DE3138067C2

DE3138067C2 -

Info

Publication number: DE3138067C2
Application number: DE3138067A
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Kawasaki Kanagawa Jp Sekimura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-09-25
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1987-11-26
Also published as: DE3138067A1; US4433900A; GB2088110B; GB2088110A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einer Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung mit festgelegten alphanumerischen Anzeigen, wie zum Beispiel Zahlen, Buchstaben, Punkte und dergleichen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen werden in großem Umfang auf dem Uhrengebiet, auf dem Gebiet tragbarer elektronischer Rechner oder elektronischer Taschenrechner, etc., eingesetzt. Bei diesen Anzeigevorrichtungen ist es oft notwendig, zuvor festgelegte Anzeigen auszubilden, wie zum Beispiel Zahlen, Buchstaben, Punkte, Kombinationen von diesen und dergleichen. Zur Ausbildung solcher festgelegter Anzeigemuster ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, das in der JP 1123 651/74A offenbart ist, und bei dem Verbindungs-Abstands-Material in Form von Zahlen oder Buchstaben mittels Siebdrucktechnik innerhalb einer Flüsigkristall-Anzeigevorrichtung gedruckt wird. Bei diesem Verfahren ist es jedoch schwierig, das Verbindungs-Abstands-Material in Form von Ziffern oder Buchstaben mit zufriedenstellender Präzision zu drucken. Ein zusätzlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß das Verbindungs-Abstands-Material dazu neigt, sich in seitlicher Richtung auszubreiten, wenn es verbundartig zwischen zwei Elektrodenplatten eingeschlossen wird, und es ist daher schwierig, kleine Zahlen oder Buchstaben sauber zu identifizieren.

Es ist ein anderes Verfahren zur Ausbildung eines solchen festgelegten Anzeigemusters bekannt, bei dem ein transparenter Film, auf welchen zuvor Buchstaben oder Figuren aufgedruckt worden sind, an der Außenseite eines Substrates einer Anzeigevorrichtung angeordnet wird. Dieses Verfahren hat jedoch die folgenden Nachteile: Die Anzeigefront ist in Abhängigkeit des verwendeten Filmes dunkler; das festgelegte Anzeigemuster ist in erhabener Weise sichtbar, da die festgelegte Anzeigefront von der Betriebsanzeigefront durch die Dicke des transparenten Elektrodensubstrats beabstandet ist (diese Erscheinung wird nachfolgend als "erhabenes Aussehen" bezeichnet).

Die DE-AS 22 36 467 betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, bei der eine Wechselspannung an die cholesterische Phase einer Grandjean-Struktur angelegt wird. Ein Streulichtmuster, das aus einer cholesterischen Phase in fokal-konischem Zustand besteht, läßt sich in der Anzeigevorrichtung für einen begrenzten Zeitraum speichern. Das gespeicherte Muster läßt sich durch Anlegen von Wechselspannung leicht wieder löschen, wodurch die ursprüngliche, durchsichtige cholesterische Phase in der Grandjean-Struktur wieder hergestellt wird. In der genannten Druckschrift wird die Verwendung eines cholesterischen Flüssigkristallgemisches mit einem Gehalt an einer nematischen Flüssigkristallverbindung und einer optisch aktiven Nicht-Flüssigkristallverbindung vorgeschlagen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zur Verfügung zu stellen, in welche ein festgelegtes nicht löschbares Anzeigemuster eingearbeitet ist, das die gleiche Präzision aufweist wie das Betriebsanzeigemuster.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein klares, festgelegtes Anzeigemuster von Zahlen, Buchstaben, Punkten oder Kombinationen von diesen eingearbeitet enthält.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zur Verfügung zu stellen, in welche ein festgelegtes Anzeigemuster eingearbeitet ist, das kein "erhabenes Aussehen" hat.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung durch Zusammenbau einer verbundartigen Struktur aus einem Paar von Substraten mit einer dazwischen eingeschlossenen Flüssigkristallschicht, wobei sich auf den Substraten Elektrodenbeschichtungen auch im Bereich eines festzulegenden Anzeigemusters und wiederum hierauf einer Orientierungsbehandlung unterzogene Orientierungsschichten befinden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zur Erzielung eines festgelegten Anzeigemusters an die Flüssigkristallschicht wenigstens 5 Stunden eine Gleichspannung von wenigstens 3 V oder eine Wechselspannung von wenigstens 10 V anlegt, wobei die Spannung höher als die Treibspannung zum normalen Betrieb der Anzeige ist.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,

Fig. 2 eine Vorderansicht von dieser,

Fig. 3 eine Kurve, die die Beziehung zwischen angelegter Spannung und Leistungszufuhr zeigt, bei der Ausbildung eines festgelegten Anzeigemusters gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 und 5 Querschnitte durch eine erfindungsgemäße "Gast-Wirt"-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, und

Fig. 6 und 7 Querschnitte durch eine erfindungsgemäße pleochroitische Flüssigkristall-Anzeige vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung weist ein festgelegtes Anzeigemuster auf, das durch Anlegen einer Spannung, vorzugsweise einer Gleichspannung oder einer Wechselspannung, die höher ist als die Treibspannung für den Anzeigemusterbetrieb, an einen Flüssigkristall gebildet worden ist, so daß der dabei in einen Ausrichtungszustand gebrachte Flüssigkristall, der sich von demjenigen der umgebenden Flüssigkristalle unterscheidet, in dieser Ausrichtung verharren kann, wenn die angelegte Spannung abgeschaltet wird.

Es wurde ganz überraschend gefunden, daß Flüssigkristalle nach Abschalten der Spannung nicht in ihren Ausrichtungszustand zurückkehren, wenn sie durch Anlegen einer Gleich- oder einer Wechselspannung an die Elektroden während einer bestimmten Zeitspanne, die höher ist als die Treibspannung zum Betrieb der Anzeige, in einen beispielsweise verdrehten, homogenen, homöotropen, geneigten oder hybriden Ausrichtungszustand gebracht werden. Die vorliegende Erfindung beruht auf dieser Erkenntnis.

Das festgelegte Anzeigemuster der Erfindung wird gebildet durch Anlegen von vorzugsweise einer Gleichspannung, da das festgelegte Anzeigemuster in diesem Fall mit einer niedrigeren Spannung gebildet werden kann, verglichen mit dem Fall, bei dem eine Wechselspannung angelegt wird. Die Erfindung ist jedoch ebenso gut durchführbar, wenn eine Wechselspannung angelegt wird. Die anzulegende Gleichspannung beträgt wenigstens 3 V, vorzugsweise 10 V oder mehr, und insbesondere 20 V oder mehr. Die anzulegende Wechselspannung ist höher als die Treibspannung zum Betrieb der Anzeige, das heißt, wenigstens 10 V, vorzugsweise 20 V oder mehr. Die Leistungszufuhrzeit kann durch Anheben der angelegten Spannung verringert werden, wobei die obere Grenze von jedem Fachmann unter Berücksichtigung der Kosten leicht bestimmt werden kann.

Der erfindungsgemäße Weg zur Ausbildung einer festgelegten Anzeige in einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist beispielsweise wie folgt: Ein Paar Elektroden, von denen wenigstens eine mit einem leitenden alphanumerischen Muster, wie beispielsweise Zahlen, Buchstaben, Punkte und dergleichen versehen ist, wird hergestellt; es wird dann eine Flüssigkristall-Anzeigezelle zusammengebaut unter Verwendung dieser Elektroden und anderer notwendiger Elemente, einschließlich eines Flüssigkristall materials; und anschließend wird dann eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung, die höher ist als die Treibspannung zum Betrieb der Anzeige, zwischen dem genannten leitenden Muster und der gegenüberliegenden Elektrode für eine bestimmte Zeit oder länger angelegt.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen dieser Erfindung erläutert.

