DE3524803A1 - Fluessigkristallvorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallvorrichtung für
die Verwendung in einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, einer optischen Verschlußanordnung usui. und insbesondere
eine Flüssigkristallvorrichtung, die infolge einer Verbesserung der anfänglichen Ausrichtung oder Orientierung
von Flüssigkristallmolekülen verbesserte Anzeige- und Ansteuerungseigenschaften
hat.
Es sind Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen bekannt, bei
denen TIM-Flüs3igkristalle (TN = twisted nematic; verdrillte nematische Flüssigkristalle) verwendet werden, uas z.B. in
dem Artikel "Voltage-Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal" von M. Schadt und W. Helfrich in
"Applied Physics Letters", Bd. 18, Nr. U (15. Febr. 1571),
Seiten 127 und 128, gezeigt wird. Bei diesem Typ der Flüssigkristallvorrichtungen
ist die Zahl der Bildelemente wegen des Problems beschränkt, daß die Erscheinung des
"Übersprechens" auftritt, ωεηπ eine Vorrichtung mit einer
Matrixelektrodenstruktur, die eine hohe Dichte der Bildelemente aufweist, gemäß einem Zeitmultiplex-Ansteuerungsverfahren
angesteuert wird.
Ein anderer bekannter Typ einer Flüssigkristallvorrichtung weist eine Vielzahl van Bildelementen auf, die jeweils mit
einem als Schaltelement dienenden Transistor verbunden sind und durch diesen geschaltet werden. Dieser Typ einer Flüssigkristallvorrichtung
ist jedoch von Problemen begleitet, z.B. ist die Fertigung von Dünnschichttransistaren auf
einem Substrat sehr kompliziert, und die Herstellung einer Anzeigevorrichtung mit einer großen Bildfläche oder einem
großen Bildschirm ist schwierig.
Zur Vermeidung der vorstehend erwähnten Nachteile der bekannten
Arten von Flüssigkristallvarrichtungen haben Clark und Lagerwall die Anwendung einer Flüssigkristallvorrichtung
unter Einsatz eines bistabilen Flüssigkristalls (JA-OS 107216/19B1; US-PS 436792if usw.) vorgeschlagen. Der anzuwendende
bistabile Flüssigkristall kann ein ferraelektrischer
Flüssigkristall mit einer chiralen smektischen C-Phase (SmC*) oder einer anderen Phase wie z.B. einer chiralen
smektischen Η-Phase (SmH*), einer chiralen smektischen F-Phase (SmF*), einer chiralen smektischen I-Phase (SmI*)
oder einer chiralen smektischen G-Phase (SmB*) sein.
Solch ein ferroelektrischer Flüssigkristall weist Bistabilität
auf, d.h. er hat zwei stabile Zustände, die aus einem ersten stabilen Zustand und einem zweiten stabilen Zustand
bestehen. Folglich wird der Flüssigkristall im Unterschied zu dem üblichen TN-Flüssigkristall in der vorstehend erwähnten
Vorrichtung in Abhängigkeit von einem elektrischen Feldvektor zu dem ersten stabilen Zustand und in Abhängig-
3Q keit von dem anderen elektrischen Feldvektor zu dem zweiten
stabilen Zustand orientiert. Ferner nimmt diese Flüssigkristallart in Abhängigkeit von einem daran angelegten elektrischen
Feld sehr schnell einen der zwei vorstehend erwähnten stabilen Zustände an und behält den Zustand in
Abwesenheit eines elektrischen Feldes bei. Durch Ausnutzung dieser Eigenschaften können im Hinblick auf die vorstehend
-12- D£ 4993
erwähnten Schwierigkei ten, die bei der üblichen TIM-F lüssigkristallvarrichtung
auftreten, ujesentliche Werbesserungen erzielt werden. Dieser Gesichtspunkt wird nachstehend im
Zusammenhang mit der Erfindung näher erläutert.
5
5
Damit eine optische Modulationsvorrichtung, bei der der
Flüssigkristall mit Bistabilität verwendet uiird, ein gewünschtes
Betriebsverhalten zeigen kann, ist es jedoch erforderlich, daß der zwischen ein Paar von parallelen
Grundplatten eingefügte Flüssigkristall in einen derartigen Zustand dsr Molekülanordnung gebracht wird, daß der Übergang
zwischen den zwei stabilen Zuständen wirksam eintreten kann, und zwar unabhängig von der Vorbedingung der Errichtung
eines elektrischen Feldes. Beispielsweise muß bezüglieh eines ferroelektrischen Flüssigkristalls mit einer
SmC*-Phase ader anderen Phasen eine Monodomäne gebildet
werden, in der die Schichten der Flüssigkristallmoleküle
senkrecht zu der Oberfläche der Grundplatte liegen und
infolgedessen die Achsen der Flüssigkristallmoleküle zu der
Grundplattenoberfläche fast parallel verlaufen. In den optischen Modulationsvorrichtungen, bei denen ein bistabiler
Flüssigkristall verwendet wird, kann jedoch ein Orientierungs-
oder Ausrichtungszustand eines Flüssigkristalls mit einer solchen Monodomänenstruktur nicht in zufriedenstellender
Ueise ausgebildet werden, was dazu führt, daß die optische ModulatiDnsvorrichtunc tatsächlich kein zufriedenstellendes
Betriebsverhalten zeigen kann.
Für die Erzielung eines solchen Orientierungszustands sind
QQ beispielsweise verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden,
wozu ein Verfahren, bei dem ein Magnetfeld errichtet wird, und ein Verfahren*' bei dem eine Scherkraft ausgeübt wird,
gehören. Diese Verfahren haben nicht notwendigerweise zufriedenstellende
Ergebnisse geliefert. Das Verfahren, bei gg dem ein Magnetfeld errichtet wird, benötigt beispielsweise
eine Vorrichtung mit großen Abmessungen und ist mit einer
-13- DE «4 99 3
Dünnschichtzelle, die im allgemeinen ein hervorragendes
Betriebsverhalten zeigt, nicht gut verträglich. Andererseits ist das Verfahren, bei dem eine Scherkraft ausgeübt
wird, nicht mit einem Verfahren verträglich, bei dem zunächst eine Zellenstruktur gebildet und dann ein Flüssigkristall
in die Zellenstruktur hineingegossen wird.
Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Umstände besteht die Aufgabe der Erfindung darin, bei einer optischen Modulationsvorrichtung,
bei der ein bistabiler Flüssigkristall verwendet wird und die möglicherweise für eine Anzeigevorrichtung,
die eine hohe Ansprechgeschwindigkeit zeigt, mit einer hohen Dichte angeordnete Bildelemente aufweist und
eine große Anzeigefläche hat, oder für einen optischen
Verschluß mit einer hohen VerschluBgeschwindigkeit geeignet ist, eine Verbesserung der Möglichkeit der Bildung einer
Monodomäne oder eine Verbesserung der anfänglichen Ausrichtung, deren Verbesserung erwünscht war, zu erzielen, um
dadurch zu ermöglichen, daß die optische Modulationsvorrichtung in vollem Maße ihre ausgezeichneten Eigenschaften
zeigt.
Die Erfinder haben weitere Untersuchungen zur Lösung der
vorstehend erwähnten Aufgabe vorgenommen und dabei die Orientierungseigenschaften eines Flüssigkristalls während
eines Schrittes der Temperaturverminderung beobachtet, der durchgeführt wurde, um eine Umwandlung von einer anderen
Phase des Flüssigkristalls (z.B. von einer bei höherer Temperatur auftretenden Phase wie z.B. einer isotropen
Phase) in eine bei niedrigerer Temperatur auftretende Phase wie z.B. eine smektische Phase, beispielsweise die SmA-Phase
(die smektisShe Α-Phase), zu bewirken. Als Ergebnis haben die Erfinder beobachtet, daß eine Monodomäne, wo
Flüssigkriptallmoleküle z.B. der smektischen Α-Phase in
3g einer Richtung ausgerichtet sind, dadurch gebildet werden
kann, daß eine Flüssigkristallmischung verwendet wird, die
--^k- DE
einen Flüssigkristall, der mindestens eine chi rale'smektische
Phase wie z.B. eine chirale smektische C-Phase (SmC*), eine chirale smektische Η-Phase (SmH*), eine chirale
smektische F-Phase (SmF*), eine chirale smektische I-Phase
(SmI*) oder eine chirale smektische G-Phase (SmG*) zeigt, und einen Flüssigkristall, der mindestens eine chalesterische
Phase zeigt, enthält, und daß einer die Flüssigkristallmischung berührenden Oberfläche einer Grundplatte
eine Funktion der bevorzugten Orientierung der Molekülachsen
der Flüssigkristallmaleküle in einer Richtung verliehen uird, ujodurch eine Flüssigkristallvorrichtung, die
in Kombination ein auf der Bistabilität des Flüssigkristalls basierendes Betriebsverhalten und Monodomänen-Bildungseigenschaften
der Flüssigkristallschicht zeigt, bereitgestellt uird.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallvorrichtung basiert auf
der vorstehenden Feststellung und weist im einzelnen ein Paar Grundplatten und eine zwischen das Paar Grundplatten
eingefügte Flüssigkristallmischung auf, wobei die Flüssigkristallmischung einen Flüssigkristall, der mindestens eine
chirale smektische Phase zeigt, und einen Flüssigkristall, der mindestens eine cholesterische Phase zeigt, enthält,
wobei einer Oberfläche von mindestens einer des Paares van Grundplatten eine Funktion der bevorzugten Orientierung der
Achsen der die Oberfläche berührenden Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung verliehen worden ist.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden
nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 und 2 sind schem.atische perspektivische Ansichten,
die das grundlegende Betriebsprinzip einer im Rahmen der Erfindung verwendeten Flüsisigkristallzelle erläutern.
-15- DE ί*993
Fig. 3A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel der erfindungsgemäßen
Flüssigkristallvorrichtung zeigt, und Fig. 38 ist eine Ansicht eines Schnittes entlang der Linie A-A in
Fig. 3A.
Fig. k ist eine Schnittansicht, die ein anderes Beispiel
der erfindungsgemäßen Flüssigkristallvorrichtung zeigt.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Uorrichtung
zum geneigten oder schrägen Aufdampfen für die Anwendung bei der Herstellung der erfindungsgemäSen Flüssigkristallvorrichtung
zeigt.
Fig. 6 ist eine schematische Draufsicht, die eine in der
erfindungsgemäßen Flüssigkristallvorrichtung verwendete
Elektrodenanordnung zeigt.
Fig. 7A bis 7D erläutern Signale für die Ansteuerung einer
erfindungsgemäßen Flüssigkristallvorrichtung.
Fig. BA bis BD erläutern Kurvenformen von Signalen, die an
die einzelnen Bildelemente angelegt werden.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden
nachstehend näher erläutert.
Die Flüssigkristallmischung, die im Rahmen der Erfindung verwendet wird, ist eine Mischung, die einen Flüssigkristall,
der mindestens eine chirale smektische Phase wie Q0 z.B. SmC*, SmH*, SmF*, 5ml* oder SmG* zeigt, und einen
Flüssigkristall, der mindestens eine cholesterische Phase
zeigt, enthält und Ferroelektrizität zeigt.
Einzelne Beispiele für Flüssigkristalle, die eine chirale gg smektische Phase zeigen, und für Flüssigkristalle, die eine
cholesterische Phase zeigen, die für die Erfindung verwendbar sind, sind in Tabelle 1 bzw. Tabelle 2 aufgeführt.
-16-Tnhplln
DE
EinzElne Beispiele für Flüssigkristalle, die eine chirale
smektische Phase zeigen (Verbindungsname, Strukturformel
und Phasenumuandlungstemperatur)
(D
C1OH21°
CH.
CH=CH-COOCH-, CHC^H,
p-Decyloxybenzyliden-p'-amino^-methylbutylcinnamat
10 (DOBAMBC)
Kristall'
76 0C
SmH
SmC* '63 0C
0C 117 0C
'-+ *" SmA -4 ""** isotrope Phase
(2)
Cl
C6H
20 p-Hexyloxybenzyliden-p'-amino-2-chlorpropylcinnamat
(HGBACPC)
60 0C
78 0C
Kristall SmH* SmC*5=
SmA:
isotrope Phase
CN CH-
(3)
p-Decyloxybenzyliden-p'-amino-Z-methylbutyl-a-cyanocinnamat
(DOBAMBCC)
92 0C 1Oi+ 0C
m Qm a τ onf τήρα PhaSE
°c\ yi5 0C
SmH"
CN CH
DE 4993
14H290\0/CH=N\0/-CH=C-COOCH2CHC2H
(4)
ρ-TetradecylDxybenzyliden-ρ'-aminD-2-methylbutyl-Cl-cyana-5
cinnamat (TDDBAMBCC)
78 0C 104 0C
1 « qmQ ■ isotrope Phase
47 °c\ /70 0C
10 SmC*
10 SmC*
Cl CH.
