DE3786015T2

DE3786015T2 - Vorrichtungen mit einem smektischen fluessigkristall.

Info

Publication number: DE3786015T2
Application number: DE8787902582T
Authority: DE
Inventors: Madeline Bradshaw; Edward Raynes
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: Qinetiq Ltd
Priority date: 1986-04-03
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1993-09-16
Anticipated expiration: 2007-04-02
Also published as: SG142493G; US5061047A; MY102698A; JP2659381B2; KR880701393A; JP2710759B2; USRE37509E1; CA1336643C; KR960011148B1; GB8823166D0; GB2209610B; GB8608114D0; GB2209610A; JPH07207265A; EP0295266A1; JPH01500856A; WO1987006022A1; DE3786015D1; HK178696A; EP0295266B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen mit smektischem Flüssigkristall.
Flüssigkristalleinrichtungen enthalten üblicherweise eine dünne Schicht aus einem Flüssigkristallmaterial, die zwischen zwei Glasplatten oder -wänden enthalten ist. Auf den Innenseiten der beiden Wände ist jeweils eine dünne, lichtdurchlässige Elektrode aufgebracht. Die Kombination aus der Flüssigkristallschicht, den Wänden und der Elektrode wird oftmals als Flüssigkristallzelle bezeichnet. Wenn an die beiden Elektroden ein elektrisches Feld angelegt wird, drehen sich die Flüssigkristallmoleküle in dem Feld in einen EIN-Zustand. Wenn das Feld abgeschaltet wird, drehen sich die Moleküle in einen AUS-Zustand zurück, der durch eine Oberflächenbehandlung der Wände vor der Montage der Zelle und durch den Typ des Flüssigkristallmaterials festgelegt ist. Die Lichtdurchlässigkeitseigenschaften der EIN- und AUS-Zustände sind verschieden. Bei einigen Einrichtungen sind ein oder zwei Polarisatoren und/oder Farbstoffe erforderlich, damit die EIN- und AUS-Zustände optisch erkennbar sind.
Grob gesprochen gibt es drei verschiedene Typen von Flüssigkristallmaterialien, nematische, choleristerische und smektische, die jeweils durch eine verschiedene molekulare Anordnung unterschieden werden.
Derartige Materialien zeigen nur in einem begrenzten Temperaturbereich zwischen der festen und der isotropen flüssigen Phase eine Flüssigkristallphase. Im Flüssigkristallphasen-Temperaturbereich kann ein Material von einem oder mehreren der nematischen, cholesterischen oder smektischen Phasentypen sein. Normalerweise wird ein Material so gewählt, daß es in seinem Arbeitstemperaturbereich nur einen Flüssigkristall-Phasentyp bildet.
Die vorliegende Erfindung betrifft Einrichtungen, die smektische Flüssigkristallmaterialien verwenden.
Es sind Anzeigen hergestellt worden, bei denen Elektroden auf einer Wand in Reihen und auf der anderen Wand in Spalten ausgebildet sind. Diese bilden zusammen eine x-y-Matrix von getrennt adressierbaren Elementen einer großen Anzeige. Eine Art der Adressierung einer solchen Anzeige besteht in der Multiplexierung, d.h. der Adressierung einer jeden Reihe nacheinander, bis die gesamte Anzeige adressiert worden ist. Dies wird bei jeder Verwendung der Anzeige wiederholt. Ein weiterer Anzeigetyp verwendet die EIN- und AUS-Zustände, um einen elektrisch schaltbaren optischen Verschluß zu bilden. Ein weiterer Anzeigetyp wird als optische Speichereinrichtung verwendet. Für solche Einrichtungen sind nematische, cholesterische und smektische Flüssigkristallmaterialien verwendet worden. Ein Problem besteht bei vielen Anzeigen in der zum Umschalten zwischen den zwei Zuständen erforderlichen Zeit, d.h. in den Ansprechzeiten. Für viele Anzeigen ist eine schnelle Ansprechzeit erforderlich. Ein nematisches Material, das in einer 90º-Verdrehungsstruktur angeordnet ist, besitzt typischerweise eine Ansprechzeit von 100 Millisekunden.
Einrichtungen mit smektischen Materialien sind bisher nicht in gleichem Umfang wie Einrichtungen mit nematischen oder cholesterischen Materialien in Gebrauch gekommen. Erhältliche Anzeigeeinrichtungen, die auf smektischen Materialien basieren, besaßen nicht die notwendigen Eigenschaften. Kürzlich sind jedoch ferroelektrische smektische Einrichtungen mit schnellen Schalteigenschaften und Bistabilitätseigenschaften auf Interesse gestoßen. N.A. Clark & S.T. Lagerwall, App. Phys. Letters 36 (11), 1980, S. 899 - 901. Von chiralen Flüssigkristallmaterialien in einer geneigten sinektischen Phase, z.B. Sc*, SI*, SF*, SJ*, SG*, SH* ist bekannt, daß sie ferroelektrische Eigenschaften besitzen. Dies ist von R.B. Meyer, L. Liebert, L. Strzelecki und P. Keller, J. de Physique (Lett), 36, L-69 (1975), beschrieben worden.
Eine bekannte Einrichtung mit chiralem smektischen Flüssigkristall ist in FR-A-2 567 533 beschrieben. Diese Einrichtung bietet durch eine Kombination eines Materials mit einer chiralen smektischen und mit cholesterischen Phasen, einer Oberflächenausrichtungsbehandlung und einem langsamen Abkühlen aus der isotropen Phase bei der Herstellung ein bistabiles Schaltverhalten und eine gleichmäßige Monobereich-Molekularstruktur.
Gemäß dieser Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung die im Anspruch 1 genannten Schritte.
Der Erwärmungsschritt kann vor oder nach dem Eingeben des Materials in den Raum ausgeführt werden.
Das Flüssigkristallmaterial kann eine Einzelkomponente oder ein Gemisch von Komponenten sein. Das Material kann eine Kombination von einer oder mehreren chiralen Komponeten mit cholesterischem Lävu-Drehsinn (Links-Drehsinn) mit einer oder mehreren chiralen Komponenten mit cholesterischem Dextro-Drehsinn (Rechts-Drehsinn) sein. In einem solchen Gemisch können die Lävu-Komponenten niemals die Racematen der Dextro-Komponenten sein. Dieses chirale Gemisch kann selbst ein chiraler smektischer Kristall sein oder kann als Additiv für ein Grundmaterial eines nichtchiralen und/oder racemischen, geneigten smektischen Flüssigkristalls verwendet werden. Alternativ können die chirale Komponente oder die chiralen Komponenten denselben cholesterischen Drehsinn besitzen, so daß die cholesterische Ganghöhe und Ps die obigen Werte besitzen.
Die smektische Phase besitzt in Abhängigkeit von der Temperatur wenigstens eine der folgenden chiralen, geneigten smektischen Phasen C*, I*, F*, J*, G*, K*, H* und kann zwischen dem Übergang von der cholesterischen zur chiralen smektischen Phase eine A-smektische Phase enthalten.
Die Schichtdicke kann 15 µm oder mehr betragen, sie beträgt jedoch typischerweise 1 bis 12 µm, z.B. 2 µm bis 6 m. Das G/d-Verhältnis ist groß genug, um zu verhindern, daß das Material in seiner cholesterischen Phase in der Nähe des Übergangs von der cholesterischen in die smektische Phase eine Verdrehung von mehr als 3π annimmt, wobei die Ganghöhe G idealerweise größer als 4d ist, so daß in der cholesterischen Phase in der Nähe des Übergangs eine Verdrehung um weniger als π auftreten kann. Idealerweise ist dieser Wert von G in der gesamten cholesterischen Phase und insbesondere bei 5ºC oberhalb des Übergangs von der smektischen in die cholesterische Phase groß.
Die Ganghöhe der smektischen Phase ist größer als 0,1 um und vorzugsweise viel größer, z.B. größer als die Schichtdicke.
Der Wert von Ps beträgt mindestens 0,1 und vorzugsweise 1 oder mehr nC/cm². Sämtliche chiralen Komponenten können wesentliche Ps-Werte und dieselbe Ps-Richtung besitzen.
