannung auf den Wert Null verringert wird, nachdem ein Phasenübergang aus dem fokalkonischen Zustand in den homöotropen Zustand herbeigeführt worden ist. Man kann feststellen, daß die Empfindlichkeit für eine an die Flüssigkristallschicht angelegte Spannung um so höher ist, je geringer die Speicherwirkung ist. Die Untersuchungen haben zu dem Ergebnis geführt, daß der Flüssigkristall eine hervorragende Empfindlichkeit zeigt, wenn die genannte Ganghöhe einen bestimmten Wert überschreitet. Beispielsweise muß bei einer Flüssigkristallschicht mit einer Dicke von 10 Mikrometer die Ganghöhe mehr als ;5 Mikrometer betragen. Der Ausdruck "Ganghöhe" bezeichnet im folgenden eine Strecke, innerhalb welcher Moleküle des Flüssigkristalls, die eine vorbestimmte Richtung haben, in einer cholesterischen flüssigen Kristallphase um 360° gedreht werden.

Wie erwähnt, wird ein optisch aktives Material verwendet, um einen Phasenübergang aus einer nematischen Flüssigkristallphase in eine cholesterische Flüssigkristallphase herbeizuführen. Hierbei kann die · Ganghöhe der cholesterischen Phase mit Hilfe der Konzentration des optisch aktiven Materials geregelt werden. Chiralnematische Verbindungen, wie sie gemäß der Erfindung vorgeschlagen werden, ermöglichen es, die Ganghöhe auf einen Wert in einem vorbestimmten Bereich festzulegen, wobei im Vergleich zu Steroidverbindungen eine geringere Konzentration erforderlich ist. Ferner besteht eine Beziehung zwischen der Konzentration des optisch aktiven Materials undder Übergangs spannung,

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die benötigt wird, um einen Übergang aus der cholesterischen Phase in die nematische Phase herbeizuführen, und diese Übergangsspannung verringert sich, wenn die Konzentration des optisch aktiven Materials verringert wird.. Soll eine Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtung mit einer niedrigeren Spannung betrieben werden, ist es somit erforderlich, die Konzentration des optisch aktiven Materials zu verringern. Allerdings weisen die meisten optisch aktiven Materialien eine Drehkraft auf, die zu gering ist, um dem gemäß der Erfindung erforderlichen Ganghöhenbereich zu entsprechen. Daher ist es erforderlich, eine große Menge des optisch aktiven Materials zuzusetzen, um eine erhebliche Herabsetzung des Betriebstemperaturbereichs des Plussigkristails zu erreichen. Die Verwendung chiralnematischer Verbindungen ermöglicht es, diesen Nachteil zu vermeiden und bei Zugabe einer relativ kleinen Menge einen großen Betriebstemperaturbereich des Flüssigkristalls aufrechtzuerhalten. Unter einem optisch aktiven Material wird im folgenden ein Material verstanden, bei dem die Polarisationsebene von linear polarisiertem Licht gedreht wird, wenn das Licht durch das Material hindurchgeleitet wird.

Weitere Untersuchungen bezogen sich auf die Beziehung zwischen dem Kontrastverhältnis eines Gast-Wirt-Flüssigkristallmaterials bei einer erfindungsgemäßeη Vorrichtung und der Ganghöhe sowie auf die Beziehung zwischen der Übergangsspannung und der Ganghöhe. Das Kontrastverhältnis verringert sich etwas, wenn die Ganghöhe vergrööert wird. Es hat sich jedoch bestätigt, daß sich ein für praktische Zwecke ausreichendes Kontrastverhältnis selbst dann erreichen läßt, wenn die Ganghöhe einen bestimmten Wert überschreitet.

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Bei einer Vergrößerung der Ganghöhe verringert sich die Übergangsspannung, und sie wird in einem über einem bestimmten Wert liegenden Ganghöhenbereich konstant. Beispielsweise entspricht bei einer Flüssigkristallschicht mit einer Dicke von 10 Mikrometer der vorbestimmte Wert etwa einem Drittel der Dicke der Schicht.

Zwar ist aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich, daß die Ganghöhe über einem vorbestimmten Wert liegen muß, doch hat die erfindungsgemäße Flüssigkristallschicht solche Eigenschaften» daß sie anfänglich nicht in den fokalkonischen Zustand übergehen kann, wenn die Ganghöhe größer ist als die Dicke der Flüssigkristallschicht. In diesem Fall befindet sich die Flüssigkristallschicht anfänglich in einem homöotropen Zustand, so daß sie für die Zwecke der Erfindung nicht brauchbar ist. Somit entspricht die Obergrenze der Ganghöhe der Dicke der Flüssigkristallschicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1A und 1B jeweils eine Darstellung eines cholesterischen Flüssigkristalls sowie der Orientierung und der Ganghöhe der Kristallmoleküle;

Fig. 2A, 2B und 2C jeweils einen Schnitt zur Darstellung eines Grandjean-Zustandes bzw. eines fokalkonischen Zustandes bzw. eines homöotropen Zustandes eines Gast-Wirt-Flüssigkristallmaterials ;