In Fig. 1, die eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit nematischen Flüssigkristallen, die verdreht ausgerichtet sind, darstellt, bedeuten 11 und 16 ein Paar von Substraten, 15 eine leitende Beschichtung, die als übliche Elektrode dient, 13 und 14 jeweils ein Orientierungsmittel oder -film, 17 eine Flüssigkristallschicht mit positiver dielektrischer Anisotropie, und 12 a eine leitende Beschichtung in Form von Zahlen, Buchstaben oder dergleichen zur Ausbildung der festgelegten Anzeige (nachfolgend wird eine solche Beschichtung als "leitende Beschichtung zur Ausbildung einer festgelegten Anzeige" bezeichnet). Wenn die Flüssigkristallmoleküle, die verdreht ausgerichtet sind und zwischen den leitenden Beschichtungen 12 a und 15 vorliegen, einer Spannung ausgesetzt werden, die höher ist als ein Wert, bei dem die Flüssigkristallmoleküle in einen Zustand homöotroper Ausrichtung gebracht werden, und in diesem Zustand verharren, ohne in ihren ursprünglichen Zustand verdrehter Ausrichtung zurückzukehren, selbst wenn die zwischen den leitenden Beschichtungen 12 a und 15 angelegte Spannung abgeschaltet wird, wird ein festgelegtes Flüssigkristall- Anzeigemuster durch die in homöotrope Ausrichtung gebrachte Flüssigkristallmoleküle 18 a ausgebildet. Demzufolge repräsentiert das Bezugszeichen 18 a die in einen homöotropen Orientierungszustand gebrachten Flüssigkristallmoleküle, die in diesem Zustand verharren, ohne in ihren ursprünglichen Zustand verdrehter Ausrichtung zurückzukehren, wenn die angelegte Spannung abgeschaltet wird. Nachfolgend wird ein solcher Zustand festgelegter oder stabiler Orientierung der Flüssigkristallmoleküle als ein Zustand "permanenter homöotroper Orientierung" bezeichnet.

Auf der anderen Seite bedeutet 12 b eine leitende Beschichtung für den Betrieb der Flüssigkristall-Anzeige. Wenn die Treibspannung zwischen den leitenden Beschichtungen 12 b und 15 angelegt wird, gehen die verdreht ausgerichteten Flüssigkristallmoleküle 18 b in einen Zustand homöotroper Ausrichtung über, und bilden dabei ein Betriebsanzeigemuster. Beim Abschalten der Treib spannung kehren die homöotrop orientierten Flüssigkristallmoleküle 18 b in ihren ursprünglichen Zustand verdrehter Ausrichtung zurück, und das Betriebsanzeigemuster verschwindet. Obgleich die geeignete Treibspannung in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Flüssigkristallmaterials und dergleichen variiert, hat sie im allgemeinen einen Wert bis hinauf zum Sättigungspotential, das heißt, sie liegt in der Größenordnung von 1 bis 15 V Wechselspannung. Um den Musterkontrast zu verstärken, arbeitet die Zelle vorzugsweise beim Sättigungspotential.

Der Spannungswert, der notwendig ist, die Flüssigkristallmoleküle 18 a in den Zustand "permanenter homöotroper Orientierung" zu bringen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, kann nicht absolut spezifiziert werden, da die Orientierungsstärke der Flüssigkristalle in Abhängigkeit von der Art des Flüssigkristallmaterials und des Orientierungsmittels (-films), der Wechselwirkung zwischen diesen und auch von der Leistungszufuhrzeit abhängt. Im allgemeinen jedoch beträgt diese Spannung wenigstens 3 V, vorzugsweise 10 V oder mehr, bei Gleichspannung, und wenigstens 10 V, vorzugsweise 20 V oder mehr bei Wechselspannung. Eine längere Leistungszufuhrzeit ist notwendig, wenn die angelegte Spannung geringer ist, und umgekehrt.

Die Fig. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen angelegter Spannung und erforderlicher Leistungszufuhrzeit, wenn ein festgelegtes Anzeigemuster unter Verwendung von Nematic Phase 1565 TNC Crystal (Handelsbezeichnung einer nematischen Flüssigkristallmischung aus hauptsächlich Flüssigkristall verbindungen der Phenylcyclohexangruppe und der Biphenylcyclohexangruppe, welche eine positive dielektrische Anisotropie aufweist, in den Handel gebracht von der Firma Merck AG, Bundesrepublik Deutschland) als Flüssigkristalle und eines Siliciumdioxid-Films als Orientierungsfilm, der einer gleichgerichteten Reibungsbehandlung unterzogen worden ist, hergestellt wird. Die Kurve 31 in Fig. 3 wurde erhalten durch Auftragen der angelegten Spannung gegen die Leistungszufuhrzeit, die erforderlich war, um die Moleküle 18 a eine "permanente homöotrope Ausrichtung" annehmen zu lassen. Wie in Fig. 3 gezeigt wird, variieren die angelegte Spannung und die Leistungs zufuhrzeit in Abhängigkeit von sowohl dem Flüssigkristallmaterial als auch dem verwendeten Orientierungsfilm. Der Kurve 31 ähnliche angelegte Spannung/Leistungszufuhrzeit- Beziehungen können jedoch auch bei den weiter unten erwähnten Flüssigkristallarten beobachtet werden, die keine nematischen Flüssigkristalle mit verdrehter Anordnung sind.

Die Fig. 4 zeigt eine "Gast-Wirt"-Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung, bei der nematische Flüssigkristallmaterialien verwendet werden, und die eine positive dielektrische Anisotropie zeigt, wobei 41 und 46 Substrate bedeuten, 45 eine leitende Beschichtung, die als übliche Elektrode dient, 43 und 44 jeweils ein Orientierungsmittel oder -film, 47 eine Schicht von Flüssigkristallen mit positiver dielektrischer Anisotropie, die einen dichroitischen Farbstoff gelöst enthält, und 42 a eine leitende Beschichtung zur Ausbildung der festgelegten Anzeige. Wenn die Flüssigkristallmoleküle homogener oder verdrehter Ausrichtung, die sich zwischen den leitenden Beschichtungen 42 a und 45 befinden, einer Spannung ausgesetzt werden, die höher ist als ein Wert, bei dem die Flüssigkristallmoleküle in einen Zustand homöotroper Ausrichtung gebracht werden und in diesem Zustand verharren, ohne in den ursprünglichen Zustand homogener oder verdrehter Ausrichtung zurückzukehren, selbst wenn die zwischen den leitenden Beschichtungen 42 a und 45 angelegte Spannung abgeschaltet wird, wird ein trübes festgelegtes Anzeigemuster auf farbigem Hintergrund mit den Flüssigkristallmolekülen 48 a und einem dichroitischen Farbstoff 49 a ausgebildet, welche in einen Zustand homöotroper Orientierung gebracht worden sind. Demzufolge repräsentiert das Bezugszeichen 48 a die in einen Zustand homöotroper Orientierung gebrachten Flüssigkristallmoleküle, in welchem Zustand sie verharren, ohne in ihren ursprünglichen Zustand homogener oder verdrehter Ausrichtung zurückzukehren, wenn die angelegte Spannung abgeschaltet wird. Nachfolgend wird ein solcher Zustand als ein Zustand "permanenter hömöotroper Orientierung" bezeichnet. Auf der anderen Seite bedeutet 42 b eine leitende Beschichtung zur Ausbildung der Betriebsanzeige des Flüssigkristalls. Wenn eine Treibspannung zwischen die leitenden Beschichtungen 42 b und 45 angelegt wird, gehen die Flüssigkristallmoleküle 48 b und die dichroitischen Farbstoffmoleküle 49 b aus ihrem Zustand homogener oder verdrehter Ausrichtung in eine homöotrope Orientierung über und bilden dabei ein Betriebsanzeigemuster aus. Beim Abschalten der Treibspannung kehren die homöotrop orientierten Flüssigkristallmoleküle in ihren ursprünglichen Zustand homogener oder verdrehter Ausrichtung zurück und das Betriebsanzeigemuster verschwindet. Obgleich die geeignete Treibspannung in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Flüssigkristallmaterials und dergleichen variiert, hat sie im allgemeinen einen Wert bis hinauf zum Sättigungspotential, das heißt, sie liegt in der Größenordnung von 1 bis 15 V Wechselspannung.