Alternativ können eine oder mehr Komponenten Ps-Werte mit entgegengesetzter Richtung besitzen, vorausgesetzt, das die Netto-Ps wesentlich ist.
Für einige Gemische wird in einem Bereich des Übergangs von der cholesterischen in die smektische Phase von ±5ºC die Kühlung mit einer Rate zwischen 0,05ºc und 2ºC/min ausgeführt. Die Kühlungsrate hängt vom Kompensationsgrad in der cholesterischen Phase ab. Für ein gut kompensiertes Material kann die Zelle so schnell wie gewünscht, z.B. mit 20ºC/min. oder mehr gekühlt werden.
Gemäß dieser Erfindung weist eine Flüssigkristalleinrichtung die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale auf.
Die Zelle der Einrichtung kann zwischen zwei Polarisatoren angeordnet sein, welche so angeordnet sind, daß ihre optischen Achsen entweder parallel oder in einem von Null verschiedenen Winkel zueinander orientiert sind.
Die Einrichtung kann ferner Mittel zum Anlegen zweier Gleichspannungen und entgegengesetzter Polarität an die Elektrodenstrukturen enthalten, wobei die Moleküle des Gemischs dazu gezwungen werden, in Abhängigkeit von der Polarität der angelegten Spannung in einer von zwei verschiedenen Positionen sich zu orientieren und bei einer Änderung der Polarität zwischen diesen beiden Positionen zu wechseln.
Die Zellenwand-Oberflächenbehandlung kann an den beiden Wänden eine ähnliche Ausrichtung, in derselben oder in verschiedenen Richtungen, oder verschiedene Ausrichtungstypen, z.B. homogen und homöotropisch, schaffen. Alternativ kann eine Wand frei, jedoch ohne Oberflächenausrichtung gelassen werden.
Gemäß dieser Erfindung umfaßt ein Flüssigmaterialgemisch zur Verwendung in einer Einrichtung mit geneigtem, chiralen smektischen Flüssigkristall ein Material mit einer geneigten, chiralen smektischen Phase bei normalen Betriebstemperaturen der Einrichtung und einer cholesterischen Phase bei einer erhöhten Temperatur, wobei das Gemisch in der cholesterischen Phase wenigstens 0,1ºC oberhalb der Temperatur des Übergangs von der cholesterischen in die smektische Phase eine cholesterische Ganghöhe von mehr als 4 µm und in der smektischen Phase einen wesentlichen Koeffizienten Ps der spontanen Polarisation besitzt.
Die Betriebstemperatur der Einrichtung fällt typischerweise in den Bereich, der von 0ºC bis 40ºC reicht, obwohl für einige an Anlagen angebrachte Einrichtungen die obere Betriebstemperatur ungefähr 100ºC oder sogar mehr betragen kann.
Die Verwendung von chiralen Komponenten in einem nematischen Flüssigkristallmaterial ist wohlbekannt. Die Hinzufügung einer chiralen Komponente auferlegt der Richtung des nematischen Materials eine Verdrehung und hat ein cholesterisches Material zur Folge. Die Richtung dieser Verdrehung kann entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn, d.h. rechtsdrehend oder linksdrehend sein. Die Hinzufügung von zwei verschiedenen chiralen Materialien mit entgegengesetzter Drehung kann in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und der Temperatur des Gemischs eine Null-Verdrehung zur Folge haben. Einige Verbindungen können Moleküle sowohl mit rechtsdrehender als auch mit linksdrehender Kraft besitzen und stellen optische Isomere dar. Wenn die optischen Isomere in gleichen Mengen vorliegen, wird ein racemisches Gemisch gebildet, das von gewöhnlichen nichtchiralen, flüssigkristalinen Materialien nicht unterscheidbar ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Nun wird eine Ausführungsform der Erfindung lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, von denen:
Fig. 1, 2 eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung sind;
Fig. 3,4,5 stilisierte Ansichten einer Schicht eines ausgerichteten Flüssigkristallmaterials sind, die ein A-smektisches, ein C-smektisches bzw. ein C*-smektisches Material darstellen;
Fig. 6 eine Draufsicht einer Sc*-Zelle ist, die sowohl den molekularen Ausrichtungszustand Ps- AUFWÄRTS als auch den molekularen Ausrichtungszustand Ps-ABWÄRTS darstellt;
Fig. 7a,b,c Graphen einer gegen die Temperatur aufgetragenen cholesterischen Ganghöhe für verschiedene Gemische sind;
Fig. 8 ein Graph ist, der die Veränderung des halben Kegelwinkels zwischen dem AUFWÄRTS- und dem ABWÄRTS-Zustand für ein Materialgemisch zeigt;
Fig. 9 ein Graph ist, der die Veränderung von Ps mit der Temperatur für ein Materialgemisch zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Zelle 1 umfaßt zwei Glaswände 2, 3, die durch einen Abstandsring 4 und/oder verteilte Abstandshalter um ungefähr 1 bis 6 µm beabstandet sind. Auf der Innenseite einer jeden der Wände sind Elektrodenstrukturen 5, 6 aus lichtdurchlässigem Zinnoxid ausgebildet. Diese Elektroden können eine herkömmliche Reihen- und Spaltenform besitzen oder eine Siebensegmentanzeige sein. Zwischen den Wänden 2, 3 und dem Abstandsring 4 ist eine Schicht 7 aus Flüssigkristallmaterial enthalten. Vor und hinter der Zelle 1 sind Polarisatoren 8, 9 angeordnet. Die Ausrichtung der optischen Achse eines jeden Polarisators wird später diskutiert. Angenähert sind die Polarisatoren über Kreuz angeordnet, wobei die optische Achse von einem Polarisator zur molekularen Ausrichtung eines Flüssigkristalls angenähert parallel oder senkrecht ist. Eine Gleichspannungsquelle 10 liefert über eine Steuerlogik 11 an über Leitungsdrähte 14, 16 mit den Elektrodenstrukturen 5, 6 verbundene Treiberschaltungen 12, 13 Leistung.
Vor dem Zusammenbau werden die Wände 2, 3 oberflächenbehandelt, indem sie auf einer dünnen Schicht aus Polyamid oder Polyimid schnell rotiert, getrocknet und gegebenenfalls ausgehärtet werden; dann werden sie mit einem weichen Tuch (z.B. Reyon) in einer einzigen Richtung R1, R2 glanzgeschliffen. Diese bekannte Behandlung erzeugt eine Oberflächenausrichtung der Flüssigkristallmoleküle. Die Moleküle richten sich selbst entlang den Schleifrichtungen R1, R2 und in einem Winkel von ungefähr 2º zur Oberfläche aus. Die Richtungen R1, R2 können in dieselbe oder in entgegengesetzte Richtungen weisen. Wenn R1, R2 in derselben Richtung orientiert sind, neigen sich die sich berührenden Flüssigkristallmoleküle zum Schichtzentrum und nehmen über die Schichtdicke hinweg eine schräge Konfiguration ein. Die Oberflächenausrichtung kann durch den bekannten Prozeß der schrägen Aufdampfung von Siliziumoxid auf die Zellenwände geschaffen werden. Hinsichtlich der Schleifausrichtung kann die Ausrichtung in derselben oder in entgegengesetzten Richtungen parallel sein. Alternativ kann eine Wand entweder unbeschichtet bleiben oder zum Beispiel mit Polyamid beschichtet und nicht glanzgeschliffen werden. Die Ausrichtung wird dann durch die andere, geschliffene Wandfläche geschaffen.
Die Einrichtung kann in der Durchlaß- oder der Reflextionsbetriebsart betrieben werden. In der ersteren wird das Licht, das beispielsweise von einem Wolframkolben die Einrichtung durchquert, wahlweise durchgelassen oder gesperrt, um die gewünschte Anzeige zu schaffen. In der Reflexionsbetriebsart wird hinter dem zweiten Polarisator 9 ein Spiegel angeordnet, um das Umgebungslicht durch die Zelle 1 und die beiden Polarisatoren zurückzureflektieren. Indem der Spiegel teilweise reflektierend ausgebildet wird, kann die Einrichtung sowohl in der Durchlaßals auch in der Reflexionsbetriebsart betrieben werden.