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Fig. 3A, 3B und 3C jeweils einen Schnitt zur Darstellung der Zellenkonstruktion einer Gast-Wirt-Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der elektro-optischen Eigenschaften des Übergangs eines Gast-Wirt-Materials aus der cholesterischen Phase in die nematische Phase;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Übergangsspannung und der Ganghöhe bei der cholesterischen Phase eines erfindungsgemäßen Gast-Wirt-Materials sowie der Beziehung zwischen der Lichtabsorption und der Ganghöhe;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Konzentration des optisch aktiven Materials und der Ganghöhe der cholesterischen Phase in mehreren Fällen, in denen eine chiralnematische Verbindung bei drei Arten von nema-r tischen Flüssigkristallen dem optisch aktiven Material zugesetzt wird; und

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Konzentration des optisch aktiven Materials und der Ganghöhe der cholesterischen Phase in Fällen, in denen bei drei Arten von nematischen Flüssigkristallen dem optisch aktiven Material eine Speroidverbindung zugesetzt wird.

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Ein gemäß der Erfindung verwendetes Gast-Wirt-Flüssigkristallmaterial zeigt im Anfangszustand ohne das Vorhandensein eines angelegten elektrischen Feldes einen cholesterischen Phasenzustand. Gemäß Fig. 1A und 1B, wo ein cholesterischer Flüssigkristall dargestellt ist, setzt sich der cholesterische Flüssigkristall aus mehreren Schichten zusammen, von denen jede Flüssigkristallmoleküle 1 enthält, deren Längsachsen 3 zueinander parallel ausgerichtet- sind, und die Richtungen der Längsachsen 3 der Moleküle sind längs einer Schraubenachse 2 um Winkelbeträge gegeneinander versetzt. Die Ganghöhe eines cholesterischen Flüssigkristalls entspricht der Strecke, längs welcher die Richtung der Längsachsen der Moleküle eine Drehung um 360° erfahren; die Ganghöhe läßt sich mit Hilfe einer "keilförmigen Zelle" ermitteln, die derjenigen ähnelt, welche in einem Artikel von R. Cano (Bull. Soc. Fr. Mineral Cristallogr., 91, 20, 1968) beschrieben ist.

Ein erfindungsgemäßer Gast-Wirt-Flüssigkristall enthält a) einen nematischen Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie, b) ein optisch aktives Material, durch das der nematische Flüssigkristall in eine cholesterische Phase gebracht wird, und c) einen pleochroitischen Farbstoff, so daß sich der Kristall anfänglich in einer cholesterischen Phase befindet, bei der ein Grandjean-Zustand gemäß Fig. 2A vorhanden ist, bei welchem die Schraubenachse parallel zu einem angelegten elektrischen Feld verläuft; Fig. 2B zeigt eine fokalkonische Anordnung, bei der sich die Schraubenachse im rechten Winkel zu einem angelegten elektrischen Feld erstreckt; in beiden Fällen befindet sich der Kristall in einem lichtundurchlässigen milchigen Zustand^ so daß er auftreffendes Licht

streut. Legt man an den Flüssigkristall ein elektrisches Feld an, werden die Moleküle 1 des Flüssigkristalls parallel zu dem elektrischen Feld ausgerichtet, und zwar zusammen mit den Molekülen 4 des pleochroitischen Farbstoffs, wie es in Fig. 2C gezeigt ist. Mit anderen Worten, der Flüssigkristall geht aus der cholesterischen Phase in eine nematische Phase über, wobei er den sogenannten homöotropen Zustand annimmt. Wie erwähnt s, wird bei der erfincliingsgeroäßen Flüssigkristall« Darstellungsvorrichtung von der fokalkonisohen Struktur Gebrauch gemacht. Um den fokalkonischen Zustand herbeizuführen, werden die in Berührung mit dem Flüssigkristall stehenden Flächen der Elektroden 7 einer Behandlung derart unterzogen, daß die Längsachsen 3 der Flüssigkristallmoleküle 1 in Berührung mit den Elektrodenflächen im rechten Winkel auf die Elektrodenflächen ausgerichtet werden. Die Behandlung zuii Erzeugen dieser Orientierungswirkung kann mit Hilfe verschiedener Stoffe durchgeführt werden, zu denen Dimethyldichlorsilan gehört, ferner eine Siliconverbindung, z.B. Siliconfett oder Polymethylphenylsiloxan, Lecithin, oberflächenaktive Mittel vom Fluor- oder Phosphortyp, ein Metalloxid, z.B. Zirkonoxid oder Yttriumoxid, ein Metallfluorid, z.B. Calciumfluorid oder Cerfluorid, sowie Silankopplungsmittel. Gemäß der Erfindung wird die Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln vom Fluortyp, Lecithin und Metalloxiden bevorzugt.

Steroidverbindungen, chiralnematisehe Verbindungen, Terpenoid usw. können als optisch aktive Materialien verwendet werden, um einen nematischen Flüssigkristall in einen cholesterischen Phasenzustand zu bringen. Gemäß der Erfindung werden insbesondere die chiralnematischen Verbindungen auf eine noch zu erläuternde Weise verwendet.