Der Spannungswert, der erforderlich ist, um die Flüssigkristall moleküle 48 a in den Zustand "permanenter homöotroper Orientierung" zu bringen, wie dies in Fig. 4 gezeigt wird, kann nicht absolut spezifiziert werden, da die Orientierungskraft der Flüssigkristalle in Abhängigkeit der Arten der Flüssigkristallmaterialien und der Orientierungsmittel (-filme), der Wechselwirkung zwischen diesen, und auch von der Leistungszufuhrzeit variiert. Im allgemeinen beträgt diese Spannung jedoch wenigstens 3 V, vorzugsweise 10 V oder mehr bei Gleichspannung, und wenigstens 10 V, vorzugsweise 20 V oder mehr bei Wechselspannung. Eine längere Leistungszufuhrzeit ist erforderlich, wenn die angelegte Spannung niedriger ist, und umgekehrt.

Geeignete typische Flüssigkristallmaterialien für Anzeigevorrichtungen der in den Fig. 1 und 4 dargestellten Art umfassen solche nematischen Flüssigkristallmaterialien, die eine positive dielektrische Anisotropie aufweisen, einschließlich solche nematischen Verbindungen vom Typ Schiff'sche Base, vom Biphenyl-Typ, Azoxy-Typ, Ester-Typ und Cyclohexan-Typ und dergleichen. Spezielle Beispiele sind die folgenden:

NP-(1) eine Mischung (vom Typ Schiff'sche Base) von

NP-(2) eine Mischung (vom Biphenyl-Typ) von

und

NP-(3) eine Mischung (vom Azoxy-Typ) von

NP-(4) Mischung (Ester-Typ) von

NP-(5) Mischung (Cyclohexan-Typ) von

NP-(6) Mischung (vom Typ Schiff'sche Base) von

NP-(7) Mischung von

Diese gemischten Kristalle können eine kleine Menge einer cholesterinischen Flüssigkristallverbindung enthalten.

Dichroitische Farbstoffe, die für Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vom Typ "Gast-Wirt", dargestellt in Fig. 4, verwendet werden können, können erfindungsgemäß aus einem sehr großen Bereich von Verbindungen ausgewählt werden.

Spezielle Beispiele sind die folgenden:

Von diesen dichroitischen Farbstoffen werden Anthrachinonfarbstoffe besonders bevorzugt.

Die Erfindung kann auch zur Ausbildung eines festgelegten Anzeigemusters in Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vom Typ "Wirt-Gast" angewandt werden, bei denen nematische Flüssigkristalle mit negativer dielektrischer Anisotropie verwendet werden.

Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Typ "Wirt-Gast", in welcher nematische Flüssigkristalle mit negativer dielektrischer Anisotropie verwendet werden.

In Fig. 5 bedeuten 51 und 56 Substrate, 55 eine leitende Beschichtung, die als übliche Elektrode dient, 53 und 54 jeweils ein Orientierungsmittel oder -film, 57 eine Schicht von Flüssigkristallen mit negativer dielektrischer Anisotropie, welche einen dichroitischen Farbstoff gelöst enthält, und 52 a eine leitende Beschichtung zur Ausbildung der festgelegten Anzeige. Wenn die Flüssigkristall moleküle homöotroper oder geneigter Ausrichtung, die zwischen den leitenden Beschichtungen 52 a und 55 vorliegen, einer Spannung ausgesetzt werden, die höher ist als ein Wert, bei dem die Flüssigkristallmoleküle in einen Zustand homogener Ausrichtung gebracht werden und in diesem Zustand verharren, ohne in ihren ursprünglichen Zustand homöotroper oder geneigter Ausrichtung zurückzukehren, selbst wenn die zwischen den leitenden Beschichtungen 52 a und 55 angelegte Spannung abgeschaltet wird, wird ein festgelegtes farbiges Anzeigemuster mit den Flüssigkristallmolekülen 58 a und die dichroitischen Farbstoffmolekülen 59 a ausgebildet, die aus ihrem ursprünglichen Zustand homöotroper oder geneigter Ausrichtung in einen Zustand "permanenter homogener Orientierung" gebracht worden sind. Demzufolge repräsentieren die Bezugszeichen 58 a und 59 a die Flüssigkristallmoleküle, die in den Zustand homogener Orientierung gebracht worden sind, in welchem sie verharren, ohne in ihren ursprünglichen Zustand homöotroper oder geneigter Ausrichtung zurückzukehren, wenn die angelegte Spannung abgeschaltet wird. Nachfolgend wird ein solcher Zustand als ein Zustand "permanenter homogener Orientierung" bezeichnet.

Auf der anderen Seite bedeutet 52 b eine leitende Beschichtung zur Ausbildung des Betriebsmusters des Flüssigkristalls. Wenn zwischen die leitenden Beschichtungen 52 b und 55 eine Treibspannung angelegt wird, gehen die Flüssigkristallmoleküle 58 b und die dichroitischen Farbstoff moleküle 59 b aus ihrem Zustand homöotroper oder geneigter Ausrichtung in einen Zustand homogener Orientierung über und bilden dabei ein Betriebsanzeigemuster aus. Beim Abschalten der Treibspannung kehren die homogenen ausgerichteten Flüssigkristallmoleküle in ihren ursprünglichen Zustand homöotroper oder geneigter Ausrichtung zurück und das Betriebsanzeigemuster verschwindet. Obgleich die geeignete Treibspannung in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Flüssigkristallmaterials und dergleichen abhängt, hat sie im allgemeinen einen Wert bis hinauf zum Sättigungspotential, das heißt, sie liegt in einer Größenordnung von 1 bis 15 V Wechselspannung.

Der Spannungswert, der erforderlich ist, um die Flüssigkristallmoleküle 58 a und die dichroitischen Farbstoffmoleküle 59 a in den Zustand "permanenter homogener Orientierung" zu bringen, dargestellt in Fig. 5, kann nicht absolut spezifiziert werden, da die Orientierungskraft der Flüssigkristalle in Abhängigkeit von der Art des Flüssigkristallmaterials und des Orientierungsmittels (-films), der Wechselwirkung zwischen diesen, und auch von der Leistungszufuhrzeit abhängt. Im allgemeinen beträgt diese Spannung jedoch wenigstens 3 V, vorzugsweise 10 V oder mehr bei Gleichspannung, und wenigstens 10 V, vorzugsweise 20 V oder mehr, bei Wechselspannung. Eine längere Leistungszufuhrzeit ist erforderlich, wenn eine niedrigere Spannung angelegt wird, und umgekehrt.

Es kann beispielsweise die gleiche Beziehung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, zwischen angelegter Spannung und erforderlicher Leistungszufuhrzeit beobachtet werden, wenn Elektrodenplatten, die eine Beschichtung von p-Methoxybenzoesäure als Orientierungsmittel und eine Lösung eines Anthrachinonfarbstoffes in p-Azoxyanisol als Flüssigkristallmaterial verwendet werden.

Typische Flüssigkristallmaterialien mit negativer dielektrischer Anisotropie, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, umfassen die folgenden nematischen Verbindungen:

Azoxy-Typ

und

Benzyliden-anilin-Typ

Neben diesen Flüssigkristallen können auch solche vom cholesterinischen Typ und smectischen Typ verwendet werden.

Diese Flüssigkristalle können geeignete Orientierungsmittel enthalten, beispielsweise organische Chlorsilane, organische Alkoxysilane, organische Silanole, Fettsäuren, Fettsäureester, p-Aminobenzosäure, p-Butylbenzoesäure, p-Methoxybenzoesäure, p-Benzylidenaminobenzoesäure, p-Hydroxybenzoesäure, 3,5-Dihydroxybenzoesäure, 3,4,5- Trihydroxybenzoesäure, Trifluormethyltrimethoxysilan und Fluor-haltige oberflächenaktive Mittel. Diese Orientierungsmittel können in Form einer Beschichtung auf den Elektroden verwendet werden.

Die in diesem Fall verwendeten dichroitischen Farbstoffe können aus einem großen Bereich ausgewählt werden. Beispielsweise können die oben erwähnten dichroitischen Farbstoffe verwendet werden, wobei von diesen auch in diesem Fall die Anthrachinonfarbstoffe bevorzugt werden.