Zum Material 7 kann ein pleochroitischer Farbstoff hinzugefügt werden. In diesem Fall ist nur ein Polarisator erforderlich.
In den Fig. 3, 4, 5 ist eine idealisierte und etwas vereinfachte Anordnung von Flüssigkristallmolekülen in einer Zelle schaubildartig gezeigt. In der Praxis können sich diese Anordnungen von den gezeigten Anordnungen erheblich unterscheiden, was teilweise von den Zellenwand-Oberflächeneffekten abhängt.
Fig. 3 zeigt eine Schicht 7 aus einem A-smektischen Material (SA). Die Achsen x, y, z werden zur Definition der Richtungen verwendet. Die Flüssigkristallschicht liegt in der x-y-Ebene, die Schichtdicke weist in die z-Richtung, die Schleifrichtungen R1, R2 sind +x und -x für die obere Wand bzw. für die untere Wand. Für ein SA-Material mit diesen Ausrichtungen richten sich die einzelnen Moleküle 21 in den zur y-z-Ebene parallelen Schichten 20 in x- Richtung aus.
Fig. 4 zeigt eine Schicht eines C-smektischen Materials (Sc). Die Oberflächenausrichtung ist wie in Fig. 3 +x und -x.
Wie in Fig. 3 bilden sich die Flüssigkristallmoleküle 21 zu Schichten 20, die zur y-z-Ebene parallel sind. Die Sc-Moleküle 21 nehmen jedoch in jeder Schicht eine geneigte Formation an. Die Neigung tritt in der x-y-Ebene auf und besitzt einen Winkel θ zur x-Achse. Typischerweise liegt θ in Abhängigkeit von der Materialzusammensetzung und von der Temperatur im Bereich von 15º bis 25º.
Fig. 5 zeigt die smektische Ganghöhe in einer Schicht 7 eines C*-smektischen Materials (Sc*). Dieses Material bildet Schichten 20n, wobei die Moleküle 21n in jeder Schicht in einem Winkel von 15 - 25º zur x-Achse liegen und wobei dieser Winkel von 15 - 25º in jeder Schicht 21 variiert. Zusammen bilden die Moleküle eine verdrehte Struktur, wobei die Verdrehungsachse entlang der x-Achse verläuft. Dies ist in Fig. 5 gezeigt, wo die Moleküle in aufeinanderfolgenden Schichten auf der Oberfläche eines Kegels ausgerichtet sind, wobei zwischen jeder Schicht ein Wechsel von 45º auftritt.
Die Struktur von Fig. 5 wird als geneigte, chirale smektische Phase bezeichnet. Solche Materialien können durch Hinzufügung eines chiralen Materials zu einem smektischen Material erzeugt werden. Das chirale Additiv kann eine Verdrehung entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn besitzen, wobei einige Verbindungen Moleküle mit beiden Verdrehungsrichtungen haben können, in welchem Fall das Material racemisch sein kann. Die geneigten, chiralen smektischen Materialien können eine spontane Polarisation besitzen, wobei es in Abhängigkeit von der Konfiguration des Moleküls zwei zueinander entgegengesetzte Richtungen hierfür gibt. In einem racemischen Material sind die beiden Richtungen der spontanen Polarisation (Ps) gleich und heben sich gegenseitig auf, so daß kein Netto-Ps-vorhanden ist. Bei einem Gemisch von chiralen Verbindungen mit entgegengesetzten Verdrehungsrichtungen kann Ps entweder additiv oder subtraktiv sein. Bei Voraussetzung einer Netto-Ps zeigt das Gemisch ferroelektrische Eigenschaften.
Eine Weise der Erzeugung einer ausgerichteten Sc*-Schicht 7 besteht im Erwärmen des Materials in eine SA-Phase, wo sie durch die Zellenoberflächenbehandlung ausgerichtet wird, und im anschließenden Abkühlen in die Sc*-Phase. Unglücklicherweise kann diese Abkühlung das Material auch in eine kleine fokale konische Struktur umbilden; ein Zustand mit Schichten von Molekülen, die in vielen Ebenen in unterschiedlichen Winkeln zueinanderliegen.
Die vorliegende Erfindung beseitigt dieses Problem durch die Verwendung eines Materials mit einer cholesterischen Phase oberhalb der smektischen Phase und durch die Erzeugung einer geeigneten cholesterischen Ganghöhe auf die folgende Weise:
Das Material ist von der Art, daß es mit zunehmender Temperatur die folgenden Phasen besitzt:
Fest - X*-smektisch - A-smektisch - cholesterisch -isotropisch
Fest - X*-smektisch - cholesterisch - isotropisch
wobei X* für wenigstens eine der folgenden Bezeichnungen steht: C*, I*, F*, J*, G*, K*, H*. Für Materialien mit mehr als einer solchen smektischen Phase ändert sich die Phase mit der Temperatur.
Die Ganghöhe G der cholesterischen Phase ist so beschaffen, daß gewährleistet ist, daß die maximale Verdrehung über die Schichtdicke d nicht größer als 3π ist. Eine 3π- Verdrehung kann auftreten, wenn G ungefähr 2/3d ist; eine 2π-Verdrehung, wenn G ungefähr d ist; eine π-Verdrehung, wenn G ungefähr 2d ist; und eine Null-Verdrehung, wenn G > 4d ist. Vorzugsweise ist p > 4d.
Diese cholesterische Ganghöhe ist einem Temperaturbereich von 0,1ºC oberhalb des Übergangs von der smektischen in die cholesterische Phase notwendig. Vorzugsweise liegt dieser Bereich 5ºC oberhalb des Übergangs und erstreckt sich idealerweise über die gesamte cholesterische Phase.
Es gibt viele Weisen, das obige Material zu erhalten. Beispielsweise durch Kombinieren einer oder mehrerer chiraler Komponenten mit cholesterischem Lävu-Verdrehungssinn (Links-Verdrehungssinn) mit einer oder mehreren chiralen Komponenten mit cholesterischen Dextro-Verdrehungssinn (Rechts-Verdrehungssinn), unter dem Vorbehalt, daß die Lävu-Komponenten in keinem Fall die Racematen der Dextro-Komponenten sind. Ein solches Gemisch kann selbständig verwendet werden, wenn es die notwendigen smektischen Phasen besitzt. Alternativ kann ein chirales Gemisch zu dem nichtchiralen oder racemischen Flüssigkristallmaterial, z.B. zu einem C-smektischen Wirtskristall, hinzugefügt werden. Verschiedene chirale Komponenten können verschiedene Temperatur-/Ganghöhen-Kennlinien besitzen. In diesem Fall muß sichergestellt werden, daß die sich ergebende Ganghöhe in dem Temperaturbereich oberhalb des Phasenübergangs von der smektischen in die cholesterische Phase den geforderten Wert besitzt.
Wenn chirale Komponenten mit entgegengesetzter Verdrehungsrichtung verwendet werden, muß sichergestellt werden, daß das sich ergebende Gemisch den geforderten Wert Ps der spontanen Polarisation besitzt. Daher können sämtliche chiralen Komponenten unabhängig von ihrem cholesterischen Verdrehungssinn denselben Richtungssinn der Sc*- Polarisation besitzen, was bedeutet, daß sich ihre Ps- Werte addieren.
Alternativ können eine oder mehrere der chiralen Komponenten den entgegengesetzten Ps-Richtungssinn besitzen, vorausgesetzt, daß die Netto-Ps einen ausreichenden Wert besitzt.
Eine weitere Weise zur Gewinnung des obigen Materials besteht darin, eine oder mehrere chirale Komponenten mit derselben cholesterischen Verdrehungsrichtung und derselben Sc*-Polarisationsrichtung zu verwenden, welche jedoch noch immer die obenerwähnten cholesterischen Ganghöhenwerte erfüllen. Ein solches Gemisch kann allein oder in Kombination mit einem nichtchiralen oder einem racemischen Flüssigkristallmaterial, z.B. einem Sc-Wirtskristall verwendet werden.