(5)
15 p-Octyloxybenzyliden-p1 -amina-2-methylbutyl-Ot-chlDrcinnamat
(OQBAMBCC)
66 0C
Phase
(6)
SmC*
C8H
CH- CH,
ρ-Octyloxybenzyliden-p1-amino-2-methylbuty1-tt-methy1cinnamat
Kristall
(7)
49 0C
CH.
5Θ 0C 94 0C
SmA isotrope Phase
CH.
C-H1-CHCH9OCO-CH=Ch -/o)-N=N-/0/-ch=ch-COOCH2CHC2H5
4,4'-Azoxyzimtsäurebis(2-methylbutyl)ester
121 0C
134 0C 168 0C
Kristall
SmC
SmA
™ isotrope Phase
cn
(8) j 3
-18- DE
OH
it_Q_(2-Methyl)-butylresorcyliden-i4 '-octylanilin (MBRA 8)
28 0C 55 0C 62 0C
κ τι ctai ι ■ ^n* qmu i="tmpB Phase
Einzelne Beispiele für Flüssigkristalle, die eine cholesterische
Phase zeigen (Verbindungsname, Strukturformel und
Phasenumuiandlungstemperatur)
(A) ChalesterylpropiDnat
107 0C 117 0C
., . , , , ». cholesterische »^isotrope
Kristalle phasE ^ phase
(B) Cholesterylnonanoat
78 0C 92 0C
u . . ,, k_ cholesterische ^.isotrope
Kristall- phase phase
(C) Cholesterylpalmitat
77 DC B3 0C
Kristall — ' r,.
Phase
Phase Phase (D) Cholesterylbenzoat
1i*8 *C 176 0C
u . . , , cholesterische »-isotrope
Kristall — n. ^ n.
Phase Phase
(E) Öt 4 993
<4-(2"-Methylbutyl)-i»' -cyanobiphenyl
it 0C
Kristall
-5k °C
SmA * cholesterische Phase"
SmA * cholesterische Phase"
(F) CH. j -
C2H5CHCH2O-(O WO}-CN
^-(2"-Methylbutyloxy)-k'-cyanobiphenyl
53,5 0C
Kristall · isotrope Phase
9 0C "chalesterische Phase
(G) CH.
♦»isotrope P_hase
-30 0C
4-Octylphenyl-it'-(it-p-methylbutylbenzoyloxy )-benzaat
Kristall
(H)
72,6 0C
CH. 15t» ,3 °C
.cholesterische 'Phase ■*» isotrope
~" Phase
-Cyanobenzylitien-i4 '-(2-methylbutyl)-anilin
51 0C
Kristall !•sotrope Phase
26,5 °C
:halesterische Phase
1 (T) CH1
-2D- DE" 49S3
4-(2-Methylbutyl)-4'-hexyloxyazobenzol
35,9 0C 5B,2 0C
u . , τ-, fc- cholesterische , ^isotrope
Kristall μ m
* Phase m Phase
"> ■ . CH3
— — ' 3
C10H2iC
4-(2-Methylbutyl)-phenyl-4'-decyloxybenzoat
41,8 0C 42,2 0C 45,3 0C .
Kri- ^ c Q »- cholesteri- *- x.sa~
Kri- ^ c Q »- cholesteri- *- x.sa~
stall-· SmA "· sehe Phase ^DpE
Phase
(K) CH-. ι 3
4-Hexyloxyphenyl-4'-(2-methylbutyloxy)-benzoat
22 0C
Kristall ^ isotrope Phase
\ ^ 17 °C
cholesterische Phase
Die vorstehend erwähnten Flüssigkristalle, die eine chirale
smektische Phase zeigen, und die vorstehend erwähnten FlüsgQ
sigkristalle, die eine cholesterische Phase zeigen, können auch in Form einer Kombination von zwei oder mehr als zwei
Arten aus jeder Grfippe verwendet werden.
Während das Verhältnis zwischen den zwei Flüssigkristallty-OK
pen in Abhängigkeit von den im Einzelfall verwendeten Flüssigkristallen variieren kann, kann der Flüssigkristall, der
-21- DE 4993
pine cholesterische Phase zeigt, im allgemeinen in einer
Menge von 0,1 bis 50 Gew.-Teilen und vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des Flüssigkristalls, der
eine chirale smektische Phase zeigt, verwendet werden.
5
5
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann anstelle der in
Tabelle 1 gezeigten Flüssigkristalle ein Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung
von einer isotropen Phase über eine cholesterisehe
Phase und eine SmA-Phase in eine chirale smektische
Phase bewirkt, verwendet werden. Einzelne Beispiele für einen solchen Flüssigkristall sind in Tabelle 3 aufgeführt.
Einzelne Beispiele für Flüssigkristalle, die eine chirale
smektische Phase zeigen (Verbindungsnatne, Strukturformel
und Phasenumwandlungstemperatur)
4-(2'-Methyl butyl)-phenyl-4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylat
Kri-
78 °C Sm3 (un- 8D °C 128'3 °C
+τι <
"** bekannte < SmC* ^ SmA
Sta11 Phase) .
171,0 0C
174,2 0C
isotrope Phase -* "T cholesterische Phase
174,2 0C
isotrope Phase -* "T cholesterische Phase
-2 2- DE U993
ft-Heptylphenyl-if-(if"-methylhexyl)-biphenyl-ifl-carboxylat
5
91,5 0C 93 0C 112 0C . , . 131 0C .
choleste- iso-
" * * trope
Phase
( | Stc | all **■ | - Him: | o) | Phase | |
10 | " , "" s'mA "„ | |||||
3) | CH, | |||||
C8H17°-< | J -0-CH2-CH-C2H5 |
|||||
-COO-Zc?) | ||||||
p-n-0ctyloxybenzoesäure-p'-(2-methylbutyloxy)-phenyl ester
15
IfO, 5 0C U2 °C 5B 0C . . . 65 0C .
chDleste- iso-
, , , ^ ^* SmC* ^ *" SmA ^ *"" rische ^ ^ tmp ρ
Phase Phase
Die in Tabelle 3 gezeigten Flüssigkristalle können auch in Form einer Kombination von zwei oder mehr als zwei Arten
verwendet werden.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann anstelle der vorstehend erwähnten Flüssigkristalle,
die eine chirale smektische Phase zeigen, ein Flüssigkristall,
der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende
Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische
Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, verwendet werden. Einzelne Beispiele für einen solchen
Flüssigkristall sind in Tabelle it aufgeführt.
DF ^993"
Einzelne Beispiele Für Flüssigkristalle, die eine chirale
smektische Phase zeigen (Verbindungsname, Strukturformel
und Phasenumwandlungstemp eratür)
(1)
4-Hexyloxyphenyl~it-(2"-methylbutyl)-biphenyl-i+ '-carboxylat
68,B 0C
Kri- Cmp,
stall*"
SmC"
BD,2 °C 163,5 0C
choleateri- trope
sehe Phase ph^e
CH.
C9H1-CHCH9-(OMOy-COO-(OVoCoH
2H5
8"17
£t-0ctyloxyphenyl-'+-(2"-methylbutyl)-biphenyl-it' -carboxylat
76 0C Kri- »■ c;mn*
stall -*
SmC
BB,6 0C 155,it 0C
^. cholesteri- »
"* sehe Phase ~*
isotrope Phase
35 aC
93 0C
Kri-
stall-*"
SmC
cholesterisehe Phase
0(CH2J5CHC2H5
^C isc-
^ ""*" trope Phase
^ ""*" trope Phase
Die Flüssigkristalle des in Tabelle U gezeigten Typs können
in Form einer Kombination von zuei oder mehr als zwei Arten
verwendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
besteht die Flüssigkristallmischung aus einer ferro-
-ZU- DE
elektrischen Mischung, die mindestens zwei Flüssigkristalle
enthält, die mindestens eine cHdrale smektische Phase zeigen,
wobei mindestens einer der Flüssigkristalle ferner eine cholesterische Phase zeigt. Im einzelnen kann die
chirale smektische Phase SmC*, SmF*, SmI* oder SmG* sein.
Einzelne Beispiele für die Flüssigkristalle, die diese
Ausführungsform der Flüssigkristallmischung bilden, sind in
den vorstehenden Tabellen 1, 3 und k gezeigt. Diese aus jeder Gruppe ausgewählten Flüssigkristalle können auch in
Form einer Kombination von zwei oder mehr als zwei Arten
verwendet werden.
Während der Anteil der zwei Flüssigkristalltypen bei dieser
Ausführungsform der Mischung in Abhängigkeit von den im
Einzelfall verwendeten Flüssigkristallen variieren kann, kann der Flüssigkristall, der eine cholesterische Phase
sowie eine chirale smektische Phase zeigt, im allgemeinen in einem Anteil von 0,1 bis 50 Gew.-Teilen und vorzugsweise
0,1 bis 10 Gew.-Teilen pro 1 Gew.-Teil des Flüssigkristalls,
der eine chirale smektische Phase, jedoch keine cholesterische Phase zeigt, verwendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann die Flüssigkristallmischung aus einer Kombination eines Flüssigkristalls (als "Flüssigkristall A" bezeichnet),
der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende
Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische
Phase und eine smektische Α-Phase in eine chirale
smektische Phase (einschließlich SmC*, SmH*, SmF*, SmI*, SmJ*, SmK*, SmG*) bewirkt, und eines Flüssigkristalls
(als "Flüssigkristall B" bezeichnet), der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer
isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine gg chirale smektische Phase bewirkt, bestehen. Einzelne Beispiele
für die Flüssigkristalle A und B sind in Tabelle 3
-25- DE" 4993
bzu). Tabelle U gezeigt, lüenn die Mischung dieser Ausrührungsform
schichtweise zwischen Grundplatten, deren einer Oberfläche eine Funktion der bevorzugten Orientierung der
Molekülachsen der Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung
verliehen morden ist, angeordnet wird, bildet sie eine
Monodomäne, in der Flüssigkristallmoleküle gleichmäßig in
einer Richtung ausgerichtet sind, wodurch eine Flüssigkristallvorrichtung,
die in Kombination ein auf der Bistabilität des Flüssigkristalls basierendes Betriebsverhalten und
Monodomänen-Bildungseigenschaften der Flüssigkristallschicht
zeigt, bereitgestellt wird.
Bei dieser Ausführungsform liefert eine Mischung, die ferner
einen Flüssigkristall (als "Flüssigkristall C" bezeichnet) enthält, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende
Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine smektische Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt,
für einen längeren Zeitraum als die vorstehend erwähnte Mischung eine noch bessere Orientierungsstabilität.
Die Flüssigkristallvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
der Erfindung kann als Flüssigkristallvorrichtung ausgedrückt
werden, die ein Paar Grundplatten und eine dazwischen
eingefügte Flüssigkristallmischung enthält, wobei die Flüssigkristallmischung einen Flüssigkristall A, einen
Flüssigkristall B und vorzugsweise einen Flüssigkristall C enthält und wobei einer Oberfläche von mindestens einer des
Paares von Grundplatten eine Funktion der bevorzugten Orientierung
der Achsen der die Oberfläche berührenden Flüs-
gQ sigkristallmoleküle in einer Richtung verliehen worden ist.
Die Anteile der Flüssigkristalle A und B in der Flüssigkristallmischung
können in Abhängigkeit von den im Einzelfall verwendeten Flüssigkristallen variieren, sind jedoch im
allgemeinen derart, daß der Flüssigkristall A in einer Menge von 0,05 bis 20 Gew.-Teilen und vorzugsweise 0,5 bis
2 Gew.-Teilen pro 1 Gew.-Teil des Flüssigkristalls B verwendet
wird. Ulenn der Flüssigkristall C verwendet wird, ist
sein Anteil derart, daß er 0,1 bis ^O Gew. -96 und vorzugsweise
5 bis 20 Gew.-% der erhaltenen Flüssigkristallmischung
ausmacht.
Die im Rahmen der Erfindung verwendete Flüssigkristallmischung
kann vorzugsweise so zusammengesetzt sein, daß sie bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenum-Wandlung
von einer isotropen Phase über eine cholesterische
Phase und eine smektische Α-Phase in eine chirale smektische
Phase bewirkt.