Darüber hinaus kann die Erfindung auch auf Farbanzeigesysteme angewendet werden, bei denen der Pleochroismus der Flüssigkristalle ausgenutzt wird. Von dieser Art Anzeigevorrichtung gibt es zwei verschiedene Haupttypen: pleochroitische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, die den Dichroismus von Flüssigkristallen ausnutzen, und die zuvor erwähnten Anzeigevorrichtungen vom Typ "Wirt-Gast", die den Dichroismus des Farbstoffes ausnutzen. Diese beiden Typen von Anzeigevorrichtungen werden weiterhin in zwei verschiedene Arten unterteilt, in eine, bei der nematische Flüssigkristalle mit positiver dielektrischer Anisotropie, und in eine andere, bei der solche nematischen Flüssigkristalle mit negativer dielektrischer Anisotropie eingesetzt werden. Es ist bekannt, daß nematische Flüssigkristalle mit positiver dielektrischer Anisotropie die sogenannte homogene Ausrichtung annehmen, bei der die Flüssigkristallmoleküle in paralleler Richtung zu den Substraten orientiert sind, während gleichzeitig bekannt ist, daß nematische Flüssigkristalle mit negativer dielektrischer Anisotropie eine homöotrope Ausrichtung annehmen, wobei die Flüssigkristallmoleküle in senkrechter Richtung zu den Substraten oder in geneigter Ausrichtung mit einem Neigungswinkel orientiert sind.

Bei einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Typ "Wirt-Gast", wie oben erwähnt, ist ein dichroitischer Farbstoff als Gast in dem Flüssigkristallmaterial-Wirt mit definierter Ausrichtung gelöst, wobei die Ausrichtung der Flüssigkristalle durch ein elektrisches Feld kontrolliert wird, und wobei gleichzeitig die Ausrichtung des Farbstoffes kontrolliert wird, und die dadurch verursachte Farbintensitätsänderung wird durch einen polarisierenden Film hindurch angezeigt, wodurch eine farbige Anzeige erhalten wird. Im Gegensatz hierzu unterscheidet sich die pleochroitische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Typ "Gast-Wirt" dadurch, daß erstere ein farbiges Flüssigkristallmaterial, beispielsweise Verbindungen der Azo- und Azoxy-Gruppe, anstelle eines mittels eines dichroitischen Farbstoffes gefärbten Flüssigkristallmaterials verwendet. In den vergangenen Jahren wurde die Entwicklung von pleochroitischen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vorangetrieben, da diese Art Anzeigevorrichtung von verschiedenen Problemen frei ist, die bei einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Typ "Gast-Wirt" angetroffen werden, das heißt, Instabilität, Verblassung und elektrische Zerstörung des Farbstoffes, und darüber hinaus die Abhängigkeit von der Löslichkeit des Farbstoffes in den Flüssigkristallen und der Einfluß des Farbstoffes auf die Regelmäßigkeit. Es sind insbesondere pleochroitische Flüssigkristalle mit positiver dielektrischer Anisotropie geeignet, da bei ihrer Verwendung eine negativ gefärbte Anzeige möglich ist.

Die Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, in welcher pleochroitische Flüssigkristalle mit positiver dielektrischer Anisotropie eingesetzt werden.

In der Fig. 6 bedeuten 61 und 62 Substrate, 65 eine leitende Beschichtung, die als übliche Elektrode dient, 63 und 64 jeweils ein Orientierungsmittel oder -film, 67 eine Schicht von pleochroitischen Flüssigkristallen mit positiver dielektrischer Anisotropie und 62 a eine leitende Beschichtung zur Ausbildung der festgelegten Anzeige. Wenn die Flüssigkristallmoleküle homogener Ausrichtung, die sich zwischen den leitenden Beschichtungen 62 a und 65 befinden, einer höheren Spannung ausgesetzt werden als einem Spannungswert, bei dem die Flüssigkristallmoleküle in einen Zustand homöotroper Ausrichtung gebracht werden, und in diesem Zustand verharren, ohne in ihren ursprünglichen Zustand homogener Ausrichtung zurückzukehren, selbst wenn die zwischen den leitenden Beschichtungen 62 a und 65 angelegte Spannung abgeschaltet wird, wird ein festgelegtes Flüssigkristall-Anzeigemuster durch die Flüssigkristallmoleküle 68 a ausgebildet, die in einen Zustand homöotroper Ausrichtung gebracht worden sind. Demzufolge repräsentiert das Bezugs zeichen 68 a die in den Zustand homöotroper Orientierung gebrachten Flüssigkristallmoleküle, die in diesem Zustand verharren, ohne in ihren ursprünglichen Zustand homogener Ausrichtung zurückzukehren, wenn die angelegte Spannung abgeschaltet wird. Nachfolgend wird ein solcher Zustand als ein Zustand "permanenter homöotroper Orientierung" bezeichnet. Andererseits bezeichnet 62 b eine leitende Beschichtung zur Ausbildung eines Betriebsanzeigemusters des Flüssigkristalls. Wenn eine Treibspannung zwischen die leitenden Beschichtungen 62 b und 65 angelegt wird, gehen die homogen ausgerichteten Flüssigkristallmoleküle 68 b in eine homöotrope Ausrichtung über und bilden dabei ein Betriebsanzeigemuster. Beim Ab schalten der Treibspannung kehren die homöotrop orientierten Flüssigkristallmoleküle 68 b in ihren ursprünglichen Zustand homogener Ausrichtung zurück und das Betriebsanzeigemuster verschwindet. Obwohl die geeignete Treibspannung in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Flüssigkristallmaterials und dergleichen variiert, hat sie im allgemeinen einen Wert bis hinauf zum Sättigungspotential, das heißt, sie liegt in der Größenordnung von 1 bis 15 V Wechselspannung.

Der erforderliche Spannungswert, um die Flüssigkristallmoleküle 68 a in den Zustand "permanenter homöotroper Orientierung" zu bringen, dargestellt in Fig. 6, kann nicht absolut spezifiziert werden, da die Orientierungskraft der Flüssigkristalle in Abhängigkeit der verschiedenen Arten von Flüssigkristallmaterialien und Orientierungsmittel (-filme), der Wechselwirkung zwischen diesen und auch von der Leistungszufuhrzeit abhängt. Im allgemeinen beträgt diese Spannung jedoch wenigstens 3 V, vorzugsweise 10 V oder mehr bei Gleichspannung, und wenigstens 10 V, vorzugsweise 20 V bei Wechselspannung. Eine längere Leistungszufuhrzeit ist bei einer niedrigeren angelegten Spannung erforderlich, und umgekehrt.

Es kann praktisch die gleiche Beziehung zwischen angelegter Spannung und erforderlicher Leistungszufuhrzeit, wie die in Fig. 3 dargestellte Beziehung beobachtet werden, wenn beispielsweise eine Mischung von p-Äthoxy-p′-butyl azobenzol und p-Heptoxy-p′-butylazobenzol (als nematische pleochroitische Flüssigkristallzusammensetzung mit positiver dielektrischer Anisotropie) und ein Siliciumdioxid überzug, der einer gleichgerichteten Reibungsbehandlung unterzogen worden ist, als Orientierungsfilm verwendet werden.

Typische nematische pleochroitische Flüssigkristalle mit positiver dielektrischer Anisotropie, die erfindungs gemäß eingesetzt werden können, umfassen solche vom Azo-Typ, beispielsweise eine Mischung von p-Äthoxy-p′-butylazobenzol und p-Hexyloxy-p′-butylazobenzol, und eine Zusammensetzung, die durch weitere Zugabe von p′-Butoxybenzyliden-p-cyanoanilin zu dieser Mischung hergestellt worden ist. Neben diesen Zusammensetzungen können auch solche vom smectischen und cholesterinischen Typ verwendet werden.

Die Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, in welcher pleochroitische Flüssigkristalle mit negativer dielektrischer Anisotropie verwendet werden.

