DE3787577T2 - Flüssigkristallvorrichtung mit einem Orientierungsüberzug, der einen Höhenkippwinkel chemisch induziert. - Google Patents

Flüssigkristallvorrichtung mit einem Orientierungsüberzug, der einen Höhenkippwinkel chemisch induziert.

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DE3787577T2 DE87305312T DE3787577T DE3787577T2 DE 3787577 T2 DE3787577 T2 DE 3787577T2 DE 87305312 T DE87305312 T DE 87305312T DE 3787577 T DE3787577 T DE 3787577T DE 3787577 T2 DE3787577 T2 DE 3787577T2
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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Flüssigkristalleinrichtungen, die sowohl für Flüssigkristallanzeigen (Liquid Crystal Displays, LCDs) als auch für andere Einrichtungen, wie z. B. optische Verschlüsse nützlich sind.
  • Bei einer konventionellen Flüssigkristallzelle ist jede der inneren Hauptoberflächen der Glasplatten mit darauf abgeschiedenen Elektroden mit einem dünnen Polymer beschichtet. Die Polymerschichten werden gerieben (z. B. mit einem Tuch), um die Polymerketten zu orientieren, um mikroskopische Furchen entlang einer vorbestimmten Richtung zu bilden. Die mit dem Polymer in Kontakt stehenden Flüssigkristallmoleküle richten sich entlang dieser Richtung durch Wechselwirkung mit den Polymerketten oder den mikroskopischen Furchen aus. Somit sind Polymerschichten auf dem Gebiet der Flüssigkristalle als ausrichtende Beschichtungen bekannt. In Abwesenheit derartiger Schichten würden die Flüssigkristallmoleküle an der Zellenoberfläche dazu tendieren, im Gegensatz zu einer bevorzugten Orientierung, die durch die Randbedingungen der ausrichtenden Beschichtung hergestellt wird, sich zufällig zu orientieren.
  • Nematische Flüssigkristallmaterialien können beispielsweise leicht durch Beschichten beider inneren Oberflächen der Zelle mit einem Polymer (in üblicher Weise einem Polyimid) und durch Reiben beider Polymerschichten in einer Richtung ausgerichtet werden. Falls ein geeignetes kristallines Polymer verwendet wird, kann eine derartige Oberflächenbehandlung ebenfalls smectische Flüssigkristallmaterialien ausrichten.
  • Die Orientierung von Flüssigkristallmolekülen an Oberflächen wird üblicherweise in Termen des Neigungswinkels (a) beschrieben, der als Winkel zwischen dem Flüssigkristalldirektor und der Ebene der Oberfläche definiert ist (siehe Einfügung in Fig. 2). Wenn α null oder nahe null Grad ist (d. h. α = 0±+5º), wird die Orientierung als "homogen" bezeichnet, und wenn dieser 90 oder nahe 90 Grad ist (d. h. α = 90±5º) wird diese als "homeotrop" bezeichnet. Es ist im allgemeinen einfach, Flüssigkristallorientierungen zu erzeugen, die entweder homogen oder homeotrop sind, es war jedoch sehr viel schwieriger, Orientierungen zu erreichen mit α zwischen diesen Extremen.
  • Eine homogene Ausrichtung in einer Richtung wird typischerweise durch Reiben einer polymerbeschichteten Oberfläche erzeugt und eine homeotrope Ausrichtung kann durch Behandlung einer Oberfläche mit einem oberflächenaktiven Mittel, wie z. B. einem Silan oder einem Chromkomplex erzeugt werden (J. Cognard, Molecular Crystal Liquid Crystal, Ergänzung 1, S. 1 (1982)). Es existieren verschiedene Typen von Flüssigkristalleinrichtungen, die jedoch große Neigungswinkel in dem Bereich von 20 bis 50 Grad benötigen: die super-twisted doppelbrechende (SBE) LCD (T.J. Scheffer et al., Society for Information Display 85 Digest, S. 120 (1985)), die Pi-Zelle als optischer Verschluß (P.J. Bos et al., Society for Information Display 83 Digest, S. 30 (1983)), die bistabile cholesterische LCD (D.W. Berreman et al., Applied Physics Letters, Band 37, S. 1072, (1980)) und die geneigte hybride Phasenänderungs-Gast-Wirt-LCD (R:W. Filas, Society for Information Display 84 Digest, S. 206 (1984)). Das konventionelle Verfahren zur Erzeugung derartiger hochgeneigter Oberflächen bestand darin, Hochvakuumaufdampfung von Materialien, wie z. B. Siliziummonoxyd, bei geneigten Bedampfungswinkeln einzusetzen. (E. Guyon, et al., Letters in Applied and Engineering Sciences, Band 1, S. 19 (1973).) SiO kann ebenfalls verwendet werden, um homogene Ausrichtung herzustellen. Wenn der Bedampfungswinkel 30º ± 10º zu der Ebene der Oberfläche beträgt, tritt homogene Ausrichtung der Flüssigkristalle in einer Richtung senkrecht zur Bedampfungsrichtung auf. Unter Verwendung dieser Technik beschreibt H.L. Ong, et al., Journal of Applied Physics, Band 57, Nr. 2, S. 186 (1985) eine geneigte Ausrichtung von nematischen Flüssigkristallen unter Verwendung mikroskopisch-inhomogener Oberflächen. Die Oberfläche bestand aus kleinen Flecken oder Inseln aus einem Material (d. h. dem Silan DMOAP), das oder die homeotrope Ausrichtung unterstützten, umgeben von einer Matrix eines anderen Materials (d. h. SiO), das homogene (planare) Ausrichtung unterstützt. Doch ist dieses Verfahren zeitaufwendig und kann die Substratgröße beschränken, was wiederum die Größe der Anzeige beschränkt.