Wenn unter Verwendung dieser Materialien eine Vorrichtung
gebildet wird, kann die Vorrichtung mit einem Block aus z.B. Kupfer, in den eine Heizeinrichtung eingebettet ist,
gehalten werden, um Temperaturbedingungen zu schaffen, bei denen die Flüssigkristallmischung eine smektische Phase
annimmt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird schematisch ein Beispiel
einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle zur Erläuterung
ihres Betriebs gezeigt. Auf Grundplatten (Glasplatten) 11 und 11a ist eine lichtdurchlässige Elektrode aus z.B.
In„0,, SnOp oder ITO (Indiumzinnoxid) angeordnet. Ein Flüssigkristall
in einer chiralen smektischen Phase wie z.B. SmC*, SmH*, SmF*, SmI* oder SmG*, in dem Flüssigkristall-Molekülschichten
12 senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatten orientiert sind, ist dazwischen angeordnet und
hermetisch abgeschlossen. Flüssigkristallmoleküle 13 sind
durch ausgezogene Linien dargestellt. Jedes Flüssigkeit--
stallmolekül 13 hat ein Dipolmoment (Pj_) 14» in einer zu
seiner Achse senkrechten Richtung. Ulenn zwischen auf den Grundplatten 11 und 11a gebildeten Elektroden eine Spannung
angelegt wird, die höher ist als ein bestimmter Schwellenwert, wird eine Helixstruktur des Flüssigkristallmoleküls
-27- Dt 4993
13 gelockert oder abgewickelt, wodurch die Richtung; in der
die einzelnen Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, derart verändert wird, daß alle Dipolmomente (Pj_) I** in die
Richtung des elektrischen Feldes gerichtet werden. Die Flüssigkristallmolekule 13 haben eine längliche Gestalt und
zeigen Brechungsanisotropie zwischen ihrer langen und ihrer kurzen Achse. Infolgedessen ist es leicht verständlich, daß
beispielsweise dann, wenn auf der oberen und der unteren
Oberfläche der Glasplatten Polarisatoren in der Art gekreuzter
IMicolscher Prismen, d. h. derart, daß ihre Polarisationsrichtungen
einander kreuzen, angeordnet werden, die auf diese Heise angeordnete Flüssigkristallzelle als Flüssigkristallvorrichtung
zum optischen Modulieren wirkt, deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der
Polarität einer angelegten Spannung ändern.
Die Flüssigkristallschicht in der erfindungsgemäßen Flüssigkristallvorrichtung
kann mit einer ausreichend geringen Dicke (z.B. weniger als 1D pm) gestaltet werden. Uenn die
Dicke der Flüssigkristallschicht vermindert wird, wird die
Helixstruktur der Flüssigkristallmoleküle selbst in Abwesenheit
eines elektrischen Feldes gelockert oder abgewikkelt,
was dazu führt, daß das Dipolmoment einen von zwei Zuständen annimmt, d.h. einen Zustand P in einer Richtung
2if nach oben oder einen Zustand Pa in einer Richtung 2Ua
nach unten, wie es in Fig. 2 gezeigt wird. Wenn an einer Zelle mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften ein elektrisches
Feld E oder Ea errichtet wird, dessen Feldstärke höher ist als ein bestimmter Schwellenwert, wobei E und Ea
hinsichtlich ihrer Polarität verschieden sind, wie es in Fig. 2 gezeigt wird, wird das Dipolmoment in Abhängigkeit
von dem Vektor de§'elektrischen Feldes E oder Ea entweder
in die obere Richtung Zk oder in die untere Richtung 24a
ausgerichtet. Dementsprechend werden die Flüssigkristallmoleküle entweder in einem ersten stabilen Zustand 23 oder in
einem zweiten stabilen Zustand 23a orientiert.
-28- DE U993
Denn der vorstehend erwähnte Terroelektrische Flüssigkristall
als Element zur optischen Modulation verwendet wird, können zwei Vorteile, uiie sie vorstehend kurz berührt
wurden, erzielt werden. Der erste Vorteil besteht darin, daß die Ansprechgeschwindigkeit sehr hoch ist, mährend der
zweite darin besteht, daß die Orientierung des Flüssigkristalls Bistabilität zeigt. Der zweite V/orteil wird z.B.
unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert. Denn an die Flüssigkristallmoleküle das elektrische Feld E angelegt
ig wird, werden sie in den ersten stabilen Zustand 23 orientiert.
Dieser Zustand bleibt auch dann stabil, wenn das elektrische Feld aufgehoben wird. Andererseits werden die
Flüssigkristallmoleküle in den zweiten stabilen Zustand 23a orientiert, wenn das elektrische Feld Ea, dessen Richtung
der Richtung des elektrischen Feldes E entgegengesetzt ist, an die Flüssigkristalle angelegt wird, wodurch die Richtungen
der Moleküle verändert werden. Dieser Zustand bleibt in ähnlicher Weise auch dann stabil, wenn das elektrische Feld
aufgehoben wird. Ferner bleiben die Flüssigkristallmoleküle in den jeweiligen Orientierungszuständen, solange die Stärke
des angelegten elektrischen Feldes E nicht über einem bestimmten Schwellenwert liegt. Für eine wirksame Erzielung
von hoher Ansprechgeschwindigkeit und Bistabilität ist die Dicke der Zelle vorzugsweise so gering wie möglich.
Die vorstehend kurz erwähnt wurde, bestand das schwierigste
Problem, das bei der Bildung einer Vorrichtung unter Verwendung eines solchen ferroelektrischen Flüssigkristalls
angetroffen wurde, darin, daß es schwierig war, eine Zelle
zu bilden, die eine in hohem Maße gleichmäßige Monodamäne
hat, in der Flüssigkristallschichten mit einer chiralen
smektischen Phase ßie z.B. SmC*, SmH*, SmF*, SmI* oder SmG*
senkrecht zu den Grundplattenoberflächen ausgerichtet sind
und die Flüssigkristallmoleküle fast parallel zu den Grundplattenoberflächen
ausgerichtet sind. Ein Hauptzweck der Erfindung besteht in einer Lösung dieses Problems.
-25- DE 1*393
Fig. 3A unrJ 3B erläutern ein Ππίορίεΐ der prf lnfJungögemößen
Flüssigkristallvorrichtung. Fig. 3A ist eine Draufsicht des Beispiels, und Fig. 3B ist die Ansicht eines Schnittes
entlang der Linie A-A in Fig. 3A.
Eine in Fig. 3 gezeigte Zellenstruktur 100 meist ein Paar
Grundplatten 101 und 101a auf, die aus Glasplatten oder Kunststoffplatten hergestellt sind, die zur Bildung einer
Zellenstruktur mit Abstandshaltern ^Qk in einem festgeleg-
IQ ten Abstand gehalten uierden und mit einem Hiebstoff 106
abgedichtet sind. Auf der Grundplatte 101 ist ferner eine Elektrodengruppe (z.B. eine zu der Matrixelektrodenstruktur
gehörende Elektrodengruppe zum Anlegen von Abtastspannungen) ausgebildet, die aus einer Vielzahl von lichtdurchlässigen
Elektroden 102 in einem festgelegten Muster, z.B. einem Streifenmuster, besteht. Auf der Grundplatte 101a ist
eine andere Elektrodengruppe (z.B. eine zu der Matrixelektrodenstruktur gehörende Elektrodengruppe zum Anlegen von
Signalspannungen) ausgebildet, die aus einer Vielzahl von lichtdurchlässigen Elektroden 102a besteht, die die lichtdurchlässigen
Elektroden 102 kreuzen.
Auf der Grundplatte, die mit derartigen lichtdurchlässigen Elektroden versehen ist, kann ferner ein Orientierungssteuerungsfil.il
105 gebildet uierden, der aus einem anorganischen
isolierenden Material ujie z.B. Siliciummonoxid, Siliciumdioxid,
Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumfluorid, Ceroxid, Cerfluorid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid oder
Bornitrid oder aus einem organischen isolierenden Material wie z.B. Polyvinylalkohol, Polyimid, Polyamidimid, PoIyesterimid,
Poly-p-xylylen , Polyester, Pa lycarbonat, Palyvinylacetal,
Polyvinylchlorid, Polyamid, Polystyrol, Celluloseharz,
Melaminharz, Harnstoffharz oder Acrylharz besteht.
Der Orientierungssteuerungsfilm 105 kann dadurch gebildet
werden, daß zunächst in der vorstehend beschriebenen hleise
-3D- DE ^993
ein Film aus einem anorganischen isolierenden Material oder
einem organischen isolierenden Material gebildet uird und
dann seine Oberfläche beispielsweise mit Samt, Tuch oder
Papier in einer Richtung gerieben wird.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann der Drientierungssteuerungsfilm 105 als Film aus einem
anorganischen isolierenden Material wie z.B. SiO oder SiO„
durch schräges oder geneigtes Aufdampfen auf der Grund-
IQ platte 101a gebildet werden.
Bei einer in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung wird ein Rezipient
501 auf eine isolierende Grundplatte 503, die mit einer Ansaugöffnung 505 versehen ist, aufgesetzt, und der
Rezipient 501 wird durch Betätigung einer (nicht gezeigten) Vakuumpumpe, die mit der Ansaugöffnung 505 verbunden ist,
evakuiert. Ein aus Wolfram oder Molybdän hergestellter
Tiegel 5D7 tuird in das Innere des Rezipienten 501 und an
dessen Unterteil gebracht. In den Tiegel 507 werden mehrere Gramm eines Kristalls 508 wie z.B. SiO, Si0„ oder MgF„
gebracht. Der Tiegel 507 hat zwei Arme 507a und 507b, die
sich nach unten erstrecken und jeweils mit Anschlußleitungen 509 und 510 verbunden sind. Eine Stromquelle 506 und
ein Schalter 50i» sind außerhalb des Rezipienten 501 in
Reihe mit den Anschlußleitungen 509 und 510 verbunden. Eine
Grundplatte 502 ist innerhalb des Rezipienten 501 und genau oberhalb des Tiegels 507 derart angeordnet, daß sie mit der
Vertikalachse des Rezipienten 501 einen Winkel θ bildet.
Der Rezipient 501 wird zunächst bis zu einem Vakuum von
etwa 1,3 mPa evakuiert, während der Schalter 50*» geöffnet
ist. Dann wird der Schalter 50** geschlossen, um einen Strom
zuzuführen, während die Ausgangsleistung der Stromquelle 506 eingestallt wird, bis der Tiegel auf Weißglut mit einer
zum Verdampfen des Kristalls 508 geeigneten Temperatur erhitzt ist. Eine Stromstärke von etwa 100 A ist erforder-
lieh, um εΐηρη geeigneten Tempernturboreich (700 bia
1000 0C) zu erhalten. Der Kristall 508 wird dann abdampfen
gelassen und bildet einen nach oben gerichteten Molekülstrom S. Der Molekülstrom S trifft auf die Grundplatte 502
unter einem üJinkel Q auf, wobei die Grundplatte 502 beschichtet
wird. Der Auftreffwinkel ist der vorstehend erwähnte
Winkel Q, und die Richtung des Stromes S ist die "Richtung des schrägen oder geneigten Aufdampfens". Die
Festlegung der Dicke des Films basiert auf einer vor dem
IQ Einführen der Grundplatte 502 in den Rezipienten 501 durchgeführten
Eichung der Dicke bezüglich der Betriebsdauer. Nachdem der Film mit einer geeigneten Dicke gebildet worden
ist, wird die aus der Quelle 506 zugeführte Leistung vermindert;
der Schalter 50** wird geöffnet, und der Rezipient
IQ 501 und sein Innenraum werden abgekühlt. Dann wird der
Druck in dem Rezipienten auf Atmosphärendruck erhöht, und die Grundplatte 502 wird aus dem Rezipienten 501 herausgenommen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Orientierungssteuerungsfilm
105 dadurch gebildet werden, daß zunächst auf der Grundplatte 101a, d.h. in Berührung damit oder
darüber, ein gleichmäßiger Film aus dem vorstehend erwähnten anorganischen oder organischen isolierenden Material
gebildet wird und die Oberfläche des Films dann einer
Behandlung zum schrägen oder geneigten Ätzen unterzogen wird, um der Oberfläche eine Orientierungssteuerungswirkung
zu verleihen.
Vorzugsweise wird dafür gesorgt, daß der Orientierungssteuerungsfilm
105 auch als isolierender Film wirkt. Zu diesem Zweck kann tier Orientierungssteuerungsf i Im vorzugsweise
eine Dicke von 10,0 nm bis 1 pm und insbesondere von
50,0 nm bir> 500,0 nm haben. Der isolierende Film hat auch
die Funktion der Verhinderung des Auftretens eines elektrischen Stromes, der im allgemeinen dadurch hervorgerufen
-32- DE" 4993"
wird, daß in der Flüssigkristall lschicht 103 kleinere Mengen
von Verunreinigungen enthalten sind, und dadurch wird
selbst beim wiederholten Betrieb eine Verschlechterung der Flüssigkristallverbindungen verhindert.
Bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristallvorrichtung kann
auch auf der anderen Grundplatte 101 ein Orientierungssteuerungsfilm
gebildet werden, der dem Orientierungssteuerungsfilm
105 ähnlich ist.
Eine ähnliche Orientierungssteuerungswirkung kann bei der
in Fig. 3 gezeigten Struktur auch den Seitenuänden der
Abstandshalter 104 - beispielsweise durch Reiben - verliehen
werden.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Zellenstruktur kann die Flüssigkristallschicht
103 in einer chiralen smektischen Phase wie z.B. SmC*, SmH*, SmF*, SmI* ader SmG* gebildet werden.
Die Flüssigkristallschicht 103 mit einer chiralen smektisehen Phase wird dadurch gebildet, daß zunächst durch Phasenumwandlung
aus einer cholesterischen Phase, insbesondere einer cholesterischen Phase mit einer Grandjean-Textur,
beim Abkühlen eine SmA-Phase (smektische Α-Phase) gebildet
wird und daß die SmA-Phase durch weitere Phasenumwandlung beim Abkühlen in eine chirale smektische Phase wie z.B.
SmC* oder SmH* umgewandelt wird.
Ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung besteht in folgendem:
Wenn eine Flüssigkristallmischung, die einen Flüs-
go sigkristall enthält, der eine cholesterische Phase zeigt,
von einer bei höherer Temperatur auftretenden Phase in eine SmA-Phase umgewandelt wird, werden die Achsen der Flüssigkristallmoleküle
der SmA-Phase in der Orientierungssteuerungsrichtung,
die dem Orientierungssteuerungsfilm verlie-
gchen wurde, ausgerichtet oder orientiert, wodurch eine
gleichmäßige Monodomäne gebildet wird.
-33- D'E"if99-3"
Fig. '» zeigt nine nndorn AuBführungDform dar erfindungsgemäßen
Flüssigkristallvorrichtung. In der in Fig. k gezeigten
Flüssigkristallvorrichtung ist zwischen einem Panr Grundplatten 101 und 1Q1a eine Vielzahl von Abstandshaltern
2D1 angeordnet. Die Abstandshalter 201 können z.B. hergestellt werden, indem auf der Grundplatte 101, auf der kein
Orientierungssteuerungsfilm 105 gebildet worden ist, ein
Film aus einer anorganischen Verbindung wie z.B. SiO, 5iO„,
Al„0, oder TiOr, oder aus einem Harz wie z.B. Polyvinylalkohol,
Polyirnid, Polyamidimid, Polyesterimid, Poly-p-xylylen,
Polyester, Polycarbonat, Polyvinylacetat Polyvinylchlorid,
Polyvinylacetat, Polyamid, Polystyrol, Celluloseharz, MeIaminharz
, Harnstoffharz , Acrylharz oder einem Fotoresistharz
gebildet und der Film derart geätzt wird, daß die Abstandshalter
201 in geeigneten Bereichen zurückbleiben.
Eine ähnliche Orientierungswirkung, wie sie unter Bezugnahme
auf die Oberfläche der Grundplatte 101 oder 101a erläutert wurde, kann auch der Seitenwand der Abstandshalter
10i+ und 201 verliehen werden.
Eine derartige Zellenstruktur 100 mit Grundplatten 101 und 101a, wie sie in Fig. 3 oder Fig. h gezeigt wird, wird
schichtweise zwischen einem Paar von PolariEatoren 107 und
10Θ angeordnet, um eine optische Modulationsvorrichtung zu bilden, die eine optische Modulation bewirkt, wenn zwischen
den Elektroden 102 und 102a eine Spannung angelegt wird.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der erfin-OQ
dungsgemäßen Flüssigkristallvorrichtung durch Steuerung der Orientierung der Flüssigkristallschicht 103 unter Bezugnahme
auf Fig. 3 nSh'er erläutert.
Zunächst wird eine Zelle 100, die eine erfindungsgemäße
„ρ- Flüssigkristallmischung enthält, in ein Heizgehäuse (nicht
gezeigt) hineingebracht, in dem die ganze Zelle 100 gleich-
-3k- b'Z'k'333"
müßig erhitzt werden kann. Dann wird die Zelle 100 auf eine
Temperatur erhitzt, bei der die Flüssigkristallmischung in
der Zelle eine isotrope Phase annimmt. Die Temperatur des
Heizgehäuses uiird vermindert, wodurch die Flüssigkristallmischung
einer Temperaturverminderungsstufe unterzogen wird. In der Temperaturverminderungsstufe wird die Flüssigkristallmischung
in der isotropen Phase entweder direkt oder über eine cholesterische Phase mit einer Grandjean-Textur
in SmA umgewandelt. Dabei werden die Achsen der Flüssigkristallmoleküle in der SmA-Phase in der Reibungsrichtung ausgerichtet.
Dann wird der Flüssigkristall in der SmA-Phase beim weiteren
Abkühlen in eine chirale smektische Phase wie z.B. SmC*
I^ umgewandelt, wodurch eine Monodomäne der chiralen smektischen
Phase mit einer nicht schraubenförmigen Struktur gebildet wird, wenn die Zellendicke in der Größenordnung
von beispielsweise 1 pm liegt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird schematisch ein Beispiel einer Zelle 41 mit einer Matrixelektrodenanordnung gezeigt,
in der eine ferroelektrische Flüssigkristallverbindung
zwischen ein Paar von Gruppen von Elektroden, die einander mit Abstand gegenüberstehen, eingefügt ist. An eine Gruppe
2g von Abtastelektroden kZ werden Abtastsignale angelegt, und
an eine Gruppe von Signalelektroden k3 werden Informationssignale angelegt. Unter Bezugnahme auf Fig. 7A und 7B
werden elektrische Signale, die an eine angewählte Abtastelektrode 42Cs) angelegt werden, bzw. elektrische Signale,
oQ die an die anderen Abtastelektroden (an nicht angewählte
Abtastelektroden) 42(n) angelegt werden, gezeigt. Andererseits
zeigen Fig. 7ΪΓ und 7D elektrische Signale, die an die
angewählte Signalelektrode 43Cs) angelegt werden, bzw.
elektrische Signale, die an die nicht angewählten Signal-
gcelektroden 43Cn) angelegt werden. In Fig. 7A bis 7D stellen
die Abszisse und die Ordinate die Zeit bzw. die Spannung
dor. Wenn beiopieloueiae ein LuuTbild angezeigt wird, wird
die Gruppe van Abtastelektroden kZ aufeinanderfolgend und
periodisch angewählt. Wenn eine Schwellenspannung für die
Ausbildung eines ersten stabilen Zustands des Bistabilität zeigenden Flüssigkristalls als V/.. ,. und eine Schwellenspannung
für die Ausbildung eines zweiten stabilen Zustands dieses Flüssigkristalls als -^th? bezeichnet wird, ist ein
elektrisches Signal, das an die angewählte Abtastelektrode
42(s) angelegt wird, eine Wechselspannung, die während
einer Phase (Zeit) t. \l beträgt und während einer Phase
(Zeit) t„ -U beträgt, wie es in Fig. 7A gezeigt wird. Die
anderen Abtastelektroden 42(n) sind geerdet, wie es in Fig. 7B gezeigt wird. Folglich betragen die an den Abtastelektroden
it2(n) erscheinenden elektrischen Signale Mull V/olt.
Andererseits hat ein elektrisches Signal, das an die angewählte Signalelektrode 43(S) angelegt wird, den Wert U, wie
es in Fig. 7C gezeigt wird, während ein elektrisches Signalj
das an die nicht angewählten Signalelektroden 43(n) angelegt wird, den Wert -\l hat, wie es in Fig 7D gezeigt
2Q wird. In diesem Fall wird die Spannung V/ auf einen gewünschten
Wert eingestellt, der die folgenden Ungleichungen erfüllt:
U<V/th1<2U und -V>-Vth2>-2V.
Die Kurvenformen der Spannung, die an jedes Bildelement
angelegt wird, wenn solche elektrischen Signale gegeben werden, werden in Fig. 8 gezeigt. Die in Fig. 8A, 5B, 6C
und 8D gezeigten Kurvenfarmen entsprechen den in Fig. 6
„Q gezeigten Bildelementen A, B, C bzw. D. Wie aus Fig. 8A
ersichtlich ist, wird nämlich an den ferroelektrischen
Flüssigkristall, rfe"r mit den Bildelementen A auf der angewählten
Abtpstzeile elektrisch leitend verbunden ist, während einer Phase t„ eine Spannung von 2\J, die oberhalb des
g5 Schwellenwertes Uth1 liegt, angelegt. Ferner wird an den
ferroelektrischen Flüssigkristall, der mit den Bildelemen-
-36- DE~<4~993"
ton B nuf derselben Abtastzeile1 elektrisch lei tend'verbunden
ist, während einer Phase t. eine Spannung wan -2V, die
unterhalb des Schujellenuiertes -U,,„ liegt, angelegt. Folglich
ändert sich die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle
in Abhängigkeit davon, ob auf einer angewählten Abtastelektrodenzeile eine Signalelektrode angewählt wird
ader nicht. Wenn eine bestimmte Signalelektrode angewählt
wird, werden die Flüssigkristallmoleküle nämlich zu dem ersten stabilen Zustand orientiert, während sie zu dem
zweiten stabilen Zustand orientiert werden, wenn diese Signalelektrade nicht angewählt wird. In beiden Fällen
steht die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle nicht in
Verbindung mit den vorhergehenden Zuständen jedes Bildelements .
üJie es durch die Bildelemente C und D auf den nicht angewählten
Abtastzeilen gezeigt wird, beträgt andererseits eine Spannung, die an alle Bildelemente C und D angelegt
wird, +V oder -V, wobei +\1 den Schwellenwert Vj.h1 nicht
überschreitet und -I/ den Schwellenwert -\l..„ nicht unterschreitet.
Folglich befinden sich die ferroelektrischen
Flüssigkristallmoleküle, die mit den einzelnen Bildelementen
C und D elektrisch leitend verbunden sind, in den Orientierungen, die den Signalzuständen entsprechen, die
erzeugt wurden, als die Bildelemente C und D zuletzt abgetastet wurden, ohne daß die Orientierung verändert ist.
üJenn nämlich eine bestimmte Abtastelektrode angewählt wird, werden Signale, die einer Zeile entsprechen, geschrieben,
und auf diese Weise wird das Schreiben der einem Uollbild
OQ entsprechenden Signale vollendet. Der Signalzustand jedes
Bildelements kann aufrechterhalten werden, bis die Zeile
später wieder angezahlt wird. Infolgedessen ändert sich das
Tastverhältnis auch dann nicht wesentlich, wenn die Anzahl
der Abtastzeilen ansteigt, was dazu führt, daB eine \ler-
qcminderung des Kontrastes und ein Auftreten von Übersprechen
nicht möglich sind. In diesem Fall betragen die Größe der
Spannung \1 und die Phasenlänge T = (t^ + t^) im allgemeinen 3
V bis 7D \l bzw. 0,1 ps bis 2 ms, jedoch können sich diese
Werte in Abhängigkeit von der Dicke eines Flüssigkristallmaterials
oder von der verujendeten Zelle ändern. Auf diese
lileise können die an eine angewählte Abtastelektrode angelegten
elektrischen Signale eine Zustandsänderung in beiden Richtungen, d.h. von einem ersten stabilen Zustand (nachstehend
als "heller" Zustand definiert, wenn die Umwandlung
in entsprechende optische Signale erfolgt) zu einem zweiten stabilen Zustand (nachstehend als "dunkler" Zustand definiert,
wenn die Umwandlung in entsprechende optische Signale
erfolgt) oder eine Zustandsänderung in umgekehrter Richtung bewirken.
IQ Im Vergleich zu dem Fall, daß ein Flüssigkristall, der eine
chirale smektische Phase zeigt, wie z.B. DOBAMBC (Cinnamat),
HOBACPC oder MBRA 8, allein verwendet wird, hat die im Rahmen der Erfindung verwendete Flüssigkristallmischung,
die einen Flüssigkristall enthält, der eine cholesterische
Phase zeigt, bessere Orientierungseigenschaften und führt
zu einem Orientierungs- oder Ausrichtungszustand, der frei
von Orientierungsfehlern ist.