In der Fig. 7 bedeuten 71 und 72 Substrate, 75 eine leitende Beschichtung, die als übliche Elektrode dient, 73 und 74 jeweils ein Orientierungsmittel oder -film, 77 eine Schicht von pleochroitischen Flüssigkristallen mit negativer dielektrischer Anisotropie, und 72 a eine leitende Beschichtung zur Ausbildung einer festgelegten Anzeige. Wenn die Flüssigkristallmoleküle homöotroper oder geneigter Ausrichtung, die sich zwischen den leitenden Beschichtungen 72 a und 75 befinden, einer Spannung ausgesetzt werden, die höher ist als ein Wert, bei dem die Flüssigkristallmoleküle in einen Zustand homogener Orientierung gebracht werden, und in diesem Zustand verharren, ohne in ihren ursprünglichen Zustand homöotroper oder geneigter Ausrichtung zurückzukehren, selbst wenn die zwischen den leitenden Beschichtungen 72 a und 75 angelegte Spannung abgeschaltet wird, wird ein festgelegtes Flüssigkristall-Anzeigemuster durch die Flüssigkristallmoleküle 78 a ausgebildet, die in einen Zustand homogener Orientierung gebracht worden sind. Demzufolge repräsentiert das Bezugszeichen 78 a die in den Zustand homogener Orientierung gebrachten Flüssigkristallmoleküle, die in diesem Zustand verharren, ohne in ihren ursprünglichen Zustand homöotroper oder geneigter Ausrichtung zurückzu kehren, wenn die angelegte Spannung abgeschaltet wird. Nachfolgend wird ein solcher Zustand als ein Zustand "permanenter homogener Orientierung" bezeichnet. Andererseits bedeutet 72 b eine leitende Beschichtung zur Ausbildung eines Betriebsanzeigemusters des Flüssigkristalls. Wenn eine Treibspannung zwischen den leitenden Beschichtungen 72 b und 75 angelegt wird, gehen die Flüssigkristall moleküle 78 b aus ihrem Zustand homöotroper oder geneigter Ausrichtung in einen Zustand homogener Ausrichtung über und bilden dabei ein Betriebsanzeigemuster aus. Beim Abschalten der Treibspannung kehren die homogen ausgerichteten Flüssigkristallmoleküle 78 b in ihren ursprünglichen Zustand homöotroper oder geneigter Ausrichtung zurück und das Betriebsanzeigemuster verschwindet. Obgleich die geeignete Treibspannung in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Flüssigkristallmaterials und dergleichen variiert, hat sie im allgemeinen einen Wert bis hinauf zum Sättigungspotential, das heißt, sie liegt in der Größenordnung von 1 bis 15 V Wechselspannung.

Der Spannungswert, der notwendig ist, um die Flüssigkristallmoleküle 78 a in den Zustand "permanenter homogener Orientierung" zu bringen, dargestellt in Fig. 7, kann nicht absolut spezifiziert werden, da die Orientierungskraft der Flüssigkristalle in Abhängigkeit der verschiedenen Flüssigkristallmaterialien und der Orientierungsmittel (-filme), der Wechselwirkung zwischen diesen und auch von der Leistungszufuhrzeit abhängt. Im allgemeinen jedoch beträgt diese Spannung wenigstens 3 V, vorzugsweise 10 V oder mehr bei Gleichspannung, und wenigstens 10 V, vorzugsweise 20 V oder mehr bei Wechselspannung. Eine längere Leistungszufuhrzeit ist erforderlich, wenn die angelegte Spannung niedriger ist, und umgekehrt.

Es wird praktisch die gleiche Beziehung wie in Fig. 3 zwischen der angelegten Spannung und der erforderlichen Leistungszufuhrzeit zur Ausbildung der festgelegten Anzeige beobachtet, wenn beispielsweise p-Methoxy-p′- butylazobenzol als Flüssigkristalle und Elektrodenplatten mit einer Beschichtung aus p-Methoxybenzoesäure als Orientierungsmittel verwendet werden.

Typische Flüssigkristalle, die in diesem Fall verwendet werden können, umfassen pleochroitische nematische Flüssigkristalle mit negativer dielektrischer Anisotropie, wie zum Beispiel p-Methoxy-p′-butylazobenzol. Neben diesen Flüssigkristallen können auch solche vom smectischen oder cholesterinischen Typ eingesetzt werden.

Diese Flüssigkristalle können geeignete Orientierungsmittel enthalten, wie beispielsweise organische Chlorsilane, organische Alkoxysilane, organsiche Silanole, Fettsäuren, Fettsäureester, p-Aminobenzoesäure, p-Methoxy benzoesäure, p-Benzylidenaminobenzoesäure, p-Hydroxybenzoesäure, 3,5-Dihydroxybenzoesäure, 3,4,5-Trihydroxybenzoesäure, Trifluormethyltrimethoxysilan und Fluor-haltige oberflächenaktive Mittel. Diese Orientierungsmittel können auch in Form einer Beschichtung auf den Elektrodenplatten eingesetzt werden.

In Fig. 2, die eine Vorderansicht einer Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung darstellt, welche eine erfindungsgemäß hergestellte festgelegte Anzeige aufweist, bedeuten 21 a bis 21 h festgelegte Anzeigebuchstaben, die beispielsweise mit den Flüssigkristallmolekülen 18 a von Fig. 1, die in einen Zustand "permanenter homöotroper Orientierung" gebracht worden sind, gebildet wurden, und 22 a bis 22 e Betriebsanzeigemuster, die beispielsweise mit den in Fig. 1 dargestellten Flüssigkristallmolekülen 18 b gebildet wurden, und die durch Anlegen einer Treibspannung vorübergehend aus ihrer verdrehten Ausrichtung in eine homöotrope Ausrichtung gebracht worden sind. Die Betriebsanzeige wird durch eine von einem äußeren (nicht dargestellten) Stromkreis gespeiste Energie über die Elektrodenterminals 23 betrieben. In der Fig. 2 bedeutet 24 einen Dichtungsring, der durch Anwendung eines Verfahrens, wie zum Beispiel Siebdruck und dergleichen, gebildet worden ist, und 25 einen Verschlußstopfen. Klebstoffe auf Epoxyharzbasis und dergleichen können als Dichtungsring 24 und als Verschlußstopfen 25 verwendet werden. In den in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen können festgelegte Anzeigemuster je nach verwendeter Flüssigkristallanzeigeart ausgebildet werden.

Es ist wünschenswert, ein Substrat zu verwenden (beispielsweise Glas, Kunststoffe und dergleichen), das einen transparenten, leitenden Film (beispielsweise Indiumoxid, Zinnoxid, Indiumoxid-Zinnoxid, enthaltend 0,1 bis 40 Gew.-% Zinnoxid, und dergleichen) auf wenigstens einer Oberfläche als Elektrodenplatten einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung hat. Als Beispiele für im Rahmen der Erfindung einsetzbare opake leitende Filme können Aluminium, Gold, Silber, Kupfer und Blei erwähnt werden.