Als Folge der langen Ganghöhe der cholesterischen Phase kühlt das Material in die SA-Phase mit gleichmäßiger Ausrichtung ab, welche durch die Zellenwandbehandlung verursacht wird. Das Ergebnis der Ausrichtung ist in Fig. 3 gezeigt. Bei einer weiteren Abkühlung geht das Material in die Sc*-Phase über, wobei die Ausrichtung bei Gemischen mit ausreichend langer Sc*-Ganghöhe ungefähr wie in Fig. 6 beschaffen ist, derart, daß die Oberflächenausrichtung die Schrauben-Ganghöhe abwickelt, d.h., daß die Sc*-Ganghöhe ungefähr d ist, oder bei kürzeren Ganghöhen Längen wie in Fig. 5 gezeigt. Materialien ohne SA-Phase werden aus der cholesterischen in eine chirale smektische Phase abgekühlt. Unter der Voraussetzung, daß die cholesterische Ganghöhe ausreichend lang ist, ist die Zelle in der S*-Phase gut ausgerichtet.
Die Ganghöhe in der geneigten smektischen Phase ist so beschaffen, daß sie größer als ungefähr 1 µm und vorzugsweise sehr viel größer ist.
Die Kompensation der Ganghöhe in der cholesterischen Phase ist in den Fig. 7a, b und c gezeigt. Die Fig. 7a zeigt die gegen die Temperatur aufgetragene cholesterische Ganghöhe für ein nichtkompensiertes Material mit einem Phasenübergang von der cholesterischen in die smektische Phase. Bei diesem Übergang strebt die Ganghöhe ins Unendliche. Das in Fig. 7b gezeigte Material zeigt eine Ganghöhenzunahme ins Unendliche bei einigen Grad oberhalb der Übergangstemperatur und eine Ganghöhenverringerung unterhalb. In der Fig. 7c liegt die Kompensationstemperatur, bei der die Ganghöhe ins Unendliche strebt, direkt unterhalb der Temperatur des Phasenübergangs von der smektischen in die cholesterische Phase. Durch geeignete Wahl der Materialien kann bewirkt werden, daß die Ganghöhenzunahme näher bei der Übergangstemperatur auftritt, einige Grad Unterschied scheinen jedoch das Endergebnis nicht störend zu beeinflussen.
Um die in Fig. 7c gezeigte Kennlinie zu erhalten, können einige Dotierstoffe, z.B. CC10, CC12 allein und in kleinen Mengen verwendet werden. In diesem Fall ist das Material nicht wie in Fig. 7b kompensiert, sondern besitzt inhärent eine lange Ganghöhe.
Wenn an die Elektroden 5, 6 ein Gleichspannungsimpuls von ausreichender Größe angelegt wird, gehen die Moleküle in eine von zwei verschiedenen Ausrichtungen D1, D2 über, was von der Polarität des Impulses abhängt. Dies ist in Fig. 6 bei 21, 22 gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Ausrichtungen nicht einer Nullfeld-Ausrichtung entsprechen müssen. Die beiden molekularen Richtungen D1, D2 stellen zwei verschiedene Ps-Richtungen, d.h. die AUFWÄRTS- und ABWÄRTS-Richtungen dar. Die Polarisatoren 7, 8 sind so angeordnet, daß ihre optischen Achsen zueinander senkrecht sind, wobei die optische Achse eines der Polarisatoren 7 oder 8 zur Richtung 21 oder 22 parallel ist. Alternativ brauchen die Achsen der Polarisatoren 7, 8 nicht parallel und nicht senkrecht zu sein. In jedem Fall wird in den beiden Schaltzuständen eine unterschiedliche Wirkung beobachtet.
Es wird beobachtet, daß sich die Zelle schnell zwischen einem dunklem und einem hellem Zustand ändert, wenn Gleichspannungsimpulse angelegt werden. Der Winkel zwischen den Richtungen 21, 22 hängt vom Flüssigkristallmaterial ab. Idealerweise liegt er bei ungefähr 45º Wenn alternativ in das Flüssigkristallmaterial ein Farbstoff eingearbeitet ist, liegt der ideale Winkel zwischen den Richtungen 21, 22 bei ungefähr 90º, wobei der einzige Polarisator zu einer der beiden Richtungen 21, 22 ausgerichtet oder zu dieser senkrecht ist. Die Fig. 8 zeigt, wie sich der Winkel θ (halber Winkel zwischen 21, 22) für ein Materialgemisch, Beispiel 5, mit der Temperatur ändert. Die Veränderung von Ps mit der Temperatur ist für dieses Beispiel 5 in Fig. 9 gezeigt.
Die Zelle 1 kann auch als Verschluß verwendet werden, wenn die Elektroden 5, 6 Flächenelektroden sind. In den Zellen mit zwei verschiedenen Schaltzuständen wird das Licht gesperrt oder durchgelassen. Dieser Verschluß kann auch mit Farbpolarisatoren kombiniert werden, um einen Farbschalter zu schaffen, der vor einer monochromen Kathodenstrahlröhre (CRT) angeordnet ist.
Eine ähnliche Anordnung ist in GB 1 491,471 beschrieben. Darin emittiert eine CRT Licht mit zwei verschiedenen Wellenlängen. Der Farbschalter wird so umgeschaltet, daß er die beiden verschiedenen Farben pro Raster auf einmal durchläßt. Dies ist mit der CRT synchronisiert, welche Rasterwechselbilder emittiert, die die beiden verschiedenen Farben darstellen. Unter der Voraussetzung, daß die Bildwiederholfreguenz hoch genug ist, integriert das Beobachterauge die beiden Bilder verschiedener Farbe zu einem einzigen mehrfarbigen Bild.
Die vorliegende Erfindung erzeugt einen Farbschalter, indem sie auf einer Seite der Zelle 1 einen neutralen Polarisator und auf der gegenüberliegenden Seite der Zelle zwei verschiedene Farbpolarisatoren, z.B. einen roten und einen blauen Polarisator verwendet. Diese Farbpolarisatoren sind so angeordnet, daß ihre optischen Achsen zueinander senkrecht sind. Die Achse eines der Farbpolarisatoren ist zu derjenigen des neutralen Polarisators parallel. Die Zelle wird wie in der GB 1, 491,471 mit der CRT- Bildwiederholfreguenz umgeschaltet.
Die Zelle kann auch als 90º-Polarisationsschalter verwendet werden. In diesem Fall sind die Polarisatoren so angeordnet, daß in einem der Schaltzustände 21, 22 einer von ihnen parallel zu den Flüssigkristallmolekülen ist. Der zweite Polarisator ist zum ersten Polarisator über Kreuz angeordnet. Der Winkel zwischen den beiden Richtungen 21, 22 beträgt ungefähr 45º Unter der Voraussetzung, daß die Doppelbrechung Δn geeignet beschaffen ist, gleich dem bekannten Ausdruck Δnd/λ, wird die Polarisationsebene des Lichts um 90º gedreht.
Polarisationsschalter sind beispielsweise beim dreidimensionalen Fernsehen (3D-Fernsehen) nützlich. Hierbei werden abwechselnd Einzelbilder für das linke und für das rechte Auge angezeigt. Ein Beobachter trägt eine Polarisationsbrille, außerdem wird vor dem Fernsehschirm ein Polarisationsschalter synchron zur Bildwiederholfrequenz umgeschaltet. Dies ist in GB 2,062,281 B beschrieben. Eine ähnliche Wirkung wird erhalten, wenn ein Beobachter eine Brille trägt, die für das linke und für das rechte Auge Flüssigkristallverschlüsse aufweist, die synchron zu den Bildern für das linke Auge bzw. für das rechte Auge auf dem Fernsehschirm umgeschaltet werden. Beispiele für Materialien: Chirale Komponenten Absolute Konfiguration def chiralen Gruppen Richtung der cholesterischen Verdrehung Richtung der spontanen Polarisation wobei
Die Polarisationsrichtung entspricht der Konvention von S.T. Lagerwall und I. Dahl, Mol Cryst. Liq. Cryst. 114, S 151 (1980).
Die Konvention bezüglich der Richtung der cholesterischen Verdrehung und der absoluten Konfiguration der chiralen Gruppen ist von G.W. Grey und D.G. McDonnell, Mol Cryst. Liq. Cryst. 34, S. 211 (1977), beschrieben:
D: Dextro
L: Lävu Nichtchirale Materialien Racemische Materialien Sc-Wirtskristall-Gemische Code Zusammensetzung Übergangstemperatur ºC Erläuterung: Is = isotropisch, N = nematisch, S = smektisch, Ch = cholesterisch. Wenn bei einem smektischen Material kein Index angegeben ist, ist die spezielle Phase unbekannt.