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Fig. 3A, 3B und 3C zeigen jeweils eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtung. Zu jeder dieser Vorrichtungen gehören zwei durchsichtige Substrate 6 und zwei durchsichtige Elektroden 7. Soll die Darstellungsvorrichtung eine Reflexion herbeiführen, wird eines der Substrate oder eine der Elektroden aus einem reflektierenden Material hergestellt. Ferner enthält jede Vorrichtung zwei Orientierungsfilme 9, zwei Isolierfilme 10 und Abstandhalter 11. Zu einer erfindungsgemäßeη Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtung gehören mindestens eine durchsichtige Elektrode 7, die auf mindestens einem der durchsichtigen Substrate 6 aus Glas angeordnet und mit dem gewünschten Muster versehen ist, sowie Abstandhalter 11·, mittels welcher die beiden Elektrodenflächen in paralleler Lage und durch einen Abstand voneinander getrennt gehalten werden. Man kann Zellenspalte mit einer Breite von 3-100 Mikrometer verwenden, wobei aus praktischen Gründen eine Zellenspaltbreite von 15 Mikrometer bevorzugt wird.

Fig. 4 veranschaulicht die jeweils angelegte elektrische Spannung über der Lichtdurchlässigkeit bei einem Phasenübergang aus dem Grandjean-Zustand bzw. dem fokalkonischen Zustand in den homöotropen Zustand. Beim Fehlen eines elektrischen Feldes zeigt das Gast-Wirt-Material sowohl im Grandjean-Zustand als auch im fokalkonischen Zustand eine charakteristische Färbung. Wird ein elektrisches Feld angelegt, geht des Gast-Wirt-Material aus dem betreffenden Ausgangszustand in den homöotropen Zustand über, und hierbei wird das Material durchsichtig. Wie im folgenden erläutert, ist die Übergangsspannung V^, die angelegt werden muß, um einen Phasenübergang aus dem fokalkonischen Zustand in

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den homöotropen Zustand herbeizuführen, niedriger als die Übergangsspannung V_GH für einen Phasenübergang aus dem Grand je an-Zustand in den homöotropen Zustand.

Ein nematischer Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie, wie er gemäß der Erfindung verwendet wird, kann aus verschiedenen Arten von Materialien ausgewählt werden, die innerhalb eines bestimmten Arbeitstomperaturbereichs einen nematiseheη Phasenzustand annehmen. Ein nematischer Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie ist dagegen nur schwer zu veranlassen, im Ruhezustand in einen stabilen fokalkonischen Zustand überzugehen, und häufig wird bei einem solchen Kristall eine Treiberspannung Vjt benötigt, die einem Mehrfachen von 10 V entspricht.

Als Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie lassen sich verschiedene Stoffe verwenden, die in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt sind, und zu denen auch Abkömmlinge dieser Stoffe gehören.

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tabelle 1

iyp

Beispiel

1 ßiphenyltyp 2 Estertyp

5 ßchiffbasetyp (-Q-CH = N-^-R

4 Jhioestertyp COS-/~\-X

5 Pyrimidintyp

6 Terphenyltyp

7 . Diestertyp lortd

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8, ! Biphenylestertyp

Phenylcyclohexantyp

Gyclohexylbenzoattyp

R-(H

R bezeichnet O_nH und X bezeichnet Halogen.

oder CyH_2n+-J 0 oder CN oder ein

Bei allen in der Tabelle 1 genannten Stoffen mit Ausnahme des Schiffsbasistyps in der dritten Zeile handelt es sich um Flüssigkristalle, die eine weiße Färbung zeigen. Zur Verwendung bei einem erfindungsgemäßen Flüssigkristall werden der Diphenyltyp, der Phenylcyclohexantyp und der Cyclohexylbenzoattyp gegenüber allen übrigen bevorzugt.

Ferner kann man einen Flüssigkristall vom Azoxy-, Azo-, Schiffsbasis-, Pyrimidin-, Diester- oder Biphenylester-Typ mit einer negativen dielektrischen Anisotropie verwenden, wenn man das Material mit einem eine positive dielektrische Anisotropie aufweisenden Flüssigkristall oder dessen Verbindungen mischt, so daß insgesamt eine positive dielektrische Anisotropie vorhanden ist.

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Gemäß der Erfindung wird eine chiralnematis ehe Verbindung, z.B. eine Verbindung, in die eine optisch aktive Gruppe eingeführt ist (2-Methylbutyl-Gruppe, 2-Methylbutoxy-Gruppe, 3-Methylpentyl-Gi-uppe, 3-Methylpentoxy-Gruppe, 4-Methylhexyl-Gruppe, 4-Methylhexoxy-Gruppe o.dgl.) in einen nematischen Flüssigkristall eingeführt, um als optisch aktives Material verwendet zu werden. Die vorstehende Verbindung unterscheidet sich von einer Steroidverbindungv d.h. einer Cholesterinverbindung. Zu den weiterhin gemäß der Erfindung verwendbaren optisch aktiven Materialien gehören Alkoholabkömmlinge, z.B. !-Menthol- oder d-Borneol, Ketonabkömmlinge wie d-Kampher oder 3-Methylcyclohexanon, Carboxylsäureabkömmlinge wie d-Citronellsäure oder 1-Kamphersäure, Aldehydabkömmlinge wie d-Citronellal, Alkenabkömmlinge wie d-Linonen, sowie andere Amin-, Amid- und Nitrilabkömmlinge. Diese optisch aktiven Stoffe sind in der japanischen Patentanmeldung 98005/75 bzw. der japanischen Offenlegungsschrift 4554-6/76 genannt, die der US-Patentanmeldung 498 799 vom 14. August 1974 entsprechen.