Im Falle der Verwendung von nematischen Flüssigkristallen mit positiver dielektrischer Anisotropie in erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, kann ein Orientierungsfilm geeigneter isolierender Beschichtung herangezogen werden. Der Orientierungsfilm ist eine Beschichtung, die einer Oberflächenbehandlung, wie beispielsweise einer in bezug auf ihre Front gleichgerichteten Reibung und dergleichen, unterzogen worden ist. Typische Isolierungsbeschichtungen, die eingesetzt werden können, umfassen Orientierungsfilme, die die folgenden anorganischen und organischen Materialien enthalten: anorganische Materialien, wie zum Beispiel gesintertes Glas und Siliciumoxid und dergleichen, und organische Materialien, wie zum Beispiel Polyimide (herstellbar durch Kondensation der folgenden Diamine und Säureanhydride: Diamine, zum Beispiel m-Phenylendiamin, p-Phenylendiamin, m-Xyloldiamin, p-Xyloldiamin, 4,4′-Diaminodiphenyläther, 4,4′-Diaminodiphenylmethan, 4,4′-Diaminodiphenylsulfid, 4,4′-Diaminodiphenylsulfon, 1,5-Diaminonaphthalin, 3,3′-Dimethylbenzidin und Bis-(4-b-amino-t-butylphenyl)-äther; Säureanhydride, zum Beispiel Pyrometllitanhydrid, 2,3,6,7-Naphthalintetracarbonsäureanhydrid, 3,3′,4,4′-Diphenyltetracarbonsäureanhydrid, 1,2,5,6-Naphthalintetracarbonsäureanhydrid, 2,3,4,5-Thiophentetracarbonsäureanhydrid und 2,2-Bis-(3′,4′- dicarboxyphenyl)-propananhydrid), Polybenzoxazole, Polybenzimidazole, Polybenzothiadiazole, Poly-p-xylylen, Polyolefine (zum Beispiel Polyäthylen, Polypropylen, etc.), Polyfluoräthylene und Polyester, zum Beispiel Polyäthylenterephthalat. Eine Beschichtung eines geeigneten Silankupplungsmittel (zum Beispiel γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, etc.) kann als Zwischenfläche zwischen die leitende Beschichtung und den Orientierungsfilm aufgetragen werden. Der genannte Orientierungsfilm kann auch ein geeignetes Orientierungsverbesserungsmittel enthalten (zum Beispiel Titandioxid, Zinkoxid, etc.). Es ist auch möglich, daß nematische Flüssigkristalle mit positiver dielektrischer Anisotropie eine verdrehte Ausrichtung annehmen durch Überlappen von zwei Orientierungsfilmen, die mit Tuch, Papier oder dergleichen gleichgerichtet gerieben worden sind, derart, daß die Reibungsrichtungen der beiden Filme einander kreuzen können. Es ist bekannt, daß in diesem Fall durch das Anlegen einer Spannung die verdreht ausgerichteten Flüssigkristallanteile nur dort, wo die Spannung angelegt wird, in eine homöotrope Ausrichtung übergehen. Demzufolge kann eine positive oder negative Anzeige erhalten werden, indem man zwei polarisierende Platten an die Fronten der äußeren Oberflächen der beiden Elektrodenplatten anordnet, die die Flüssigkristallschicht zwischen ihnen verbundartig einschließen, und indem man die polarisierenden Achsen der polarisierenden Platten senkrecht oder parallel zueinander einstellt.

Es ist auch möglich, einen geeigneten isolierenden Film auf der leitenden Beschichtung vorzusehen, wenn es sich um eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung handelt, in welcher nematische Flüssigkristalle mit negativer dielektrischer Anisotropie eingesetzt werden.

In den erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen können in den Figuren nicht dargestellte Abstandshalter zwischen den beiden Elektrodenplatten angeordnet werden, die aus Glasperlen, körnigem Aluminiumoxid oder Glasfasern bestehen.

Im Falle von verdreht angeordneten nematischen Flüssigkristallen kann der Zellenzusammenbau so erfolgen, daß man zwei Elektrodenplatten, die einer gleichgerichteten Orientierung unterzogen worden sind, so anordnet, daß die Orientierungsrichtung der behandelten Platten einander bei einem Winkel von 90° oder 90±α° (α: 1 bis 20) kreuzen können.

Ein Flüssigkristallmaterial wird in die so zusammengebaute Zelle eingespritzt und die Einlaßöffnung dann mit einem Bindemittel auf Epoxybasis oder dergleichen verschlossen, um die Anzeigevorrichtung fertigzustellen.

Erfindungsgemäß kann, falls notwendig, ein polarisierender Film verwendet werden. Geeignete polarisierende Filme sind zum Beispiel ein halogenangereicherter Film, wie zum Beispiel ein Polyvinylalkoholfilm, der Jodmoleküle enthält, welche in einer bestimmten Richtung angeordnet sind, farbstoffhaltige polarisierende Filme, wie zum Beispiel Polyvinylalkoholfilme, die dichroitische Farbstoffmoleküle enthalten, welche in einer bestimmten Richtung ausgerichtet sind, polarisierende Polyvinylenfilme mit einer Polylenstruktur, die durch intramolekulare Dehydrochlorierung von Polyvinylchlorid hergestellt worden sind, metallische polarisierende Filme, und dergleichen. Der polarisierende Film wird in einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung so angeordnet, daß die polarisierende Achse parallel oder senkrecht zu der Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle ist.

Durch die Erfindung wird eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem festgelegten Anzeigemuster zur Verfügung gestellt, die die folgenden Vorteile aufweist:

(1) Das festgelegte Anzeigemuster weist kein "erhabenes Aussehen" auf,
(2) festgelegte alphanumerische Anzeigemuster, wie zum Beispiel Zahlen, Buchstaben, Punkte und dergleichen können deutlich identifiziert werden, und
(3) das festgelegte Anzeigemuster kann mit der gleichen Präzision hergestellt werden, wie das Betriebs anzeigemuster.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen weiter erläutert:

Beispiel 1

Es wurde eine Anzeigeelektrodenplatte hergestellt durch musterförmiges Auftragen einer transparenten leitenden Beschichtung aus Indiumoxid auf einem Glassubstrat. Die musterförmige Auftragung erfolgte so, daß eine alphanumerische Anzeige, wie zum Beispiel Buchstaben, Zahlen und dergleichen, bei den festgelegten Anzeigebereichen 21 a bis 21 h und den Betriebsanzeigebereichen 22 a bis 22 e von Fig. 2 ausgebildet wurden. Dann wurde darauf ein Silankupplungsmittel, Äthylsilicat-60 (ein Kondensationsprodukt von mehreren Molekülen Äthylsilicat, Firma Nippon Colcoat Chemical Co.), aufgetragen und durch Wärmebehandlung in einen Siliciumdioxidfilm umgewandelt. Die Orientierungsbehandlung wurde durch gleichgerichtetes Reiben der Siliciumdioxidfilmoberfläche mit einem Baumwolltuch durchgeführt.

Andererseits wurde eine herkömmliche Elektrodenplatte hergestellt, durch musterförmiges Auftragen einer transparenten leitenden Beschichtung aus Indiumoxid auf ein Glassubstrat. Dann wurde der Siliciumoxidfilm gebildet und der Orientierungsbehandlung unterzogen, und zwar auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung der Anzeige elektrodenplatte.

Zur Ausbildung des in Fig. 2 dargestellten Dichtungsringes 24 wurde entlang des Randes der üblichen Elektrodenplatte mit Hilfe des Siebdruckverfahrens eine Glasfritte aufgetragen, und nachdem die herkömmliche Elektrodenplatte und die Anzeigeelektrodenplatte Front gegen Front in der Weise zusammengesetzt worden waren, daß die Reibungsrichtungen der Platten sich in einem rechten Winkel kreuzen, wurde die Glasfritte durch Wärmebehandlung geschmolzen, um die Zelle zusammenzubauen. Dann wurde eine nematische Flüssigkristallzusammensetzung mit positiver dielektrischer Anisotropie, Nematic Phase 1565 TNC Crystal (erwähnt bei der Beschreibung der Fig. 1), durch eine Einlaßöffnung eingespritzt, die anschließend mit einem Dichtungsmittel verschlossen wurde, und schließlich wurde ein polarisierender Film in die vorgeschriebene Stellung gebracht, und man erhielt auf die Weise eine fertige nematische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

Zur Ausbildung der festgelegten Anzeige wurde 5 Stunden zwischen die herkömmliche Elektrode und die leitende Beschichtung eine Gleichspannung von 50 V angelegt. Dies führte zu einem "permanenten homöotropen Orientierungszustand" der Flüssigkristalle, die auf diese Weise alphanumerische Anzeigen bei den festgelegten Anzeigebereichen 21 a bis 21 h von Fig. 2 ausbildeten.

Die Betriebsanzeigezahlen wurden durch Anlegen einer Treibspannung von 3 V Wechselspannung zwischen herkömmlicher Elektrode und leitendem Überzug ausgebildet, um die Betriebsanzeige in den Betriebsanzeigebereichen 22 a bis 22 e zu bewirken.

Dieses Beispiel zeigt, daß das Anlegen einer höheren Spannung an eine Schicht verdreht angeordneter nematischer Flüssigkristalle für einen bestimmten längeren Zeitraum zu einem "permanenten homöotropen Orientierungszustand" der Flüssigkristallmoleküle führt, wie dies in Fig. 1 durch das Bezugszeichen 18 a dargestellt ist, wobei dieser Zustand selbst dann erhalten bleibt, wenn die angelegte Spannung Null ist. Dieser Orientierungszustand kann auf wirksame Weise für festgelegte Anzeigen ausgenützt werden.