Beispiel 1:

(a) 7,9% R1
(b) 2,2% CC1
(c) 90% M6
Dieses Material durchlief bei steigender Temperatur die folgenden Phasen: fest - SC* SA cholesterisch - isotropisch.
Die Materialien (a), (b) besitzen cholesterische Verdrehungen mit entgegengesetztem Richtungssinn, jedoch demselben Richtungssinn der Sc*-Polarisation.
Bei einer Prüfung in einer Zelle mit einer 6 µm dicken Schicht wurde bei einer Abkühlung auf die SA- und dann
auf die Sc*-Phase eine ausgezeichnete Ausrichtung erzielt. Bei einer Prüfung in einer Zelle mit einer 12 µm dicken Schicht zeigte das Gemisch eine π-Verdrehung in der erwärmten cholesterischen Phase. Unter der Voraussetzung, daß die Kühlungsrate gering war, z.B. ungefähr 0,2ºC/min, wurde eine gute Ausrichtung erzielt, wobei die Einrichtung unter Verwendung des ferroelektrischen Effektes schnell geschaltet werden konnte. Für die spontane Polarisation Ps wurde ein Wert von ungefähr 1 nC/cm² gemessen.
Die folgenden Beispiele 2, 3, 4 verwenden kompensierte chirale Gemische. Diese Gemische sind aus chiralen Komponenten mit entgegengesetztein Richtungssinn der cholesterischen Verdrehung, jedoch mit demselben Richtungssinn der spontanen S*-Polarisation zusammengesetzt.