Ein optisch aktives Material der vorstehend genannten Art wird einem nematischen Flüssigkristall in einer solchen Konzentration zugesetzt, daß die Ganghöhe des Flüssigkristallgemisches im fokalkonischen Zustand einem Drittel der Dicke der Flüssigkristallschicht bis zur gesamten Dicke bzw. der Größe des Zellenspaltes entspricht. Die Konzentration des optisch aktiven Materials richtet sich nach der Art des verwendeten nematischen Flüssigkristalls und dem gewählten pleocroitischen Farbstoff, muß jedoch mindestens 1 Gew.-?6 des Gemisches entsprechen. Verringert man die Konzentration des optisch aktiven Materials, läßt sich die

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Flüssigkristallzelle mit einer niedrigeren Spannung betreiben. Außerdem bewirkt das optisch aktive Material eine Einengung des Temperaturbereichs, innerhalb dessen sich das Flüssigkristallgemisch im Flüssigkristallzustand halten läßt. Soll der Temperaturbereich nicht eingeengt werden, darf die Konzentration des optisch aktiven Materials 10 Gew.-96 nicht überschreiten«

Gemäß der folgenden Tabelle 2 können im Rahmen der Erfindung zahlreiche Farbstoffe als pleocroitische Farbstoffe verwendet werden. Der gewünschte Farbstoff wird aus diesen Farbstoffen im Hinblick auf seine Kompatibilität mit dem Flüssigkristall ausgewählt, ferner unter Berücksichtigung des Ordnungsparameters S, der Wellenlänge, bei der eine maximale Lichtmenge absorbiert wird, sowie der Stabilität. Zwar richtet sich die Konzentration des Farbstoffs nach seinem Absorptionsspektrum, dem Lichtabsorptionskoeffizienten und der Breite des Zellenspaltes, doch muß eine Konzentration von 0,1 Gevj.-% überschritten werden; insbesondere wird eine Konzentration im Bereich von 0,5 - 5,0 Gew.-% bevorzugt.

Tabelle 2

Forts.-

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■Ν

X=CH-C V-N(CH₅),

■Ν=Ν-/\-Ν=1

I V-N=N-/~A-N

N(CH

H₃G

N (C₂H₅),

NH-

ilorts.:

(CH-CH )<

;-N-C„H_r I 2

ΓΗ C₂H

(CH-CH)

C₂H₅

N(CH₃).

X — -CpH₁-

Gleiche Strukturformel wie unter 23

Λ — — Uk/ftl, -. Horts.

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25
^J Gleiche Strukturformel wie unter 23

Gleiche Strukturformel wie unter 23 X = -C₄H_g

Der in Zeile 22 der Tabelle 2 genannte Anthraquinon-Farbstoff wird besonders bevorzugt, da er nur einer sehr geringen Schädigung durch Ultraviolettlicht ausgesetzt ist.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Ausführungsbeispiel 1

Vier Arten von nematischen Flussigkristallen von denen jeder eine positive dielektrische Anisotropie aufweist, und zwar 4-Pentyl-4^l-cyanbiphenyl, 4-Heptyl-4^!- cyanbiphenyl, 4-0ctoxy-4'-cyanbiphenyl und 4-Heptylphenyl-4'-cyaribiphenyl, werden im Gewichtsverhältnis von 50:28:15:7 zu einer Masse gemischt, die sich im Temperaturbereich von O bis 60⁰C im Flussigkristallzustand halten läßt. Das 4-(2-Methylbutyl)-4'-cyanbiphenyl wird als optisch aktives Material der genannten Masse in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% zugesetzt. Außerdem wird der in Zeile 19 der Tabelle 2 genannte Farbstoff als pleochroitischer Farbstoff der genannten Masse in einer Konzentration von 1 Gew.-$ zugesetzt. Das so erhaltene Gemisch wird erhitzt, um es isotrop zu machen,

und dann abgekühlt; die Erhitzung und Abkühlung wird wiederholt, um den Farbstoff hinreichend zu lösen. Das Flüssigkristallgemisch wird in eine Zelle der in Fig. 3A dargestellten Art eingeführt, zu der zwei durchsichtige Elektroden gehören, deren einander zugewandte Flächen mit einem oberflächenaktiven Mittel vom Fluor-Typ beschichtet sind, z.B. dem von der Sumitomo 3M Co. unter der Bezeichnung "FX-161" auf den Markt gebrachten Erzeugnis; die Breite des Zellenspaltes beträgt 10 Mikrometer.