Beispiel 2

Die Ausbildung einer festgelegten Anzeige wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß anstelle des in Beispiel 1 verwendeten Siliciumdioxidfilms als Orientierungsfilm Poly-p-xylylen verwendet wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 3

Die Ausbildung einer festgelegten Anzeige wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß anstelle der in Beispiel 1 verwendeten Flüssigkristallzusammensetzung getrennt die oben erwähnten gemischten Flüssigkristallzusammensetzungen NP-(2) vom Biphenyl-Typ, NP-(4) vom Ester-Typ, NP-(1) vom Typ Schiff'sche Base, NP-(3) vom Azoxy-Typ und NP-(5) vom Cyclohexan-Typ verwendet wurden. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 4

Es wurden ähnliche Ergebnisse wie in Beispiel 1 erzielt, indem auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 in der in Beispiel 1 hergestellten Flüssigkristall-Anzeigevor richtung eine festgelegte Anzeige ausgebildet wurde, mit der Ausnahme, daß die angelegte Spannung und die Leistungszufuhrzeit 200 V Wechselspannung bzw. 10 Stunden betrugen.

Beispiel 5

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurden eine herkömmliche Elektrodenplatte und eine Anzeigeelektrodenplatte hergestellt und die Glasfritte aufgetragen. Anschließend wurden die beiden Elektrodenplatten Front gegen Front so zusammengesetzt, daß die Flüssigkristallmoleküle eine homogene Ausrichtung annehmen konnten. Die Glasfritte wurde durch Wärmebehandlung geschmolzen, um die Zelle zusammenzubauen, und dann wurde Nematic Phase 1565 TNC Crystal (die gleiche Flüssigkristallzusammensetzung, die in Beispiel 1 eingesetzt wurde), in welcher der oben erwähnte dichroitische Farbstoff (t) (ein Farbstoff vom Anthrachinon-Typ) aufgelöst worden war, in die Zelle eingespritzt. Die Einlaßöffnung wurde dann mit einem Dichtungsmittel verschlossen und ein polarisierender Film in die vorgeschriebene Stellung gebracht, und man erhielt dabei eine fertige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Typ "Gast-Wirt".

Dann wurde zwischen der herkömmlichen Elektrode und dem leitenden Überzug zur Ausbildung einer festgelegten Anzeige 5 Stunden lang eine Gleichspannung von 50 V angelegt. Dies führte zu einem "permanenten homöotropen Orientierungszustand" der Flüssigkristalle, und es wurden dabei in den festgelegten Anzeigebereichen 21 a bis 21 h von Fig. 2 trübe festgelegte Anzeigebuchstaben ausgebildet.

Durch Anlegen einer Treibspannung von 5 V Wechselspannung zwischen herkömmlicher Elektrode und leitender Beschichtung wurden zur Ausbildung einer Betriebsanzeige in den Bereichen 22 a bis 22 e trübe Betriebsanzeigezahlen sichtbar.

Dieses Beispiel zeigt, daß das Anglegen einer höheren Spannung während einer längeren bestimmten Zeitspanne an eine Schicht mit Flüssigkristallen vom Typ "Gast-Wirt" zu einem "permanenten homöotropen Orientierungszustand" der Flüssigkristallmoleküle führt, wie dies durch das Bezugszeichen 48 a in Fig. 4 gezeigt wird, wobei dieser Zustand selbst dann stabil gehalten werden kann, wenn die angelegte Spannung Null ist. Dieser "permanente Orientierungszustand" kann in wirksamer Weise für festgelegte Anzeigen verwendet werden.

Beispiel 6

Die Ausbildung einer festgelegten Anzeige wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle des in Beispiel 5 verwendeten Siliciumdioxids als Orientierungsfilm Poly-p-xylylen verwendet wurde. Die erhaltenen Ergebnisse waren ähnlich.

Beispiel 7

Die Ausbildung einer fixierten Anzeige wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der in Beispiel 5 verwendeten Flüssigkristall zusammensetzung getrennt die oben erwähnten gemischten Flüssigkristallzusammensetzungen NP-(2) vom Biphenyl-Typ, NP-(4) vom Ester-Typ, NP-(3) vom Azoxy-Typ, NP-(1) vom Typ Schiff'sche Base und NP-(5) vom Cyclohexan-Typ verwendet wurden. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 8

Bei der Ausbildung einer festgelegten Anzeige auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 in einer in Beispiel 5 hergestellten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Typ "Gast-Wirt", jedoch mit der Ausnahme, daß die angelegte Spannung und die Leistungszufuhrzeit 200 V Wechselspannung bzw. 10 Stunden betrugen, wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 9

Die Ausbildung einer festgelegten Anzeige wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß anstelle des in Beispiel 5 verwendeten dichroitischen Farbstoffes vom Anthrachinon-Typ der oben erwähnte dichroitische Farbstoff (i) vom Azo-Typ eingesetzt wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 10

Es wurde eine Anzeigeelektrodenplatte durch musterförmiges Auftragen eines transparenten leitenden Überzugs aus Indiumoxid auf ein Glassubstrat hergestellt. Die musterförmige Auftragung wurde so durchgeführt, daß eine alphanumerische Anzeige, wie zum Beispiel Buchstaben, Zahlen und dergleichen, bei den festgelegten Anzeigebereichen 21 a bis 21 h und den Betriebsanzeigebereichen 22 a bis 22 e von Fig. 2 gebildet wurden. Dann wurde darauf p-Methoxybenzoesäure aufgebracht und durch Trocknen wurde ein Orientierungsfilm gebildet.

Auf der anderen Seite wurde durch musterförmiges Auftragen einer transparenten leitenden Beschichtung aus Indiumoxid, das als herkömmliches Elektrodenmaterial dient, auf ein Glassubstrat eine herkömmliche Elektrodenplatte hergestellt. Dann wurde darauf auf die gleiche Weise wie bei der oben beschriebenen Anzeigeelektrodenplatte der gleiche Orientierungsfilm ausgebildet.

Entlang der Kante der herkömmlichen Elektrodenplatte wurde durch Siebdruck eine Glasfritte zur Herstellung eines Dichtungsrahmens - in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet - aufgebracht und anschließend wurden dann die herkömmliche Elektrodenplatte und die Anzeigeelektrodenplatte Front gegen Front zusammengefügt und die Glasfritte durch Wärmebehandlung geschmolzen, um die Zelle zusammenzubauen. Dann wurde die oben genannte Verbindung Nr. NP-(2) (p-Azoxyanisol-Flüssigkristallmaterial), in welcher der oben genannte dichroitische Farbstoff (t) aufgelöst worden war, durch eine Einspritzöffnung eingespritzt, die anschließend mit einem Dichtungsstopfen verschlossen wurde. Ein polarisierender Film wurde in die vorgeschriebene Stellung gebracht, und man erhielt dabei die fertige Flüssigkristallvorrichtung vom Typ "Wirt-Gast". Die Flüssigkristallmoleküle lagen in einer geneigten Ausrichtung vor.

Zwischen die herkömmliche Elektrode und die leitende Beschichtung wurde zur Ausbildung einer festgelegten Anzeige 5 Stunden lang eine Spannung von 40 V Gleichspannung angelegt. Dies führte zu einem "permanenten homogenen Orientierungszustand" der Flüssigkristalle, und es wurde dabei in den festgelegten Anzeigebereichen 21 a bis 21 h von Fig. 2 eine farbige festgelegte alphanumerische Anzeige ausgebildet.

In den Betriebsanzeigebereichen 22 a bis 22 e wurden durch Anlegen einer Treibspannung von 5 V Wechselspannung zwischen die herkömmliche Elektrode und die leitende Beschichtung Betriebsanzeigezahlen ausgebildet.

Dieses Beispiel zeigt, daß das Anlegen einer höheren Spannung an eine Schicht von geneigt angeordnetem Flüssigkristall vom Typ "Gast-Wirt" während einer längeren bestimmten Zeitspanne zu einem "permanenten homogenen Orientierungszustand" der Flüssigkristallmoleküle führt, wie dies durch das Bezugszeichen 58 a in Fig. 5 gezeigt wird, wobei dieser Zustand selbst dann erhalten bleibt, wenn die angelegte Spannung gleich Null ist. Dieser "permanente Orientierungszustand" kann in wirksamer Weise zur Ausbildung von festgelegten farbigen Anzeigen verwendet werden.