Beispiel 2:

CD1: 23% CC1 + 77% CC3
Dies besitzt die Phasenübergangstemperaturen:
Isotropisch 114º cholesterisch 93,4º SA 71,5º Sc* 50º fest.
Die Kurve der gegen die Temperatur aufgetragenen cholesterischen Ganghöhe ist ähnlich zu Fig. 7b, wobei die Kompensationstemperatur (bei der die Ganghöhe unendlich ist) bei ungefähr 99ºC liegt.
In einer 2 µm-Zelle kann ein π-Verdrehungszustand bis zu 1ºC oberhalb der Temperatur des Phasenübergangs von der SA-Phase in die cholesterische Phase aufrechterhalten werden; bei einer langsamen Abkühlung kann in den smektischen Phasen eine gute Ausrichtung erzielt werden. Bei 61,5ºC zeigte das Gemisch für Ps 25nC/cm² und einen Neigungswinkel (d.h. Halbkegelwinkel) von 18,5º.

Beispiel 3

CD3: 22% CC1 + 78% CC3
Dies hat die folgenden Phasenübergangstemperaturen:
Isotropisch 115º cholesterisch 94,6º SA 72,60 Sc* 47º fest.
Die Kurve der gegen die Temperatur aufgetragenen cholesterischen Ganghöhe ist ähnlich zu Fig. 7b; die Kompensationstemperatur (bei der die Ganghöhe unendlich ist) tritt bei ungefähr 98ºC auf.
In einer 2 µm-Zelle kann ein Null-Verdrehungszustand erhalten werden, während eine π-Verdrehung bis zu 6ºC oberhalb der Übergangstemperatur von der SA-Phase in die cholesterische Phase aufrechterhalten werden konnte.

Beispiel 4

CD9: 20% CC8 + 80% CC3.
Dies hatte die folgenden Phasenübergangstemperaturen:
Isotropisch 120,1º cholesterisch 93,0º SA 78,0ºC Sc* 43º fest.
Die Kurve der gegen die Temperatur aufgetragenen cholesterischen Ganghöhe ist ähnlich zu Fig. 7b, die Kompensationstemperatur (bei der die Ganghöhe unendlich ist) tritt bei ungefähr 102ºC auf.
In einer 6 µm-Zelle kann ein 2π-Verdrehungszustand für bis zu 0,5ºC oberhalb des Übergangs von der SA-Phase in die cholesterische Phase aufrechterhalten werden.
Die Beispiele 5, 6, 7, 8 verwenden kompensierte chirale Gemische in einem Sc-Wirtskristall.

Beispiel 5

CM6 = 43,5% CD3 + 56,5% H1.
Dies hatte die Phasentemperaturwerte:
Isotropisch 132,8º cholesterisch 106,8º SA 83,9º Sc* 14º S - fest.
Die Kurve der gegen die Temperatur aufgetragenen Ganghöhe ist ähnlich zur Fig. 7b; das Gemisch ist bei ungefähr 113ºC kompensiert (d.h. besitzt unendliche Ganghöhe). In einer 2 µm-Zelle bzw. einer 6 µm-Zelle wird ein Null-Verdrehungszustand für bis zu 14ºC bzw. bis zu 8ºC oberhalb der Temperatur des Phasenübergangs von der SA-Phase in die cholesterische Phase erhalten. Die Fig. 8 und 9 zeigen den Neigungswinkel (d.h. den halben Kegelwinkel) und die spontane Polarisation Ps als Funktion der Temperatur für CM6.

Beispiel 6

CM8 19,6% (49% CC1 + 51% CC4) + 80,4% H1.
Dies hatte die Phasentemperaturwerte: Isotropisch 126,1º cholesterisch 84º SA 65º Sc* 5º S
Die Kurve der gegen die Temperatur aufgetragenen Ganghöhe ist ähnlich zu Fig. 7b; das Gemisch wird bei ungefähr 119,5ºC kompensiert (d.h. besitzt unendliche Ganghöhe). In einer 2 µm-Zelle wurde ein Null-Verdrehungszustand für wenige ºC oberhalb der Temperatur des Phasenübergangs von der A-smektischen Phase in die cholesterische Phase erhalten.

Beispiel 7

CM3: 40% (20% CCl + 80% CC3) + 60% H3.
Dies hatte die folgenden Phasenübergangstemperaturen:
Isoptropisch 127,5º cholesterisch 92,4º SA 72º Sc* 10º S.
Die Kurve der gegen die Temperatur aufgetragenen Ganghöhe ist ähnlich zu Fig. 7c.
In einer 6 µm-Zelle wird ein Null-Verdrehungszustand für bis zu 3ºC oberhalb der Temperatur des Phasenübergangs von der A-smektischen Phase in die cholesterische Phase erhalten.

Beispiel 8

CM11: 25% CD9 + 75% H4.
Dies hatte die folgenden Phasenübergangstemperaturen:
Isotropisch 147,1º cholesterisch 101,1º SA 85,1º Sc* 13º S
Die Kurve der gegen die Temperatur aufgetragenen Ganghöhe ist ähnlich zu Fig. 7b; die Kompensationstemperatur (bei der die Ganghöhe unendlich ist) tritt bei ungefähr 119ºC auf. In einer 2 µm-Zelle kann ein Null-Verdrehungszustand direkt oberhalb der Temperatur des Phasenübergangs von der A-smektischen Phase in die cholesterische Phase erhalten werden.

