DE3524803A1 - Fluessigkristallvorrichtung - Google Patents

Fluessigkristallvorrichtung

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DE3524803A1 DE19853524803 DE3524803A DE3524803A1 DE 3524803 A1 DE3524803 A1 DE 3524803A1 DE 19853524803 DE19853524803 DE 19853524803 DE 3524803 A DE3524803 A DE 3524803A DE 3524803 A1 DE3524803 A1 DE 3524803A1
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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
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*
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
Tabelle 2
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"
(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~
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
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.
Tabelle 3
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
-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.
Tabelle
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
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.
Beispiel 1
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.
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
Beispiel 2
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.
Beispiel 3
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
Beispiel k
Eine Leerzelle, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, ujurde bereitgestellt.
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.
Beispiel 5
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. *"'
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.
Beispiel 6
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.
Beispiele 7 bis 9
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.
Beispiel 10
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.
Lösungsmischung (1)
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.
Beispiel 11
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.
Lösungsmischung (2)
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
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
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.
Beispiel 13
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.
Beispiele 1^ und 15
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.
Beispiele 16 bis 1B
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.
Beispiel 19
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.
Beispiele 20 bis 22
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.
Beispiel 23
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
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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.
Beispiel 24
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
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.
Beispiele 25 und 26
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.
Beispiel 27
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.
Beispiele 28 und 29
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)

  1. TiEDTKE - BüHLiNG - Kinne - Grup£ ■;- ν
    r% C* C * ■ ■ öipl.'-lng. H Tiedtke
    ΓΈϋ-ΜΑΝΝ - «RAMS " OTRUIF _ Dipl.-Chem. G. Bühling
    Dipl.-Ing. R. Kinne 352480ο Dipl.-Ing R Grupe
    Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif
    Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2
    Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-53737Z cable: Germaniapatent München
    11. Juli 1985 DE «93
    Patentansprüche
    1. 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*993
    3. 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 ^993
    X 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, dadurch
    gekennzeichnet, daß sich die chirale smektische Phase in einem Zustand befindet, in dem eine nicht schraubenförmige Struktur gebildet wird.
    10. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
    gekennzeichnet, 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 - DE
    12. 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, dadurch
    gekennzeichnet, 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 ^993
    1Θ. 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 Material
    5 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, dadurch
    gekennzeichnet, 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 *«*993
    sehen 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, 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.
    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 Datensignal
    3Q 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 k333
    1 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 U993
    kristalle, 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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