Beispiel 11

Die Ausbildung einer farbigen festgelegten Anzeige wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle des in Beispiel 10 verwendeten p-Methoxybenzoesäure-Orientierungsmittel ein fluorhaltiges oberflächenaktives Mittel C₈F₁₇SO₂NHCH₂CH₂N⊕(CH₃)₃I⊖ verwendet wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 12

Die Ausbildung einer farbigen festgelegten Anzeige wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der in Beispiel 10 verwendeten Flüssigkristalle die oben erwähnte Verbindung Nr. Nn3 [N-(4-methoxybenzyliden)-4-butylanilin-Flüssigkristallverbindung] verwendet wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 13

Bei der Ausbildung einer farbigen festgelegten Anzeige in der in Beispiel 10 verwendeten Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung vom Typ "Gast-Wirt" auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10, jedoch mit der Ausnahme, daß die angelegte Spannung und die Leistungszuführungszeit 100 V Wechselspannung bzw. 10 Stunden betrugen, wurden ähnliche Ergebnisse wie in Beispiel 10 erzielt.

Beispiel 14

Die Ausbildung einer farbigen festgelegten Anzeige wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß anstelle des in Beispiel 10 verwendeten dichroitischen Farbstoffes vom Anthrachinon-Typ der oben erwähnte dichroitische Azo-Farbstoff (i) verwendet wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 15

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde die Herstellung einer Anzeigeelektrodenplatte und einer herkömmlichen Elektrodenplatte und die Auftragung einer Glasfritte wiederholt. Die beiden Elektrodenplatten wurden Front gegen Front so zusammengesetzt, daß die Reibungsrichtungen der beiden Elektroden parallel zueinander ausgerichtet waren, und die Glasfritte wurde dann durch Wärmebehandlung geschmolzen, um die Zelle zusammenzubauen. Dann wurde eine pleochroitische nematische Flüssigkristallzusammensetzung mit positiver dielektrischer Anisotropie, welche -p-Äthoxy-p′-butylazobenzol und p-Hexyloxy-p′-butylazobenzol enthielt, durch eine Einspritzöffnung in die Zelle eingeführt und die Öffnung wurde anschließend mit einem Dichtungsstopfen verschlossen. Ein Polarisierungsfilm wurde in die vorgeschriebene Stellung gebracht, und man erhielt dadurch die fertige pleochroitische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

Zur Ausbildung der festgelegten Anzeige wurde während 5 Stunden eine Spannung von 40 V Gleichspannung zwischen der herkömmlichen Elektrode und der leitenden Beschichtung angelegt. Dies führte zu einem "permanenten homöotropen Orientierungszustand" der Flüssigkristalle, und es wurden dabei in den festgelegten Anzeigebereichen 21 a bis 21 h von Fig. 2 farblose festgelegte Anzeigebuchstaben ausgebildet.

Durch Anlegen einer Treibspannung von 7 V Wechselspannung zwischen der herkömmlichen Elektrode und der leitenden Beschichtung wurden in den Betriebsanzeigebereichen 22 a bis 22 e Betriebsanzeigezahlen ausgebildet.

Dieses Beispiel zeigt, daß das Anlegen einer höheren Spannung an eine Schicht von pleochroitischen nematischen Flüssigkristallen während einer längeren bestimmten Zeitspanne zu einem "permanenten homöotropen Orientierungs zustand" der Flüssigkristallmoleküle führt, wie dies durch das Bezugszeichen 68 a in Fig. 6 gezeigt wird, wobei dieser Zustand selbst dann stabil gehalten werden kann, wenn die angelegte Spannung gleich Null ist. Dieser "permanente Orientierungszustand" kann in wirksamer Weise für festgelegte Anzeigen ausgenutzt werden.

Beispiel 16

Die Ausbildung einer festgelegten Anzeige wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 15 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß anstelle des in Beispiel 15 verwendeten Siliciumdioxid-Orientierungsfilms eine Poly-p-xylylen-Beschichtung verwendet wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 17

Durch Ausbildung einer festgelegten Anzeige in der in Beispiel 15 hergestellten pleochroitischen Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 15, jedoch mit der Ausnahme, daß die angelegte Spannung und die Leistungszufuhrzeit 200 V Wechselspannung bzw. 10 Stunden betrugen, wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 18

Es wurde die gleiche Flüssigkristall-Anzeigezelle wie in Beispiel 10 zusammengebaut. Ein nematisches Flüssigkristallmaterial, umfassend p-Methoxy-p′-butylazoxybenzol wurde durch eine Einspritzöffnung eingespritzt, welche dann mit einem Dichtungsstopfen verschlossen wurde. Ein Polarisierungsfilm wurde in eine vorgeschriebene Stellung gebracht, und dabei erhielt man die fertige positive pleochroitische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, in welcher die Flüssigkristallmoleküle in geneigter Ausrichtung vorlagen.

Zur Ausbildung einer festgelegten Anzeige wurde während 5 Stunden der herkömmlichen Elektrode und der leitenden Beschichtung eine Spannung von 40 V Gleichspannung angelegt. Dies führte zu einem "permanenten homogenen Orientierungszustand" der Flüssigkristalle, und es wurden dabei in den in Fig. 2 dargestellten Bereichen 21 a bis 21 h farbige festgelegte Anzeigebuchstaben ausgebildet.

Dieses Beispiel zeigt, daß das Anlegen einer höheren Spannung während einer längeren bestimmten Zeitspanne an eine Schicht von pleochroitischen Flüssigkristallen zu einem "permanenten homogenen Orientierungszustand" der Flüssigkristallmoleküle führt, wie dies durch das Bezugszeichen 78 a in Fig. 7 dargestellt ist, wobei dieser Zustand selbst dann beibehalten werden kann, wenn die angelegte Spannung gleich Null ist. Dieser Orientierungszustand kann in wirksamer Weise für festgelegte Anzeigen ausgenutzt werden.

Beispiel 19

Die Ausbildung einer gefärbten festgelegten Anzeige wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 18 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß anstelle des in Beispiel 18 verwendeten p-Methoxybenzoesäure-Orientierungsmittels ein fluorhaltiges oberflächenaktives Mittel C₈F₁₇SO₂NHCH₂CH₂N⊕(CH₃)₃I⊖ verwendet wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiel 20

Durch Ausbildung einer farbigen festgelegten Anzeige in der in Beispiel 18 hergestellten positiven pleochroitischen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 18, jedoch mit der Ausnahme, daß die angelegte Spannung und die Leistungszufuhrzeit 200 V Wechselspannung bzw. 10 Stunden betrugen, wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung durch Zusammenbau einer verbundartigen Struktur aus einem Paar von Substraten mit einer dazwischen eingeschlossenen Flüssigkristallschicht, wobei sich auf den Substraten Elektrodenbeschichtungen auch im Bereich eines festzulegenden Anzeigemusters und wiederum hierauf einer Orientierungsbehandlung unterzogene Orientierungsschichten befinden, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzielung eines festgelegten Anzeigemusters an Elektroden der Flüssigkristallschicht im Bereich des festzulegenden Anzeigemusters wenigstens 5 Stunden eine Gleichspannung von wenigstens 3 V oder eine Wechselspannung von wenigstens 10 V anlegt, wobei die Spannung höher als die Treibspannung zum normalen Betrieb der Anzeige ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der festgelegten Anzeige eine Wechselspannung von wenigstens 20 V angelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der festgelegten Anzeige eine Gleichspannung von wenigstens 10 V angelegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspanung wenigstens 20 V beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierungsschichten aus Polyimiden, Polybenzoxazolen, Polybenzothiazolen, Polybenzimidazolen, Poly-p-xylylen, Polyolefinen, Polyfluorethylenen und Polyestern bestehen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierungsschichten aus Siliciumdioxid bestehen.

7. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, erhältlich nach einem Verfahren gemäß Ansprüche 1 bis 6.