Beispiel 9

CM13: 90% (90% H4 + 10% M7) + 10% (49% CC1 + 51% CC4)
Isotropisch 135º cholesterisch 52,3º Sc* -15º S -25º S.
In einer 6 µm-Zelle wurde ein Null-Verdrehungszustand für bis zu 10ºC oberhalb der Temperatur des Phasenübergangs von der A-smektischen Phase in die cholesterische Phase erhalten. Bei 30ºC betrug die spontane Polarisation des Gemischs 3,4 nC/cm², der Neigungswinkel (d.h. der halbe Kegelwinkel) betrug 21º.

Beispiel 10

CM15: 15,9% (31,4% CC9 + 68,6% CC4) + 94,1% H1.
Isotropisch 135º cholesterisch 56,1º Sc* 20º fest.
In einer 6 µm-Zelle wurde ein π-Verdrehungszustand für wenige ºC oberhalb des Übergangs von der C*-smektischen Phase in die cholesterische Phase aufrechterhalten. Die Ausrichtung war nach einer kritischen Abkühlung in die Sc*-Phase gering, bei Anlegen einer Rechteckwelle von 20 Vspitze und 10 Hz konnte jedoch eine Null-Verdrehungs-Ausrichtung in der C*-smektischen Phase induziert werden. Eine erneute Erwärmung genau in die cholesterische Phase und ein Abkühlen mit einem Gleichspannungsfeld mit geeignetem Vorzeichen ergab dann die gewünschte Ausrichtung.
Bei 50ºC bzw. bei 30ºC beträgt die spontane Polarisation des Gemischs 2 nC/cm² bzw. 6,2 nC/cm².
Die Beispiele 11, l2 verwenden eine chirale Komponente mit einzelner cholesterischer Verdrehungsrichtung in einem Sc-Wirtskristall.

Beispiel 11

LPC2: 1% CC10 + 99% H1.
Dieses Gemisch besitzt die folgenden Phasenübergangstemperaturen:
Isotropisch 151º cholesterisch 113,5º SA 104,5º Sc* 28º S.
Die Kurve der gegen die Temperatur aufgetragenen Ganghöhe ist ähnlich zu Fig.7c.
In einer 2 µm-Zelle kann ein Null-Verdrehungszustand für ungefähr 0,5ºC oberhalb der Temperatur des Übergangs von der A-smektischen Phase in die cholesterische Phase erzielt werden.
Die spontane Polarisaton des Gemischs beträgt 1,7 nC/cm² bzw. 4,2 nC/cm² bei 80ºC bzw. bei 40ºC.

Beispiel 12

LPC3: 1% CC10 + 99% H4.
Dieses Gemisch besitzt die folgenden Phasenübergangstemperaturen:
Isotropisch 158º cholesterisch 91º SA 89º Sc* 18º S 8º S.
Die Kurve der gegen die Temperatur aufgetragenen cholesterischen Ganghöhe ist ähnlich zu Fig. 7c.
In einer 2 µm-Zelle kann ein Null-Verdrehungszustand bei ungefähr 4ºC oberhalb der Temperatur des Übergangs von der A-smektischen Phase in die cholesterische Phase erhalten werden.

Beispiel 13

LPC6: 0,5% CC10 + 99,5% (95% H4 + 5% M7).
Isotropisch 152º cholesterisch 76,8º Sc* < 0º S.
In einer 6 µm-Zelle kann ein Null-Verdrehungszustand für bis zu 0,2ºC oberhalb der Temperatur des Übergangs von der C*-smektischen Phase in die cholesterische Phase erhalten werden.

Beispiel 14

UCM30: 92,5% (85% H4 + 15% M7) + 7,5% CC12.
Das Gemisch hat die folgenden Phasen:
Is 155,8º Ch 60,5º Sc* 15º S.
Die Kurve der gegen die Temperatur aufgetragenen cholesterischen Ganghöhe ist ähnlich zu Fig. 7c. Ps = 4,4 nC/cm2 bei 50,5ºC und 8,4 nC/cm² bei 25ºC. In einer 6,2 µm-dicken Zelle kann ein Null-Verdrehungszustand bei ungefähr 7ºC oberhalb der Temperatur des Übergangs von der Sc*-Phase in die cholesterische Phase erhalten werden.

Beispiel 15

CM20: 85% H1 + 15% CD18
Dieses Gemisch besitzt die folgenden Phasen:
Is 133,7º Ch 92,8º SA 63,2º Sc*.
In einer 2 µm dicken Zelle kann ein Null-Verdrehungszustand direkt oberhalb der Temperatur des Übergangs von der SA-Phase in die cholesterische Phase erhalten werden.
Ps = 18 nC/cm² bei 25ºC.
CD18 = 34% CC1 + 66% CC11

Beispiel 16

LPM13: 72,5% H1 + 25% M7 + 2,5% CC13.
Is 118º Ch 56,3º Sc* < 0 fest.
Ps = 10 nC/cm² bei 20ºC und 5 nC/cm² bei 46ºC.
Dies zeigt einen Null-Verdrehungszustand in einer 2 µm- Zelle in der cholesterischen Phase.

Claims

1. Ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung, mit den Schritten:

Vorsehen zweier Zellenwände (8, 9), die durch einen Abstandshalter (4) beabstandet sind, damit sie eine Schicht aus einem Flüssigkristallmaterial (7) enthalten können, wobei auf den Wandinnenflächen Elektrodenstrukturen (5, 6) ausgebildet sind und wenigstens eine Wandoberfläche behandelt ist, um eine Flüssigkristallausrichtung zu schaffen,

Vorsehen eines geneigten, chiralen smektischen Flüssigkristallmaterials, das

- zwischen der chiralen smektischen Phase und der isotropen Phase

bei einer erhöhten Temperatur oberhalb der Raumtemperatur eine cholesterische Phase mit einer cholesterischen Ganghöhe G, die größer als die doppelte Schichtdicke d bei einer Temperatur von wenigstens 0,1ºC oberhalb der Temperatur des Übergangs von der cholesterischen in die smektische Phase,

- und in der chiralen smektischen Phase eine spontane Polarisation Ps, die größer als 0,1 nC/cm² und eine smektische Ganghöhe, die größer als die Schichtdicke d ist,

besitzt,

Erwärmen des Gemischs in die cholesterische Phase,

Eingeben und Einschließen des Gemischs in den Raum zwischen den Wänden,

Abkühlen des Materials in die geneigte, chirale smektische Phase.