Das das Ausmaß der Orientierungssteuerungsbehandlung betrifft,
wird es bevorzugt, nur eine des Paares von Grundplatten
einer solchen Orientierungssteuerungsbehandlung zu
unterziehen oder nur eine dieser Grundplatten mit einem
OrientierungssteuerungsfiIm zu versehen, damit eine höhere
Ansprechgeschwindigkeit erhalten wird, weil eine schwächere QQ Zwangskraft, die auf an der Oberfläche der Grundplatte
befindliche Flüssigkristallmoleküle einwirkt, (oder eine
schwächere Orientierungssteuerungswirkung, die der Grundplatte
verliehen wird) insbesondere dann bessere Schalteigenschaf
ten (eine höhere Ansprechgeschwindigkeit) begggünstigt,
wenn eine dünne Zelle verwendet wird oder wenn eine chirale smektische Phase wie z.B. SmC*, SmH*, SmF*,
-3B- Dt'4993'
SmI* oder SmG*, die Bistabilität (Speichereigenschaften)
zeigt, gebildet wird. Im Fall einer Zelle mit einer Dicke von 2 pm oder weniger als Beispiel führt eine Zelle, bei
der nur eine Grundplatte einer Orientierungssteuerungsbehandlung
unterzogen wurde, zu einer Ansprechgeschwindigkeit,
die etwa doppelt so hoch ist wie die Ansprechgeschωindigkeit,
die mit einer Zelle erhalten wird, bei der
beide Grundplatten einer Behandlung zur Orientierungssteuerung unterzogen worden sind.
Die Erfindung wird nachstehend durch Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
Auf einer quadratischen Grundplatte aus Glas wurden ITO-(Indiumzinnoxid-)
Elektrodenfilme in Form von Streifen mit
einer Breite von 62,5 pm in einem Abstand von 100 pm gebildet. In einer Vorrichtung für das schräge Aufdampfen, wie
sie in Fig. 5 gezeigt wird, wurde die Grundplatte derart
angeordnet, daß die Oberfläche der Grundplatte mit dem ITO-FiIm
nach unten gerichtet war, und ein SiO^-Kristall wurde
in einen Tiegel aus Molybdän hineingebracht. Dann wurde die Aufdampfvorrichtung bis zu einem Vakuum in der GröBenordnung
von 1,3 mPa evakuiert, und Si0„ wurde in einer vorgeschriebenen
Weise schräg aufgedampft, um eine Elektrodenplatte mit einem 80,0 nm dicken, schräg aufgedampften Film
(A-Elektrodenplatte) zu bilden.
ng Andererseits wurde auf eine ähnliche Glasplatte, die mit
streifenförmigen ITO-Elektrodenfilmen versehen war, mittels
einer Schleuder- Ö*zw. Zentrifugenbeschichtungsvorrichtung
eine polyirnidbildende Lösung ("PIQ": Polyimid-Isoindolchinazolindion,
hergestellt von Hitachi Kasei Kogyo K.K.;
gg Gehalt an nichtflüchtigen Substanzen: 1^,5 Gew.-%) aufgebracht,
die dann 30 min lang bei 60 0C, 60 min lang bei
200 0C und 30 min lang bei 350 0C erwärmt ujurde, um einen
Film mit einer Dicke van 80,0 nm zu bilden (B-Elektrodenplatte) .
Dann wurde durch ein Siebdruckverfahren auf den Umfang der
A-Elektrodenplatte mit Ausnahme eines Anteils für die Bildung
einer Einspritzöffnung ein wärmehärtbarer Epoxyklebsto-ff
aufgebracht. Die A-Elektrodenplatte und die B-Elektrodenplatte
wurden derart übereinandergelegt, daß sich ihre ein Streifenmuster bildenden Elektroden im rechten
Winkel kreuzten, und mit einem Abstandshalter aus Polyimid aneinander befestigt, während dazwischen ein Zwischenraum
von 2 pm belassen uurde. Auf diese Weise wurde eine Zelle
(Leerzelle) gebildet.
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt, indem 5 Gew.-Teile Cholesterylnonanoat mit 100 Gew.-Teilen
p-Decyloxybenzyliden-p'-aiiiina-2-meth\/lbutylcinnamat
(DOBAMBC) vermischt wurden.
(DOBAMBC) vermischt wurden.
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle
eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde abgedichtet.
Die auf dies«: Weise gebildete Flüssigkristallzelle wurde
mit einer Geschwindigkeit von 0,5 °C/h allmählich abgekühlt und bei einer konstanten Temperatur von etwa 70 0C mit
einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise zwischen einem Paar von Polarisatoren angeordnet war, die in
oQ der Art gekreuzter IMicalscher Prismen angeordnet waren,
wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monodomäne der
5mC*-Phase gebildet' hatte, deren schraubenförmige bzw.
Helixstruktur sich gelockert bzw. abgewickelt hatte.
-UO- DE~G"993
Auf eine quadratische Glasplatte, die mit streifenförmigen
ITO-Elektrodenfilmen versehen war, iuie sie in Beispiel 1
vertuendet wurde, wurde mittels einer Schleuder- bzw. Zentrifugenbeschichtungsvorrichtung
eine polyimidbildende Lösung ("PIQ", hergestellt von Hitachi Kasei Kogyo K.M.;
Gehalt an nichtflüchtigen Substanzen: 1U,5 Gew.-%) aufgebracht,
die dann 30 min lang bei BD 0C, 60 min lang bei
200 0C und 30 min lang bei 350 0C eriuärmt uiurde, um einen
Film mit einer Dicke von 80,D nm zu bilden (A-Elektrodenplatte).
Eine ähnliche Elektrodenplatte, die mit einem Polyimidfilm
versehen mar, uiurde einer Reibungsbehandlung unterzogen, um
eine B-ElektrDdenplatte herzustellen.
Dann uiurde durch ein Siebdruckverfahren auf den Umfang der
A-Elektrodenplatte mit Ausnahme eines Anteils für die BiI-dung
einer Einspritzöffnung ein wärmehärtbarer Epoxyklebstoff
aufgebracht. Die A-Elektrodenplatte und die B-Elektrodenplatte
uiurden derart übereinandergelegt, daß sich
ihre ein Streifenmuster bildenden Elektroden im rechten
Winkel kreuzten, und mit einem Abstandshalter aus Polyimid aneinander befestigt, mährend dazwischen ein Zwischenraum
von 2 pm belassen wurde. Auf diese Weise uiurde eine Zelle (Leerzelle) gebildet.
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt, indem 10 Gew.-Teile h- (2-Methylbutyl) -phenyl-*+ ' -decyloxybenzoat
mit 100 Gew.-Teilen DOBAMBC vermischt wurden.
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der isotropen Dhase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen Heise hergestellten Zelle
eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde abgedichtet.
-ff1- DE 4993
Die auf diese kleise gebildete Flüssigkristall zelle wurde
mit einer Geschwindigkeit von D,5 °C/h allmählich abgekühlt
und bei einer konstanten Temperatur von etwa 65 0C mit einem Mikroskop beobachtet, mährend sie schichtweise zwisehen
einem Paar von Polarisatoren angeordnet war, die in der Art gekreuzter (Micolscher Prismen angeordnet waren,
wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monodomäne der
5mC*-Phase gebildet hatte, deren schraubenförmige bzw.
Helixstruktur sich gelockert bzw. abgewickelt hatte.
Eine Leerzelle, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde,
wurde bereitgestellt.
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt, indem 8 Gew.-Teile it-Hexyloxyphenyl-i*-(2 "-methylbu tyl)-biphenyl-l·'-carboxylat
mit 100 Gew.-Teilen DOBAMBC vermischt wurden.
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzäffnung der
in der vorstehend beschriebenen Lüeise hergestellten Zelle
eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde abgedichtet.
Die auf diese LJeise gebildete Flüssigkristallzelle wurde
mit einer Geschwindigkeit von 0,5 °C/h allmählich abgekühlt und mit einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise
zwischen einem Paar von Polarisatoren angeordnet war,
die in der Art gekreuzter IVicDlscher Prismen angeordnet
gQ waren, wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monodomäne
der SmC*-Phase gebildet hatte, deren schraubenförmige bzw. Helixstruktur sich gelockert bzw. abgewickelt hatte.
-Ί2- DE' 5993
Eine Leerzelle, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde,
ujurde bereitgestellt.
5
5
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt,
indem 5 Gew.-Teile 4-Heptylphenyl-i+-(4 "-methylhexyD-biphenyl-it'-carboxylat
mit 100 Gew. -Teilen DOBAMBC vermischt wurden.
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde abgedichtet.
Die auf diese Weise gebildete Flüssigkristallzelle wurde
mit einer Geschwindigkeit von 0,5 °C/h allmählich abgekühlt und mit einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise
zwischen einem Paar von Polarisatoren angeordnet war,
die in der Art gekreuzter Nicoischer Prismen angeordnet
waren, wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monadomäne der SmC*-Phase gebildet hatte, deren schraubenförmige bzw.
Helixstruktur sich gelockert bzw. abgewickelt hatte.
Eine Leerzelle, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde bereitgestellt.
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt, oQ indem 5 Gew.-Teile Cholesterylnonanoat mit 100 Gew.-Teilen
it-Hexyloxyphenyl-4-(2"-methylbutyl)-biphenyl-it'-carboxylat
vermischt wurden. *"'
vermischt wurden. *"'
Die Flüssi^kristallmischung wurde bis zur Erzielung der
geisotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen liJeise hergestellten Zelle
-f+3- DE 4993"
eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde abgedichtet.
Die auf diese Weise gebildete Flüssigkristallzelle wurde
mit einer Geschwindigkeit von 0,5 0CVh allmählich abgekühlt
und mit einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise zwischen einem Paar von Polarisatoren angeordnet war,
die in der Art gekreuzter Nicoischer Prismen angeordnet
waren, wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monodomäne der 5mC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet
hatte.
Die Flüssigkristallvorrichtung, die die Flüssigkristallmischung
in der SmC*-Phase enthielt, wurde 500 h lang in diesem Zustand gehalten und dann in derselben Weise mit
einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß die SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur beibehalten
worden war.
Andererseits wurde als Vergleichsversuch eine Flüssigkristallvorrichtung
in derselben Weise wie vorstehend beschrieben, außer daß das Cholesterylnonanoat weggelassen
wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Als
Ergebnis wurde festgestellt, daß sich im Anfangsstadium
eine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger
Struktur gebildet hatte, während die Monodornäne der SmC*-
Phase nach dem 500stündigen Haltbarkeitsversuch nicht beibehalten worden war.
Eine Leerzelle, wie sie in Beispiel 2 verwendet wurde, wurde bereitgestellt.
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt, gg indem 10 Gew.-Teile '+-(Z-Methylbutyl )-pheny 1-4 ' -decyloxybenzoat
mit 100 Gew.-Teilen tt-Dctyloxyphenyl-it-(2"-methylbutyD-biphenyl-i*'
-carboxylat vermischt wurden.
-UU-
DE'5993'
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle eingespritzt, und die Einspritzäffnung wurde abgedichtet.
Die auf diese Weise gebildete Flüssigkristallzelle uurde
mit einer Geschwindigkeit wan 0,5 °C/h allmählich abgekühlt
und bei einer konstanten Temperatur von etuia 65 0C mit
einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise zwischen einem Paar von Polarisatoren angeordnet war, die in
der Art gekreuzter IMicolscher Prismen angeordnet waren,
wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monadomäne der SmC*-Phase, deren schraubenförmige bzw. Helixstruktur sich
gelockert bzw. abgewickelt hatte, gebildet hatte.
Die Flüssigkristallvorrichtung, die die Flüssigkristallmischung in der SmC*-Phase enthielt, wurde 700 h lang in
diesem Zustand gehalten und dann in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß
die SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur beibehalten
worden war.
Andererseits wurde als Vergleichsversuch eine Flüssigkristallvorrichtung
in derselben Weise wie vorstehend beschrieben, außer daß das ^-(Z-Methylbutyl) -phenyl-*»' -decyl-
25oxybenzoat weggelassen wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtung
wurde in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß sich
im Anfangsstadium eine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht
schraubenförmiger Struktur gebildet hatte, während die
ogMonodomäne der SmC*-Phase nach dem 700stündigen Haltbarkeitsversuch
nicht beibehalten worden war.
ogFlüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben Weise wie
in Beispiel 6, außer daß das U- (2-Methylbutyl)-phenyl-*t' decyloxybenzoat
durch U-(2"-Methylbutyl)-U'-cyanobiphenyl
-1*5- DE-^993
(Beispiel 7), Cholesterylb-enzoa t (Beispiel Ü) bzw." t»-t2*'-Methylbutyloxy)-^'-cyanobiphenyl
(Beispiel 9) ersetzt wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtungen wurden
in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet· Dabei
wurde jeweils festgestellt, daß sich eine Monadomäne von
SmC* mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet hatte,
und es wurde beobachtet, daß diese Monodomäne nach dem
700stündigen Haltbarkeitsversuch, der wie in Beispiel 6
durchgeführt wurde, beibehalten worden war.