Wenn die Konzentration des 4-(2-Methylbutyl)-4»-cyanbiphenyls unter 1,3 Gew.-% liegt, überschreitet die Ganghöhe des Flüssigkristallgemisches den Wert von 10 Mikrometer. Hierbei neigt das Gemisch dazu, den homöotropen Zustand anzunehmen, und es läßt sich nurschwer in den fokalkonischen Zustand bringen. Aus diesem Grund muß man eine Ganghöhe wählen, die kleiner ist als die Dicke der Flüssigkristallschicht. Die Beziehung zwischen der Ganghöhe und der Übergangs spannung ist für die Zelle in Fig. 5 dargestellt. Die Übergangsspannung.. Vp_H verringert sich mit zunehmender Ganghöhe, doch bleibt sie im Ganghöhenbereich oberhalb von 3,5 Mikrometer annähernd konstant. Mit anderen Worten, wenn man eine Ganghöhe wählt, die über 3,5/10 liegt, d.h. die nahezu einem Drittel der Dicke des Flüssigkristallgemisches entspricht, nimmt die Übergangsspannung einen niedrigen Wert an, so daß sich die Zelle mit einer niedrigen Spannung betreiben läßt. Ferner haben Untersuchungen bezüglich der Lichtabsorption A₁-, bei einer bestimmten Wellenlänge A*_„__ von 624 nm,

U IUaX

bei welcher der pleocroitische Farbstoff ein Absorptionsmaximum erreicht, bei einer Flüssigkristallzelle, die einen fokalkonischen Zustand annimmt, gezeigt, daß

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die Absorption A„ durch die Ganghöhe kaum beeinflußt wird. In Fig. 5 ist die Absorption beim homöotropen Zustand bei A^ dargestellt. Somit bezeichnet die Differenz A„ - A„ den Kontrast der Zelle. Liegt die Ganghöhe über einem Drittel der Dicke der Flüssigkristallschicht, wird der Wert von A„ - A„ auf den Bereich von 0,8 bis 1,1 beschränkt. Somit läßt sich eine Flüssigkristallzelle mit einer Ganghöhe über einem Drittel der Dicke der Flüssigkristallschicht mit einer niedrigen Spannung betreiben, und sie liefert einen für praktische Zwecke brauchbaren Kontrast. Bei einer Zelle, die keinen pieοcro!tischen Farbstoff enthält, beträgt' die Absorption Ap weniger als 0,5> und die Differenz Ap - A_H wird kleiner als 0,4. Somit läßt sich bei einer solchen Zelle kein ausreichender Kontrast erzielen. Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist durch die Erfindung eine praktisch brauchbare Gast-Wirt-Darstellungsvorrichtung geschaffen worden.

Ausführungsbeispiel 2

Ein Flüssigkristallgemisch entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1, das das optisch aktive Material in einer Konzentration von 5 Gew.-% und den pleocroitischen Farbstoff in einer Konzentration von 1 Gew.-% enthält, wird in zwei Zellen eingeführt, um einerseits eine Zelle zu bilden, die sich anfänglich im fokalkonischen Zustand befindet, und andererseits eine Zelle, die sich anfänglich im Grandjean-Zustand befindet. Durch Versuche wurde für jede Zelle die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der Lichtdurchlässigkeit ermittelt; die gemessenen Übergangsspannungen sind in der folgenden Tabelle 3 zusammengestellt.

Tabelle 3

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Aus- füh- rungs- bei- spiel Nr.	Pleocroitischer Farbstoff	max (nm)	Übergangsspannung V„	Grandjean Ausgangs - zustand ^VGH
2 3 4	Zeilen- Nr. in Tab. 2	624 451 568	fokalkoni scher Aus gangszu stand V_FH	6,8 6,9 8,2 8,7
19 21 22	5 5,2 5,2 5,4

Ausführungsbeispiel 3

Bei einem Flussigkristallgemisch gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 wurde der pleocroitische Farbstoff durch den in Zeile 21 der Tabelle 2 genannten Farbstoff mit einem Absorptionsmaximum bei 451 nm ersetzt, und es wurden ähnliche Untersuchungen durchgeführt wie bei dem Ausführungsbeispiel 2. Die gemessenen
Übergangsspannungen sind ebenfalls in der Tabelle angegeben.

Ausführungsbeispiel 4

Es wurde ein Flüssigkristallgemisch, bei dem der pleocroitische Farbstoff entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2 durch den in Zeile 22 der Tabelle 2 genannten Farbstoff mit einem Äbsorptionsmaximum bei 568 nm ersetzt worden war, bei ähnlichen Versuchen verwendet. Die gemessenen Übergangsspannungen sind wiederum in der Tabelle 3 angegeben.