2. Das Verfahren von Anspruch 1, mit den weiteren Schritten des erneuten Erwärmens auf einen Wert oberhalb der Temperatur des Übergangs von der smektischen in die cholesterische Phase und des langsamen Abkühlens, während ein einsinniger Spannungsimpuls angelegt wird.

3. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem das Material in einem Bereich von ±5ºC des Übergangs von der cholesterischen in die smektische Phase mit einer Rate von weniger als 20ºC/min abgekühlt wird.

4. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem das Material in einem Bereich von 15ºC des Übergangs von der cholesterischen in die smektische Phase mit einer Rate von weniger als 2ºC/min abgekühlt wird.

5. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem beide Wände einer Oberflächenausrichtungsbehandlung unterzogen werden und die Zelle so beschaffen ist, daß die Ausrichtung in gleichem Richtungssinn parallel ist.

6. Das Verfahren von Anspruöh 1, in dem beide Wände einer Oberflächenausrichtungsbehandlung unterzogen werden und die Zelle so beschaffen ist, daß die Ausrichtung in entgegengesetztem Richtungssinn parallel ist.

7. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem die Ausrichtung durch ein einsinniges Schleifen erzeugt wird.

8. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem die Ausrichtung durch schräges Aufdampfen von Siliziumoxid erzeugt wird.

9. Eine Flüssigkristalleinrichtung, mit einer Schicht (7) aus einem geneigten, chiralen smektischen Flüssigkristallmaterial, das zwischen zwei Zellenwänden (2, 3) enthalten ist, welche jeweils Elektrodenstrukturen (5, 6) tragen, wobei wenigstens eine Wandfläche behandelt ist, um dem Flüssigkristallmolekülen eine Ausrichtung zu verleihen,

einem ersten linearen Polarisator (8) und

entweder einem zweiten Polarisator (9) oder einer Menge eines dichroitischen Farbstoffs im Flüssigkristallmaterial,

wobei das Flüssigkristallmaterial eine geneigte, chirale smektische Phase bei normalen Betriebstemperaturen der Einrichtung und eine cholesterische Phase bei einer höheren Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur besitzt, wobei die cholesterische Ganghöhe in der cholesterischen Phase bei wenigstens 0,1ºC oberhalb der Temperatur des Übergangs von der cholesterischen in die smektische Phase größer als die doppelte Schichtdicke d ist, wobei das Flüssigkristallmaterial ferner eine spontane Polarisation Ps > 0,1 nC/cm² in der smektischen Phase und eine smektische Ganghöhe, die größer als die Schichtdicke d ist, besitzt.

10. Die Einrichtung von Anspruch 9, in der die Zellenwände einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, um die Flüssigkristallmoleküle in derselben Richtung mit einer schrägen Konfiguration über die Schichtdicke hinweg auszurichten.

11. Die Einrichtung von Anspruch 9, in der die Elektroden als Streifenelektroden ausgebildet sind, die matrixförmig angeordnet sind.

12. Die Einrichtung von Anspruch 9, in der die Elektroden als Streifenelektroden ausgebildet sind, die segmentförmig angeordnet sind.

13. Die Einrichtung von Anspruch 9, in der die Elektroden als Flächenelektroden ausgebildet sind.

14. Die Einrichtung von Anspruch 9, in der die Flüssigkristall-Schichtdicke bis zu 15 µm beträgt.

15. Die Einrichtung von Anspruch 9, in der die cholesterische Ganghöhe G bei einer Temperatur, die wenigstens 5ºC oberhalb der Übergangstemperatur liegt, größer als 2d ist.

16. Die Einrichtung von Anspruch 9, bei der ein Polarisator ein neutraler Polarisator ist und der zweite Polarisator durch zwei verschieden gefärbte Polarisatoren ersetzt ist, welche so angeordnet sind, daß ihre optischen Achsen zueinander senkrecht sind.

17. Die Einrichtung von Anspruch 9, bei der ein Polarisator so angeordnet ist, daß seine optische Achse in einem seiner Schaltzustände parallel zur molekularen Ausrichtung des Flüssigkristalls ist, während der andere Polarisator so angeordnet ist, daß seine optische Achse in bezug auf den ersten Polarisator über Kreuz orientiert ist.

18. Die Einrichtung von Anspruch 9, bei der die cholesterische Ganghöhe innerhalb von 0,1ºC des Übergangs von der cholesterischen in die smektische Phase größer als die vierfache Flüssigkristall-Schichtdicke ist.

19. Die Einrichtung von Anspruch 9 und ferner mit Einrichtungen (10, 11, 12, 13) zum Anlegen von zwei Gleichspannungen von entgegengesetzter Polarität an die Elektrodenstrukturen, um das Flüssigkristallmaterial in seine zwei verschiedenen Zustände umzuschalten.

20. Ein Flüssigkristallmaterialgemisch zur Verwendung in dem Verfahren gemäß Anspruch 1, mit einem Material mit einer geneigten, chiralen smektischen Phase bei normalen Betriebstemperaturen der Einrichtung und einer cholesterischen Phase bei einer erhöhten Temperatur, wobei das Gemisch eine cholesterische Ganghöhe, die in der cholesterischen Phase wenigstens 0,1ºC oberhalb einer Temperatur des Übergangs von der cholesterischen in die smektische Phase größer als 4 µm ist, einen spontanen Polarisationskoeffizienten Ps von wenigstens 1,0 nC/cm² in der smektischen Phase und eine smektische Ganghöhe, die größer als die Schichtdicke d ist, besitzt.

21. Das Material von Anspruch 20, wobei das Material in Abhängigkeit von der Temperatur die folgenden Phasen besitzt:

Isotropisch cholesterisch A-smektisch chiralsmektisch fest.

22. Das Material von Anspruch 20, wobei das Material in Abhängigkeit von der Temperatur die folgenden Phasen besitzt:

Isotropisch cholesterisch chiral-smektisch fest.

23. Das Material von Anspruch 20, bei dem die Ganghöhe in der cholesterischen Phase in einem Temperaturbereich von 20 bis 5ºC oberhalb des Übergangs von der cholesterischen in die smektische Phase größer als 4 µm ist.

24. Das Material vor Anspruch 20, bei dem die smektische Ganghöhe größer als 2 µm ist.

25. Das Material von Anspruch 20, bei dem der Übergang von der cholesterischen in die smektische Phase oberhalb von 40ºC liegt.

26. Das Material von Anspruch 20, bei dem der Übergang von der cholesterischen in die smektische Phase oberhalb von 100ºC liegt.

27. Das Material von Anspruch 20, das ferner eine Menge eines dichroitischen Farbstoffs enthält.