Auf einer 100 pm dicken Trägerfolie aus Polyethylenterephthalat
wurde mittels einer Niedertemperatur-Zerstäubungs- bzw. Spritzvorrichtung, wobei die Gberflächentemperatur der
Trägerfolie auf weniger als 120 °C herabgesetzt wurde, ein
hauptsächlich aus Indiumoxid bestehender, lichtdurchlässiger Elektrodenfilm gebildet. Auf diese Uleise wurde ein
Kunststoff-Substrat erhalten. Auf das Kunststoff-Substrat
wurde eine Lösung mit der folgenden Zusammensetzung £l_ösungsmischung
(1 )J aufgebracht und 30 min lang bei 120 0C
getrocknet, um einen Überzugsfilm zu bilden.
Acetomethoxyaluminiumdiisopropylat 1 g
Polyesterharz (Bylon 30P; hergestellt durch Toyobü K.K.) 0,5 g
Tetrahydrofuran 100 ml
QQ Der auf dem Kunststoff-Substrat befindliche Überzugsfilm
2 wurde dann unter dem Druck von 100 g/cm in einer Richtung
gerieben. Ein PaaY'der Kunststoff-Substrate, die auf diese
Ueise einer Reibungsbehandlung unterzogen worden waren, wurden derart übereinandergelegt, daß ihre Reibungsrichtun-9En
parallel zueinander waren, und mit einem Zwischenraum
-ί+6- DE-4'993
von 1 μιιι einzulochen onoinundor uefeotigt,, indrim der Umfang
mit Ausnahme einer Öffnung für die Flüssigkristalleinspritzung verschlossen bzw. nbgeriichtRt wurde. Auf diese Weise
ujurde eine Leerzelle hergestellt.
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt,
indem k Gew. -Teile k- (2-Methylbutyl) -k ' -hexyloxyazotrenzol
mit 1OD Gew. -Teilen it-Hexyloxyphenyl-it-(2 "-methylbutyD-biphenyl-4'-carboxylat
vermischt wurden.
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle unter Vakuum in die Zelle eingespritzt, und die Einspritzöffnung
wurde abgedichtet. Die auf diese Ueise gebildete Flüssigkristallzelle wurde mit einer Geschwindigkeit von
0,5 °C/h allmählich abgekühlt und mit einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise zwischen einem Paar von
Polarisatoren angeordnet war, die in der Art gekreuzter
2o^icolscher Prismen angeordnet waren, wobei festgestellt
wurde, daß sich eine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet hatte.
Die Flüssigkristallvorrichtung, die die Flüssigkristallmi-25schung
in dtr SmC*-Phase enthielt, wurde 500 h lang in
diesem Zustand gehalten und dann in derselben Ueise mit einem Mikroskop beobachtet, wobei beobachtet wurde, daß die
SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur beibehalten
worden war.
Andererseits wurde als Vergleichsversuch eine Flüssigkristallvorrichtung
iti" derselben Weise wie vorstehend beschrieben, außer daß das ^-(2-Methylbutyl)-h·-hexyloxyazobenzol
weggelassen wurde, hergestellt. Die Flüssigkri-
ocstallvorrichtung wurde in derselben Weise mit einem Mikroskop
beobachtet. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß sich
-t+7- DE- 1*933
im AnPangggtadlum eine Monodomüne der SmC'-Phase mit nicht
schraubenförmiger Struktur gebildet hatte, während die
Mnnoriomnne der 5mC*-Pha8f? nnch dpm 50Gntündigcn Hnltbnrkeitsversuch
nicht beibehalten worden war.
Eine Glasplatte, auf der ein I TO-Elektrodenf ilrn in Form von
Streifen mit einer Breite von 62,5 pm in einem Abstand von
100 pm ausgebildet morden war, wurde ferner mit einer
Beschichtungslösung fl_ösungsrnischung (2)J, die die folgende
Zusammensetzung hatte, beschichtet.
TetraisopropDxytitan 1 g
Kandensationsprodukt von Pyromellitsäureanhydrid
und k,k'-
Diaminodiphenylether als Poly- 0,5 g
imid-Vorstufe (Polyamidsäure) . (Feststoff)
Isopropylalkohol 50 ml
Ethanol 50 ml
Das auf diese Weise beschichtete Glas-Substrat wurde ferner 1 h lang bei 230 0C erhitzt, um eine unter Dehydratisierung
erfolgende RingschluBreaktion hervorzurufen und dadurch den
erhaltenen Überzugsfilm in einen Polyimidfilm umzuwandeln.
Der auf dem Glas-Substrat befindliche Polyimidfilm wurde
dann unter dem Druck von 100 g/cm in einer Richtung gerieben. Ein Paar der Glas-Substrate, die auf diese Weise einer
Reibungsbehandlung unterzogen worden waren, wurden derart übereinandergelegt*" daß ihre Reibungsrichtungen parallel
zueinander waren, und mit einem Zwischenraum von 1 pm dazwischen aneinander befestigt, indem der Umfang mit Ausnähme
einer Öffnung für die Flüssigkristalleinspritzung verschlossen bzw. abgedichtet wurde. Auf diese Weise wurde
eine Leerzelle hergestellt.
-kB- DE k333
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt,
indem k Geuj.-Teile 4-Cyanobenzyliden-it'-(2-methylbutyl )-nnilin
mit 1ΠΠ fieui.-Teilen ^ -Dc tyloxypheny 1 -U- (2 "-methylbutyl)-bipheny1-k'-carboxylat
vermischt wurden.
5
5
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle
unter Vakuum in die Zelle eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde abgedichtet. Die auf diese Weise gebildete
Flüssigkristallzelle wurde mit einer Geschwindigkeit von D,5 °C/h allmählich abgekühlt und mit einem Mikroskop beobachtet,
während sie schichtweise zwischen einem Paar von Polarisatoren angeordnet war, die in der Art gekreuzter
Nicoischer Prismen angeordnet waren, wobei festgestellt wurde, daB sich eine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht
schraubenförmiger Struktur gebildet hatte.
Die Flüssigkristallvorrichtung, die die Flüssigkristallmischung
in der SmC*-Phase enthielt, wurde BOO h lang in
diesem Zustand gehalten und dann in derselben Weise mit
einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß die SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur beibehalten
worden war.
Andererseits wurde als Vergleichsversuch eine Flüssigkristallvorrichtung
in derselben Weise wie vorstehend beschrieben, außer daß das it-Cyanobenzyl iden-U ' -(2-methylbutyl)-anilin
weggelassen wurde, hergestellt. Die Flüssigkri-
3Q stallvorrichtung wurde in derselben Weise mit einem Mikroskop
beobachtet. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß sich
im Anfangsstadium eine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht
schraubenförmiger Struktur gebildet hatte, während die Monodomäne der SmC*-Phase nach dem SODstündigen Haltbar-
gg keitsversuch nicht beibehalten worden war.
-US- DE"
flelaplel 12
Eine Leerzelle, uie sie in Beispiel 1 verwendet wurdn,
wurde bereitgestellt.
5
5
Eine Flüssigkristallmischung ujurde gesondert hergestellt,
indem 5 Gew.-Teile Cholesterylnonanoat mit 100 Gew.-Teilen
^-(Z'-MethylbutylJ-phenyl-it'-octylaxybiphenyl-U-carboxylat
vermischt wurden.
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde abgedichtet.
Die auf diese Weise gebildete Flüssigkristallzelle wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,5 °G/h allmählich abgekühlt
und mit einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise zwischen einem Paar von Polarisatoren angeordnet war,
die in der Art gekreuzter IMicolscher Prismen angeordnet
waren, wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet
hatte.
Die Flüssigkristallvorrichtung, die die Flüssigkristallmischung
in dar SmC*-Phase enthielt, wurde 500 h lang in diesem Zustand gehalten und dann in derselben Weise mit
einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß die SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur beibehalten
worden war.
Andererseits wurde als Vergleichsversuch eine Flüssigkristallvorrichtung
Tn derselben Weise wie vorstehend beschrieben, außer daß das Cholesterylnonanoat weggelassen
wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtung wurde gg in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Als
Ergebnis wurde festgestellt, daß sich im Anfangsstadium
sine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger
Struktur gebildet hatte, während die Monodomäne der SmC*-
Phase nach dem 5D0stündigen Haltbarkeitsversuch nicht
beibehalten worden war.
Eine Leerzelle, Die sie in Beispiel 2 verwendet wurde, wurde bereitgestellt.
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt,
indem 10 Gew.-Teile it-(2-Methylbutyl)-phenyl-i»'-decyloxybenzoat
mit 100 Gew.-Teilen U-(Z ' -Methylbutyl) -phenyl-*»' octyloxybipheny1-^-carboxylat
vermischt wurden.
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle in die Zelle eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde
abgedichtet. Die auf diese Uleise gebildete Flüssigkristallzelle wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,5 °C/h allmählich
abgekühlt und mit einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise zwischen einem Paar von Polarisatoren
angeordnet war, die in der Art gekreuzter Nicoischer Prismen
angeordnet waren, wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger
Struktur gebildet hatte.
Die Flüssigkristallvorrichtung, die die FlüssigkristallmigO
schung in der SmC*-Phase enthielt, wurde 700 h lang in
diesem Zustand gehalten und dann in derselben Weise mit
einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß die SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur beibehalten
worc'cn war.
-51- b'E" ί+993"
AndorcrrjGits wurde Qlo Vorglnichsversuch eine Flüssigkristallvorrichtung
in derselben Weise wie vorstehend beschrieben, außer daß das i»-(2-Methylbutyl)-phenyl-'4' -decylaxybenzoat
weggelassen wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtung
wurde in derselben lüeise mit einem Mikroskop beobachtet. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß sich
im Anfangsstadiurn eine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht
schraubenförmiger Struktur gebildet hatte, während die
Monodomäne der SmC*-Phase nach dem 700stündigen Haltbarkeitsversuch
nicht beibehalten worden war.
Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben Weise wie
in Beispiel 13, außer daß das U-(Z' -Methylbutyl)-phenyl-<4' octyloxybiphenyl-^-carboxylat
durch 4-Penty lphenyl-i>- (U ' methylhexyD-phenyl-^'-carboxylat
(Beispiel 1Ό bzw. p-n-Octyloxybenzοesäure-p1-(2-methylbutyloxy)-phenylester
(Beispiel 15) ersetzt wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtungen
wurden in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Dabei wurde jeweils festgestellt, daß
sich eine Monodomäne van SmC* mit nicht schraubenförmiger
Struktur gebildet hatte, und es wurde beobachtet, daß diese Monodomäne nach dem 70Dstündigen Haltbarkeitsversuch, der
wie in Beispiel 13 durchgeführt wurde, beibehalten worden war.
Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 13, außer daß das it-(2-Methylbutyl)-phenyl-i»'-decyloxybenzDat
duich i*-(2"-Methylbutyl) -U ' -cyanobiphenyl
(Beispiel 15), Cholesterylbenzaat (Beispiel 17) bzw. ί»-(2·-
MethylbutyIcxy)-k'-cyanobiphenyl (Beispiel 1B) ersetzt
wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Dabei
uiurde JGiiJBi 13 festgestellt, daß sich eine Monodomä'ne von
SmC* mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet hatte,
und es wurde beobachtet, daß diese Monodomäne nach dem 7D0stündigen Haltbarkeitsversuch, der wie in Beispiel 13
durchgeführt uurde, beibehalten worden war.
Eine Leerzelle, wie sie in Beispiel 1D verwendet wurde,
IQ wurde bereitgestellt.
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt, indem ^t Gew.-Teile if-CZ-Methylbutyl)-*+' -hexyloxyazobenzol
mit 100 Gew.-Teilen k-(2 · -Methylbutyl ) -phenyl-i* ' -octyloxy-15biphenyl-4-carboxylat
vermischt wurden.
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle
on eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde abgedichtet.