In der Tabelle 3 bezeichnet V„„ die Übergangsspannung,

die erforderlich ist, um einen Übergang aus der fokalkonischen Phase in die homöotrope Phase herbeizuführen, während Vqtt die Übergangsspannung be- . zeichnet, bei der ein Übergang aus dem Grandjean-Zustand in den homöotropen Zustand herbeigeführt wird. Fig. 4 zeigt die angelegte Spannung in ihrer Beziehung zur Lichtdurchlässigkeit bei den Ausführungsbeispielen 2, 3 und 4. Gemäß Fig. 4 und der Tabelle 3 ist die Übergangsspannung V^, bei der eine Zelle aus dem verfärbten Zustand in den durchsichtigen Zustand, d.h. aus dem cholesterischen in den homöotropen Zustand, übergeht, dann, wenn die Zelle anfänglich den fokalkonischen Zustand einnimmt, stets niedriger als dann, wenn sich die Zelle anfänglich im Grandjean-Zustand befindet. Mit anderen Worten, der Wert von V_FH ist unabhängig von der Art des verwendeten pleocroitischen Farbstoffs niedriger als der Wert von V_Gtt. In der Praxis ist die Betriebsspannung der Zelle um das 3- bis 5-fache höher als der Wert

Ausführungsbeispiel 5

Der Zweck dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, zu zeigen, daß gemäß der Erfindung eine chiralnematische Verbindung als optisch aktives Material besonders wirksam ist. Das schon genannte 4~(2~Methylbutyl)-4'-cyanbiphenyl, bei dem es sich um eine chiralnematische Verbindung handelt, und Cholesterinchlorid, das eine Steroidverbindung darstellt, wurden mit drei Arten von nematisehen Flüssigkristallen (Proben 31, 32 und 33) in "unterschiedlichen Konzentrationen gemischt, um die Ermittlung der Beziehung zwischen der Konzentration des optisch aktiven Materials und der Ganghöhe des Flüssigkristallgemisches zu ermöglichen.

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Die verwendeten nematischen Flüssigkristalle sind im folgenden genannt:

Bei der Probe 31 handelt es sich in jeder Beziehung um die gleiche Flüssigkristallmasse, die bei dem Ausführungsbeispiel 1 verwendet wurde.

Probe
32

^r4-Butyl-4'-cyanphenylbenzoat 27

4-Äthoxy-4'-cyanphenylbenzoat 28

4-0ctyl-4'-cyanphenylbenzoat 22 Gew.-%

2-Me thyl-4-(4-Butylbenzoyloxy)-

„ 4'-cyanphenylbenzoat 23 Gew.-%

4-Methoxy-4'-äthylazoxybenzol 32 Gew<-%

Probe J 4__jy[_ethoxy-4^I-phenylazoxybenzol 48 Gew.-%

4-Butyl-4'-cyanphenylbenzoat 20 Gew.-#!

Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Konzentration des optisch aktiven Materials und der Ganghöhe bei 3 Arten von Flüssigkristallgemischen, die eine chiralnematische Verbindung enthalten, während Fig. 7 die entsprechende Beziehung für eine Steroidverbindung enthaltende Gemische zeigt. Aus Fig. 6 und 7 ist ersichtlich, daß die chiralnematische Verbindung bei nematischen Flüssigkristallen einen cholesterischen Zustand bei einer niedrigeren Konzentration herbeiführt als die Steroidverbindung.Die Verwendung des optisch aktiven Materials in einer niedrigen Konzentration führt nicht zu einer Erniedrigung des Temperaturbereichs, in dem das Flüssigkristallgemisch im Zustand eines Flüssigkristalls gehalten wird, ermöglicht jedoch die Verwendung des Gemisches innerhalb eines großen Temperaturbereichs.

Ausführungsbeispiel 6

Der in Zeile 22 der Tabelle 2 genannte Farbstoff vom Anthrachinon-Typ wurde in einer Konzentration von 5 Gew.-% den nematischen Flüssigkristallmassen (Proben 31, 32 und 33) sowie dem chiralnematischen Material zugesetzt, die bei dem Ausführungsbeispiel 5 verwendet wurden und einen cholesterischen Zustand annehmen; die so erhaltenen Gemische wurden in Zellen nach dem Ausführungsbeispiel 1 mit einem Zellenspalt von 10 Mikrometer eingeführt, um die Ermittlung der Beziehung zwischen der Konzentration der chiralnematischen Verbindung und der Ganghöhe zu ermöglichen und die Speicherwirkung zu erfassen. Bezüglich der Speicherwirkung sei bemerkt, daß Gemische, die beim Herabsetzen der angelegten Spannung auf Null nach dem Übergang aus dem fokalkonischen Zustand in den homöotropen Zustand die Fähigkeit haben, innerhalb von 3 see in den fokalkonischen Zustand zurückzukehren, in der nachstehenden Tabelle 4 mit einem "0" bezeichnet sind, während Gemische, die hierfür mehr als 3 see benötigen, mit einem 'K"bezeichnet sind.

Tabelle 4

Konzentra tion des optisch aktiven Ma terials , Gew.-%	Nematische Flüssigkristallmasse	Gang höhe, um	Probe 32	Gang höhe, pm	Probe 33	Gang höhe pm
2 5 10	Probe 31	5,5 .2,7 1,4	Spei che r- wirkung	4 2 1	Spei- cher- wirkung	6,4 3,2 1,6
Spei cher wirkung	O X X	O O X.
O X X

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Die Tabelle 4 Iäi3t erkennen, daß die Gemische, bei denen die Ganghöhe über etwa 3 Mikrometer bzw. über einem Drittel der Dicke der Flüssigkristallschicht liegt, eine Speicherwirkung von weniger als 3 see haben, so daß sie für einen statischen Betrieb geeignet sind.

Ausführungsbeispiel 7

Bei dem Ausführungsbeispiel 6 wurde der Zellenspalt innerhalb eines Bereichs von 6 bis 48 Mikrometer variiert, und die Konzentration des als chiralnematische Verbindung verwendeten 4-(4-Methylhexyl)-4'-cyanbiphenyls wurde so eingestellt, daß das Verhältnis zwischen der Ganghöhe des Flüssigkristallgemisches im cholesterischen Zustand und der Spaltbreite der Zelle bzw. der Dicke der Flüssigkristallschicht 1:1 bzw. 1:2 bzw. 1:3 bzw. 1:4 bzw. 1:5 bzw. 1:10 betrug. Die Beziehung zwischen der Ganghöhe und der Speicherwirkung bei diesen Zellen zeigt ebenfalls, daß bei einer Ganghöhe, die über einem Drittel der Breite des Zellenspaltes liegt, die Speicherwirkung unter 3 see liegt. Außerdem zeigt die Beziehung zwischen der Ganghöhe und der Übergangsspannung bei diesen Zellen, daß die Übergangsspannung höher wird, wenn man die Breite des Zellenspaltes vergrößert.

Ausführungsbeispiel 8

Als nematische Flüssigkristalle wurden die nachstehenden Massen vom Phenylcyclohexan-Typ (Probe 34) und vom Cyclohexylbenzoat-Typ (Probe 35) verwendet:

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'4-Cyanphenyl-4^r-propylcyclohexan 30 Gew.-%

Probe 4-Cyanphenyl-4'-pentylcyclohexan 35 Gew.-% -zi^ 4-Cyanphenyl-4'-heptylcyclohexan 25 Gew.-% ^4-Cyan-(4^!-pentylcyclohexyl)-

biphenyl 10 Gew.-%

4-Cyanphenyl-4^r-propylcyclo-

hexylcarboxylat 25 Gew.-%

4-Cyanphenyl-4'-pentylcyclo-Probe / hexylcarboxylat 30 Gew.-$

35 4-Pentoxyphenyl-4^!-prop3'"lcyclo-

hexylcarboxylat 35 Gew.-%

4-Cyanphenyl-4'-butylbenzoat 10 Gew.~%

Als optisch aktives Material wurde den Flüssigkristallmassen (Proben 34 und 35) das genannte 4-(2-Methylbutyl)-4'-cyanbiphenyl in einer Konzentration von 1 Gew.-% zugesetzt. Die so erhaltenen Gemische nehmen einen cholesterischen Zustand an und haben eine Ganghöhe von 4,4 bzw. 7,8 Mikrometer. Ferner wurde der Farbstoff nach Zeile 26 der Tabelle 2, der ein Absorptionsmaximum bei 557 mn hat, in einer Konzentration von 2 Gew.-% zugesetzt und in den genannten cholesterischen Flüssigkristallgemischen gelöst. Jedes Gemisch wurde in eine Reflexionszelle mit einem Zellenspalt von 10 Mikrometer eingeführt, zu der eine durchsichtige Elektrode gehörte, deren Innenfläche mit Lecithin behandelt oder mit einem Yttriumoxidfilm beschichtet worden war. Wird eine Treib er spannung von 10 V angelegt, verschwindet die purpurähnliche Rotfärbung, d.h. bei beiden Zellen entsteht ein farbloser Zustand.

Ferner wurde jedes der genannten cholesterischen Flüssigkristallgemische, welche .· den Farbstoff enthielten, in eine Zelle eingeführt, zu der eine Elektrode ge-

hörte, die einer Behandlung zum Parallelrichten der Moleküle unterzogen worden war, d.h. die mit einem Polyimidfilm beschichtet und dann gerieben worden war, um einen Grandjean-Zustand herbeizuführen. In diesem Fall wird eine Treiberspannung von über 15V benötigt, um den Übergang aus der purpurähnlichen Rot färbung in den farblosen Zustand zu bewirken. Außerdem tritt nach der Beseitigung der angelegten Spannung eine Farbschattierung ein, die erst nach mehr als 30 min wieder verschwindet. Diese Erscheinungen sind insbesondere dann zu beobachten, wenn ein cholesterischer Flüssigkristall mit einer großen Ganghöhe in den Grandjean-Zustand übergeht.

Es sei bemerkt, daß die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur zur Veranschaulichung der Grundgedanken der Erfindung dienen. Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß sich im Rahmen der Erfindung zahlreiche weitere Vorrichtungen schaffen lassen. Beispielsweise kann man sowohl Licht durchlassende als auch Licht reflektierende Vorrichtungen herstellen. Schließlich kann man den nematischen Flüssigkristall, das optisch aktive Material und den pleocroitischen Farbstoff jeweils nach Bedarf wählen.