Die auf diese Weise gebildete Flüssigkristallzelle wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,5 °C/h allmählich abgekühlt
und mit einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise zwischen einem Paar von Polarisatoren angeordnet war,
ncdie in der Art gekreuzter Nicoischer Prismen angeordnet
waren, wobei festgestellt wurde, daB sich eine Monodomäne
der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet
hatte.
ogDie Flüssigkristallvorrichtung, die die Flüssigkristallmischung
in der SmC*-Phase enthielt, wurde 500 h lang in diesem Zustand gehalten und dann in derselben Weise mit
einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß die SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur beibe-
gchalten worden war.
-53- DE ί»993
Andererseits wurde als Vergleichsversuch eine Flüssigkristallvorrichtung
in derselben Lieise wie vorstehend beschrieben,
außer daß das *♦-(2-Methylbutyl)-k'-hexyloxyazobenzol
weggelassen wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtung
wurde in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß sich
im Anfangsstadium eine Monadomäne der SmC*-Phase mit nicht
schraubenförmiger Struktur gebildet hatte, während die
Monodomäne der SmC*-Phase nach dem 5DDstündigen Haltbarkeitsversuch
nicht beibehalten worden war.
Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben Ueise wie in Beispiel 19, außer daß das **-(2-Methylbutyl) -1*' -hexyloxyazobenzol
durch 4-(2"-Methylbutyl)-k'-cyanobiphenyl
(Beispiel 2Q), Cholesterylbenzoat (Beispiel 21) bzw. 4-(2"-Methylbutyloxy
)-1* ' -cyanobiphenyl (Beispiel 22) ersetzt
wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtungen wurden
2Q in derselben Lieise mit einem Mikroskop beobachtet. Dabei
wurde jeweils festgestellt, daß sich eine Monodomäne van
SmC* mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet hatte,
und es wurde beobachtet, daß diese Monodomäne nach dem
50Dstündigen Haltbarkeitsversuch, der wie in Beispiel 19
2g durchgeführt wurde, beibehalten ucrden war.
Eine Leerzelle, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde,
wurde bereitgestellt.
Eine Flüssigkristall'mischung wurde gesondert hergestellt,
indem 75 Gew.-Teile it-Hexyloxyphenyl-U-(2 "-methylbutyD-biphenyl-it'-carboxylat
mit 100 Gew.-Teilen h~{2 · -Methylbu-■
tyD-phenyl-i»'-octyloxybiphenyl-it-carboxylat vermischt wurden
.
-5k- DE" if 993
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die EinspritzöfFnung der
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde abgedichtet.
Die auf diese Weise gebildete Flüssigkristallzelle uiurde
mit einer Geschwindigkeit von 0,5 °C/h allmählich abgekühlt und mit einem Mikroskop beobachtet, mährend sie schichtweise
zwischen einem Paar von Polarisatoren angeordnet uar,
die in der Art gekreuzter IMicolscher Prismen angeordnet
uiaren, wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monodomäne
der 5mC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet
hatte.
Die Flüssigkristallvorrichtung, die die Flüssigkristallmischung
in der 5mC*-Phase enthielt, uiurde 700 h lang in
diesem Zustand gehalten und dann in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß
die SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur beibehalten
worden war.
Andererseits wurden als Uergleichsversuche Flüssigkristallvorrichtungen
in derselben Weise wie vorstehend beschrieben, außer daß die zwei in der vorstehend beschriebenen
Flüssigkristallvorrichtung verwendeten Flüssigkristalle
25getrennt verwendet wurden, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtungen
wurden in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Als Ergebnis wurde in jedem Fall
festgestellt, daß sich im Anfangsstadium eine Monodomäne
der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebil-
gndet hatte, während die Monodomäne der SmC*-Phase nach dem
700stündigen Haltbarkeitsversuch nicht beibehalten worden war. "*""
Ferner wurden zu 100 Gew.-Teilen der vorstehend erwähnten
gcFlüssigkristallmischung 20 Gew.-Teile DOBAMBC hinzugegeben,
wobei eine Flüssigkristallmischung erhalten wurde. Die auf
-55- DE 4993
diese Weise erhaltene Flüssigkristallmischung wurde in
derselben Weise zur Herstellung einer Flüssigkristallvorrichtung verwendet. Die Flüssigkristallvorrichtung wurde in
derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monoriomäne der SmC*-Phase mit
nicht schraubenförmiger Struktur gebildet hatte, und es wurde beobachtet, daß diese Monodomäne nach einem verlängerten
Haltbarkeitsversuch, der 1000 h länger dauerte als in dem vorstehend erwähnten Beispiel, beibehalten worden
war.
Eine Leerzelle, wie sie in Beispiel 2 verwendet wurde, wurde bereitgestellt.
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt, indem 70 Gew.-Teile 4-(Qc tyloxyphenyl)-4-(2 "-methylbutyD-biphenyl-4'-carboxylat
mit 100 Gew.-Teilen 4-Pentylphenyl-4-(4
"-methylhexyl)-biphenyl-4'-carboxylat vermischt wurden.
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle
in die Zelle eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde
abgedichtet. Die auf diese Weise gebildete Flüssigkristallzelle wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,5 °C/h allmählich
abgekühlt und mit einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise zwischen einem Paar von Polarisatoren
QQ angeordnet war, die in der Art gekreuzter Nicoischer Prismen
angeordnet waren, wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monodomäne de*" SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger
Struktur gebildet hatte.
Die Flüssigkristallvorrichtung, die die Flüssigkristallmischung
in der SmC*-Phase enthielt, wurde 700 h lang in
-56- DE 4993
diesem Zustand gehalten und dann in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß
die SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur beibehalten
worden war.
5
5
Andererseits wurden als Uergleichsversuche Flüssigkristallvorrichtungen
in derselben üJeise wie vorstehend beschrieben,
außer daß die zwei in der vorstehend beschriebenen Flüssigkristallvorrichtung verwendeten Flüssigkristalle
getrennt verwendet wurden, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben üJeise mit einem
Mikroskop beobachtet. Als Ergebnis wurde in jedem Fall festgestellt, daß sich im Anfangsstadium eine Monodomäne
der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet
hatte, während die Monodomäne der SmC*-Phase nach dem
70Dstündigen Haltbarkeitsversuch nicht beibehalten worden war.
Ferner wurden zu 100 Gew.-Teilen der vorstehend erwähnten
Flüssigkristallmischung 20 Gew.-Teile DOBAMBC hinzugegeben,
wobei eine Flüssigkristallmischung erhalten wurde. Die auf diese Weise erhaltene Flüssigkristallmischung wurde in
derselben ÜJeise zur Herstellung einer Flüssigkristallvorrichtung
verwendet. Die Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt
wurde, daß sich eine Monodomäne der SmC*-Phase mit
nicht schraubenförmiger Struktur gebildet hatte, und es
wurde beobachtet, daß diese Monodomäne nach einem verlängerten
Haltbarkeitsversuch, der 1000 h länger dauerte als 3Q in dem vorstehend erwähnten Beispiel, beibehalten worden
war.
gg Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben Weise wie
in Beispiel 23, außer daß das <+-(2-Methylbutyl)-phenyl-i»' -
-57- OE" ίι993
actyloxybiphenyl-^-carboxylat durch ^-Pen tylphenyl-ii- (U "-methylhexyl)-biphenyl-*+'-carboxylat
(Beispiel 25) bzw. p-n-0ctyloxybenzoe3äure-p'-(2-methylbutyloxy)-phenylester
(Be ispiel 26) ersetzt wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtungen
wurden in derselben Ueise mit einem Mikroskop beobachtet. Dabei ujurde jeweils festgestellt, daß
sich eine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger
Struktur gebildet hatte, und es wurde beobachtet, daß diese Monodomäne nach dem 700stündigen Haltbarkeitsversuch,
der wie in Beispiel 23 durchgeführt wurde, beibehalten
worden war.
Ferner wurden zwei Flussigkristallvarrichtungen, die jeweils
eine Dreikomponenten-Flüssigkristallmischung enthielten, in derselben Uleise wie in Beispiel 23 erläutert, außer
daß HOBACPC anstelle von DOBAMBC verwendet wurde, hergestellt.
Die Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben
Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Dabei wurde bei jeder Vorrichtung beobachtet, daß sich im Anfangsstadium
sine Monodomäne von SmC* mit nicht schraubenförmiger
Struktur gebildet hatte und daß diese Monodomäne nach dem 170Dstündigen Haltbarkeitsversuch beibehalten worden war.
Eine Leerzelle, wie sie in Beispiel 10 verwendet wurde, wurde bereitgestellt.
Eine Flüssigkristallmischung wurde gesondert hergestellt, indem 80 Gew.-Teile 4-Hexyloxyphenyl-U-(2 "-rnethylbutyD-biphenyl-i»'-carbaxylat
mit 100 Gew.-Teilen 4-(2 ■ -MethylbutyD-phenyl-i»'
-oc t*laxybipheny 1-^-carboxylat vermischt wurden.
Die Flüssigkristallmischung wurde bis zur Erzielung der
isotropen Phase erhitzt und durch die Einspritzöffnung der
-5B- Dt 4993
in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zelle
eingespritzt, und die Einspritzöffnung wurde abgedichtet.
Die auf diese üJeise gebildete Flüssigkristallzelle ujurde
mit einer Geschwindigkeit von 0,5 °C/h allmählich abgekühlt und mit einem Mikroskop beobachtet, während sie schichtweise
zwischen einem Paar von Polarisatoren angeordnet war,
die in der Art gekreuzter Nicoischer Prismen angeordnet waren, wobei festgestellt wurde, daß sich eine Monadomäne
der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet
hatte.
Die Flüssigkristallvorrichtung, die die Flüssigkristallmischung in der SmC*-Phase enthielt, wurde 500 h lang in
diesem Zustand gehalten und dann in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß
die SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur beibehalten
worden war.
Andererseits wurden als Vergleichsversuche FlüssigkristallvDrrichtungen
in derselben Weise wie vorstehend beschrieben, außer daß die zwei in der vorstehend beschriebenen
Flüssigkristallvorrichtung verwendeten Flüssigkristalle getrennt verwendet wurden, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtungen
wurden in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Als Ergebnis wurde in jedem Fall
festgestellt, daß sich im Anfangsstadium eine Monadomäne
der SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet
hatte, während die Manariomäne der S^C'-Phase nach dem
500stündigen Haltbarkeitsversuch nicht beibehalten worden ω£3Γ·
Ferner wurden zu "ΊθΟ Gew.-Teilen der vorstehend erwähnten
Flüssigkristallmischung 20 Gew.-Teile OOBAMBCC hinzugegeben, wobei sine Flüssigkristallmischung erhalten wurde. Die
auf diese Weise erhaltene Flussigkristallmischung wurde in derselben Weise zur Herstellung einer Flüssigkristallvor-
-59- OE «4993
richtung verwendet. Die Flüssigkristallvorrichtung wurde in
derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet, wobei festgestellt
wurde, daß sich eine Monodomäne der SmC*-Phase mit
nicht schraubenförmiger Struktur gebildet hatte, und es
wurde beobachtet, daß diese Monodomäne nach einem verlängerten Haltbarkeitsversuch, der BDD h langer dauerte als in
dem vorstehend erwähnten Beispiel, beibehalten worden war.
Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben üJeise wie
in Beispiel 27, außer daß das k- (2 ' -Methylbutyl)-phenyl-tt' octyloxybiphenyl-U-carboxylat
durch t+-Pentylphenyl-4~( V-methylhexyl)-biphenyl-4'-carboxylat
(Beispiel 28) bzw. p-n-Octyloxybenzoesäure-p'-(2-methylbutyloxy)-phenylester
(Beispiel 29) ersetzt wurde, hergestellt.
Die Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Dabei wurde jeweils festgestellt,
daß sich eine Monodomäne der SrnC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet hatte, und es
wurde beobachtet, daß diese Monodomäne nach dem 700stündigen
Haltbarkeitsversuch, der wie in Beispiel 2k durchgeführt wurde, beibehalten worden war.,
Ferner wurden zwei Flüssigkristallvorrichtungen, die jeweils eine Dreikomponenten-Flüssigkristallmischung enthielten,
in derselben Weise wie in Beispiel 27 erläutert, außer daß DOBAMBC anstelle von DOBAMBCC verwendet wurde, hergestellt.
Die Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben Weise mit einem Mikroskop beobachtet. Dabei wurde bei
jeder Vorrichtung beobachtet, daß sich im Anfangsstadium
eine Monodomäne von SmC* mit nicht schraubenförmiger
Struktur gebildet hatte und daß diese Monodomäne nach dem
2000stündigen Haltbarkeitsversuch beibehalten worden war.
-6D- DE" i»993
352Α803
Beispiele 30 und 31
Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben Weise wie
in Beispiel Zk, außer daß das in Beispiel Zk verwendete k-Pentylphenyl-it-(if"-meth\/lhexyl)-biphenyl-itl-carbDxylat
durch 4- (2 ' -Methylbutyl)-phenyl-*+1 -octyloxybiphenyl-it-carbaxylat
(Beispiel 30) bzuj. p-n-Octyloxybenzoesäure-p'-(2-methylbutyloxy)-phenylester
(Beispiel 31) ersetzt wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtungen wurden in
derselben lüeise mit einem Mikroskop beobachtet. Dabei wurde jeweils festgestellt, daß sich eine Monodomäne der
SmC*-Phase mit nicht schraubenförmiger Struktur gebildet
hatte, und es wurde beobachtet, daß diese Monodomäne nach
dem 700stündigen Haltbarkeitsversuch, der wie in Beispiel
Zk durchgeführt wurde, beibehalten worden war.
Ferner wurden zwei Flüssigkristallvorrichtungen, die jeweils
eine Dreikomponenten-Flüssigkristallmischung enthielten, in derselben Ueise wie in Beispiel Zk erläutert, außer
daß MBRA 8 anstelle von DOBAMBC verwendet wurde, hergestellt. Die Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben
Ueise mit einem Mikroskop beobachtet. Dabei wurde bei jeder Vorrichtung beobachtet, daß sich im Anfangsstadium
eine Monodomäne von SmC* mit nicht schraubenförmiger Struktür
gebildet hatte und daß diese Monodomäne nach dem
1500stündigen Haltbarkeitsversuch beibehalten worden war.
Die Flüssigkristallvorrichtungen, die in den vorstehenden Beispielen hergestellt wurden, wurden zum Einschreiben mit
Spannungssignalen, die Kurvenformen hatten, wie sie in Fig. 8 gezeigt werden, (Treiberspannung: 30 V; Impulsbreite:
500 ms) angesteuert, wobei die eingeschriebenen Bilder für
die Dauer eines Vollbildes ohne Inversion gespeichert wurden.
Claims (1)
- TiEDTKE - BüHLiNG - Kinne - Grup£ ■;- νr% C* C * ■ ■ öipl.'-lng. H TiedtkeΓΈϋ-ΜΑΝΝ - «RAMS " OTRUIF _ Dipl.-Chem. G. BühlingDipl.-Ing. R. Kinne 352480ο Dipl.-Ing R GrupeDipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K Grams Dipl.-Chem. Dr. B. StruifBavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-53737Z cable: Germaniapatent München11. Juli 1985 DE «93Patentansprüche1. Flüssigkristallvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Paar Grundplatten und eine zwischen das Paar Grundplatten eingefügte Flüssigkristallmischung, wobei die Flüssigkristallmischung einen Flüssigkristall, der mindestens eine chirale smektische Phase zeigt, und einen Flüssigkristall, der mindestens eine cholesterische Phase zeigt, enthält und ujobei einer Oberfläche von mindestens einer des Paares von Grundplatten eine Funktion der bevorzugten Orientierung der Achsen der die Oberfläche berührenden Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung verliehen morden ist.2. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da8 die Flüssigkristallmischung mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase und eine smektische A-Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, und mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine kristalline Phase oder von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase und eine smektische Phase in eine kristalline Phase bewirkt, enthält.Drawin«Bank (München) Kto. 3939844 Deutsche Bank (MOnctien) KIo. 2861060 Postscheckamt (München) Kto. 670-43-804- 2 - DE i*9933. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, und mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine kristalline Phase oder von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase und eine smektische Phase in eine kristalline Phase bewirkt, enthält.4. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung mindestens zwei Flüssigkristalle, die eine chirale smektische Phase zeigen, enthält, wobei mindestens einer der mindestens zwei Flüssigkristalle, die eine chirale smektische Phase zeigen, ferner eine cholesterische Phase zeigt.5. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase und eine smektische A-Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, und mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, enthält.6. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine smektische Α-Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, mindestens einen Flüssigkristall, der bei- 3 - DE ^993X Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase und eine smektische Α-Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, und mindestens einen Flüssigkristall, der eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, enthält.7. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer smektischen Α-Phase in eine ehirale smektische Phase bewirkt.Θ. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die chirale smektische Phase eine C-Phase, Η-Phase, F-Phase, I-Phase, K-Phase, J-Phase oder G-Phase ist.9. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 7, dadurchgekennzeichnet, daß sich die chirale smektische Phase in einem Zustand befindet, in dem eine nicht schraubenförmige Struktur gebildet wird.10. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß eine des Paares von Grundplatten eine Funktion der bevorzugten Orientierung der Achsen der Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung hat und die andere 3Q Grundplatte nicht diese Funktion hat.11. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der bevorzugten Orientierung der Achsen der Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung durch Reiben der Oberfläche einer Grundplatte bereitgestellt worden ist.- k - DE12. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 11, 'dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Oberfläche einer Grundplatte durch einen Film aus einem organischen isolierenden Material oder einem anorganischen isolierenden Material gebildet ist.13. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das organische isolierende Material mindestens ein aus Polyvinylalkohol, Polyimid, Polyamidimid, Polyesterimid, Poly-p-xylylen, Polyester, Polycarbonat, Poly vinyl acetal, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyamid, Polystyrol, Celluloseharz, Melaminharz, Harnstoffharz, Acrylharz und einem Fotoresistharz ausgewähltes Harz ist.1*+. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische isolierende Material SiO, SiO2 oder TiO2 ist.15. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberfläche einer Grundplatte die Funktion der bevorzugten Orientierung der Achsen der Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung verliehen morden ist, indem auf der Grundplatte durch schräges Aufdampfen eines anorganischen isolierenden Materials ein Film, der die Oberfläche aufweist, gebildet wurde.16. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische isolierende Material SiO oder Si0„ ist.17. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dlaß der Oberfläche einer Grundplatte die Funktion der bevorzugten Orientierung der Achsen der FlüssigkristallToleküle in einer Richtung durch schräges Ätzen gg einer Oberfläche der Grundplatte verliehen worden ist.- 5 - DE ^9931Θ. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 17, 'dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Oberfläche einer Grundplatte durch einen auf der Grundplatte gebildeten Film aus einem organischen oder anorganischen isolierenden Material5 oder durch die Grundplatte selbst bereitgestellt wird.19. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das organische isolierende Material mindestens ein aus Polyvinylalkohol, Polyimid, Polyamidimid, Polyesterimid, Poly-p-xylylen, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylacetal, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyamid, Polystyrol, Celluloseharz, Melaminharz, Harnstoffharz, Acrylharz und einem Fotoresistharz ausgewähltes Harz ist.20. Flüssigkristallvorrichtung nach Ansprach 1B, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische isolierende Material Glas, SiO, SiD1-, oder TiO,, ist.21. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Grundplatte mit einem Abstandshalter versehen ist, der dadurch bereitgestellt worden ist, daß zunächst ein Film aus einem isolierenden Material gebildet wurde und der Film dann mit Ausnahme eines ausgewählten Anteils davon abgeätzt wurde.22. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 21, dadurchgekennzeichnet, daß der Abstandshalter ein Bauteil in Form eines Streifens ist.OQ 23. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Abstandshaltern vorgesehen sind. *'2k. Flüssigkristallvorrichtung mit einer Vielzahl von BiId-ßg elementen, die in einer Vielzahl von Reihen und Spalten angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen ferroelektri-- 6 - DE *«*993sehen Flüssigkristall, der mit den Bildelementen elektrisch leitend verbunden ist und in den bistabilen Zustand gebracht ist, uiobei der Orientierungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls für jedes Bildelement gesteuert wird, um ein Schreiben zu bewirken, und wobei der ferroelektrische Flüssigkristall in Form einer Mischung vorliegt, die einen Flüssigkristall, der mindestens eine chirale smektische Phase zeigt, und einen Flüssigkristall, der mindestens eine cholesterische Phase zeigt, enthält, und eine Oberfläche einer Grundplatte berührt, wobei dieser Oberfläche eine Funktion der bevorzugten Orientierung der Achsen der die Oberfläche berührenden Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung verliehen worden ist.25. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2h, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschreibzustand eines eingeschriebenen Bildelements für die Dauer eines Teilbildes oder eines Vollbildes gespeichert wird.26. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2k mit einer Vielzahl von Bildelementen, die in einer Vielzahl von Reihen und Spalten angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen ferroelektrischen Flüssigkristall, der mit den Bildelementen elektrisch leitend verbunden ist und in den bistabilen Zustand gebracht ist, wobei jede Reihe der Bildelemente elektrisch leitend mit einer Abtastzeile verbunden ist und jede Spalte der Bildelemente elektrisch leitend mit einer Datenzeile verbunden ist, wobei an die Abtastzeilen Zeile für Zeile ein Abtastsignal angelegt tuird, während an die Datenzeilen synchron mit den Abtastsignalen ein Datensignal angelegt wird, um dadurch ein Schreiben durch Veränderung der Orientierungs*zustände des ferroelektrischen Flüssigkristalls, der mit den Abtastzeilen elektrisch leitend verbunden ist, in Übereinstimmung mit dem Datensignal zu bewirken, wobei der ferroelektrische Flüssigkristall in Form einer Mischung vorliegt, die einen Flüssigkristall, dermindestens eine chirale smektische Phase zeigt, und einen Flüssigkristall, der mindestens eine cholesterische Phase zeigt, enthält, und eine Oberfläche einer Grundplatte berührt, wobei dieser Oberfläche eine Funktion der bevorzugten Orientierung der Achsen der die Oberfläche berührenden Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung verliehen worden ist.27. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschreibzustand eines eingeschriebenen Bildelements für die Dauer eines Teilbildes oder eines Vollbildes gespeichert wird.28. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2U mit einer Vielzahl von .Bildelementen, die in einer Vielzahl von Reihen und Spalten angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen ferroelektrischen Flüssigkristall, der mit den Bildelementen elektrisch leitend verbunden ist und in den bistabilen Zustand gebracht ist, wobei jede Reihe der Bildelemente elektrisch leitend mit einer Abtastzeile verbunden ist und jede Spalte der Bildelemente elektrisch leitend mit einer Datenzeile verbunden ist, wobei an die Abtastzeilen Zeile für Zeile ein Abtastsignal angelegt wird, während an die Datenzeilen synchron mit den Abtastsignalen Datensignale, die aus einem ersten Datensignal und einem zweiten Datensignal bestehen, angelegt werden, um dadurch ein Schreiben durch Orientierung des im bistabilen Zustand befindlichen ferroelektrischen Flüssigkristalls zu seinem ersten stabilen Zustand in. Übereinstimmung mit dem ersten Datensignal3Q und zu seinem zweiten stabilen Zustand in Übereinstimmung mit dem zweiten Datensignal zu bewirken, wobei der ferroelektrische Flüssigkristall in Form einer Mischung vorliegt, die einen Flüssigkristall, der mindestens eine chirale smektische Phase zeigt, und einen Flüssigkristall,gg der mindestens eine cholesterische Phase zeigt, enthält, und eine Oberfläche einer Grundplatte berührt, wobei dieser- a - DE k3331 Oberfläche eine Funktion der bevorzugten Orientierung der Achsen der die Oberfläche berührenden Flüssigkristallmolekül in einer Richtung verliehen worden ist.29. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2k, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall in Form einer Mischung vorliegt, die mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase und eine smektische Α-Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, und mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine kristalline Phase ODER von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase und eine smektische Phase in eine kristalline Phase bewirkt, enthält.3D. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2k, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall in Form einer Mischung vorliegt, die mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, und mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine kristalline Phase oder von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase und eine smektische Phase in eine gQ kristalline Phase bewirkt, enthält.31. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2k, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall in Form einer Mischung vorliegt, die mindestens zwei Flüssigkristalle, die eine chirale smektische Phase zeigen, enthält, wobei mindestens einer der mindestens zwei Flüssig-- 3 - DE U993kristalle, die eine chirale smektische Phase zeigen', ferner eine cholesterische Phase zeigt.32. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2k, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall in Form einer Mischung vorliegt, die mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterisch^ Phase und eine smektische Α-Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, und mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, enthält.33. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2^, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall in Form einer Mischung vorliegt, die mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung van einer isotropen Phase über eine smektische Α-Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, mindestens einen Flüssigkristall, der bei Temperaturabnahme eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase und eine smektische Α-Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, und mindestens einen Flüssigkristall, der eine aufeinanderfolgende Phasenumwandlung von einer isotropen Phase über eine cholesterische Phase in eine chirale smektische Phase bewirkt, enthält.
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Ferroelectrics 59(1984) S. 137-144 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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