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Claims

■ 1313753 PATENTANWÄLTE SCHIFF v.FÜNER STREHL SCHÜBEu-HOPf EBSINGHaUS FINCK MARlAHlLFPi-ATZ 2 & 3, MÖNCHEN SO POSTADRESSE: POSTFACH 95 OI 6O, D-8000 MÜNCHEN 95 HITACHI, LTD. 5. April 1979 DEA-14423 Gas t-Wirts-Flüss igkris tall-Dars tellungs vorrichtung

1. Gast-Wirts-Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtung mit einer Gast-Wirts-Flüssigkristallschichts die zwischen zwei Substraten angeordnet ist, von denen jedes mit einer Elektrode zum Anlegen eines elektrischen Feldes an die Flüssigkristallschicht versehen ist, dadurch gekennze lehnet, daß die bzw. jede Elektrode (7) eine in Berührung mit der Flüssigkristallschicht stehende Fläche aufweist, die einer Behandlung derart unterzogen worden ist, daß sie die damit in Berührung stehenden Kristallmoleküle (1) so ausrüstet, daß ihre Längsachsen (3) im rechten Winkel zu der Fläche verlaufen, und daß die Flüssigkristallschicht einen nematischen Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie enthält, ferner ein optisch aktives Material,durch das der nematische Flüssigkristall veranlaßt wird, einen Phasenübergang in einen cholesterischen Zustand durchzumachen, sowie einen pieοcroitischen Farbstoff zum Absorbieren von

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auf die Flüssigkristallschicht fallendem Licht beim Fehlen eines an die Schicht angelegten elektrischen Feldes, wobei die Ganghöhe (P) bei dem cholesterischen Zustand im Bereich zwischen einem Drittel der Dicke der Flüssigkristallschicht und der gesamten Dicke der Schicht liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das optisch aktive Material eine chiralnematische Verbindung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1₅ dadurch gekennzeichnet , daß die nematische Flüssigkristallschicht eine weiße Färbung hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zwischen der bzw. jeder Elektrode (7) und der Flüssigkristallschicht angeordnetes Material, das aus der Gruppe gewählt ist, zu der Lecithin, ein oberflächenaktives Mittel vom Fluor-Typ, Zirkonoxid und Yttriumoxid gehören.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der pleocro!tische Farbstoff ein Farbstoff vom Anthrachinon-Typ ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Flüssigkristallschicht im Bereich von 5-15 Mikrometer liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine chiralnematische Verbindung als optisch aktives Material in der Flüssigkristallschicht in einer Konzentration von 1-10

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Gew.-% enthalten ist, und daß der pleocroitische Farbstoff in der Flüssigkristallschicht in einer Konzentration von 0,5-5 Gew*-% enthalten .ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _} daß die Dicke der Flüssigkristallschicht 10 Mikrometer beträgt, und daß zwischen den Elektroden (7) eine Wechselspannung von 10 V angelegt wird.

9. Gast-Wirts-Flüssigkristall-Darstellungsvorrichtungi gekennzeichnet durch zwei Substrate (6), von denen mindestens eines durchsichtig ist, zwei Elektroden (7), die auf den zugehörigen Substraten angeordnet sind, und von denen mindestens eine durchsichtig ist, eine Gast-Wirts-Flüssigkristallschicht, die einen nematischen Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie enthält, ferner eine chiralnematische Verbindung, die bewirkt, daß der nematische Flüssigkristall einen Phasenübergang in einen cholesterischen Zustand durchmacht, sowie einen pleocroitischen Farbstoff zum Absorbieren von auf die Flüssigkristallschicht fallendem Licht, wenn die Flüssigkristallschicht den cholesterischen Zustand angenommen hat, wobei die Ganghöhe (P) bei dem cholesterischen Zustand im Bereich von einem Drittel der Dicke der Flüssigkristallschicht und der gesamten Dicke liegt, zwei Orientierungsfilme (9), die jeweils zwischen der Flüssigkristallschicht und den Elektroden angeordnet sind und dazu dienen, in Berührung mit einer Elektrodenfläche stehende Moleküle des nematischen Flüssigkristalls so auszurichten, daß sich ihre Längsachsen (3) im rechten Winkel zu der Elektrodenfläche erstrecken, wodurch die Flüssigkristallschicht

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in einen fokalkonischen Zustand gebracht wird, sowie eine zum Erzeugen einer variablen Spannung dienende Quelle (8) zum Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden, wobei beim Anlegen einer Spannung die Flüssigkristallschicht durch einen Phasenübergang in einen homöotropen Zustand gebracht wird, damit sie das einfallende Licht durchläßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch zwei Isolierfilme (10), die jeweils -zwischen der Flüssigkristallschicht und den Elektroden (7) angeordnet sind»

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 > gekennzeichnet durch zwei Isolierfilme (10), die jeweils zwischen den Elektroden (7) und den Orientierungsfilmen (9) angeordnet sind.

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