  • Im Hinblick auf die Schwierigkeiten, hochgeneigte Winkel zu erreichen, wäre ein chemisches Verfahren hocherwünscht. Das einzige bisher bekannte Beispiel chemisch erzeugter großer Neigungen bzw. großer Neigungswinkel wird in einer Veröffentlichung von G. Porte, Journal of Physics (Paris), Bd. 37, S. 1245 (1976) angegeben. Er stellte fest, daß durch Behandlung einer sauberen Glasoberfläche mit einer Monoschicht aus aliphatischen Monoaminen mit variierender Alkylkettenlänge, n, die Orientierung des nematischen N-(p-Methoxybenziliden)-p'-Butylanilin (MBBA) entweder geneigt (6 < n < 10) oder homeotrop (12 < n < 16) ist. Bei diesen Versuchen wurde es dem Flüssigkristall gestattet, durch Kapillarwirkung in eine Zelle zu fließen und die Neigungsrichtung wurde durch die Flußrichtung der Flüssigkeit bestimmt. Dieses Verfahren erzeugt seiner Natur gemäß antiparallele Neigung (Fig. 5, S. 1247) auf den beiden Oberflächen, die im allgemeinen nicht erwünscht ist. Obwohl er angibt, daß es möglich sei, gleichförmige parallele Neigung zu erzeugen (Fig. 6, S. 1247), indem zur isotropen Phase erwärmt wird und dann sehr langsam mit einem Temperaturgradienten zwischen dem zwei Oberflächen abgekühlt wird, wäre ein derartiges Vorgehen für Bauteilanwendungen nicht praktisch.
  • Die US-A-3 854 793 beschreibt eine Flüssigkristalleinrichtung und erwähnt die Idee, zwei oberflächenaktive Mittel zu kombinieren. Große Neigungswinkel werden nicht erörtert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung wie in Anspruch 1 beansprucht zur Verfügung gestellt.
  • Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristalleinrichtung mit relativ stark geneigten Ausrichtungsbeschichtungen, d. h. Beschichtungen, die Flüssigkristalle bei relativ großen Neigungswinkeln ausrichten, die erzeugt werden durch Aufbringen einer Zusammensetzung aus zwei oder mehreren oberflächenkoppelnden Mitteln auf der Oberfläche, von welchen eines, falls alleine aufgebracht, den Flüssigkristalldirektor veranlassen würde, einen Winkel &alpha;&sub1; zu der Oberfläche anzunehmen und von welchen ein anderes, falls alleine aufgebracht, &alpha;&sub2; ergäbe, die aber zusammen in Kombination einen spitzen Winkel &alpha;&sub3; erzeugen, der von &alpha;&sub1; und &alpha;&sub2; verschieden ist. Die Oberfläche der Beschichtung ist im Kontakt mit den Molekülen chemisch homogen, nicht mikroskopisch-inhomogen wie bei Ong et al., a.a.O.
  • Der hier zum Beschreiben der räumlichen Gleichförmigkeit der Oberfläche der Beschichtung verwendete Ausdruck homogen sollte nicht mit dem Wort homogen verwechselt werden, das vorstehend zur Beschreibung der Flüssigkristallmoleküle verwendet wurde, deren Direktoren parallel zu der Oberfläche ausgerichtet sind, auf welcher die Beschichtung gebildet ist.
  • Die Kombination kann durch Abscheiden einer Schicht aus einem ausrichtenden Material und Reagierenlassen dieser mit einem anderen oder durch Bilden einer Kombination derartiger Materialien, die miteinander reagieren können aber nicht müssen, und dann Bilden einer Schicht aus der Kombination auf der Oberfläche, gebildet werden. Durch Veränderungen der relativen Konzentrationen der Mittel in der Kombination ist es möglich, die Oberflächenkräfte auszugleichen, um einen erwünschten Neigungswinkel, wie z. B. &alpha;&sub3; = 5º bis 85º zu erhalten. Mechanisches Deformieren der Beschichtung entlang einer vorgegebenen Richtung erzeugt die erwünscht orientierten Randbedingungen großer Neigung. Anders als bei dem Lösungsversuch mit Hochvakuumbedampfung besteht keine innere Beschränkung der Größe des Substrates und alle Winkel zwischen homogen und homeotrop können mit im wesentlichen gleicher Leichtigkeit erreicht werden.
  • Figurenbeschreibung
  • Die Erfindung wird zusammen mit ihren verschiedenen Eigenschaften und Vorteilen in der nachfolgenden detaillierteren Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen
  • Fig. 1 eine schematische isometrische Ansicht einer Flüssigkristallanzeige gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
  • Fig. 2 eine Darstellung des Neigungswinkels als Funktion der Zusammensetzung an Gewicht einer Mischung von N- Methylaminopropyltrimethoxysilan (MAP) und Octadecyltrimethoxysilan (OTS) zeigt. Die Darstellung zeigt ebenfalls die Wirkung des Alters auf die Lösung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Nachfolgend wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher eine schematische isometrische Ansicht eines Teils einer Flüssigkristall-(LC)- Einrichtung dargestellt ist, beispielhaft eine Zelle für die Verwendung in einer Flüssigkristallanzeige (Liquid Crystal Display, LCD). Die Zelle umfaßt eine Einschlußeinrichtung, wie z. B. ein Paar im wesentlichen paralleler Platten 10 und 20, die ein Flüssigkristallmaterial 30 dazwischen beranden. Das Flüssigkristallmaterial kann einen einzigen Flüssigkristallbestandteil oder eine Vielzahl derartiger Bestandteile enthalten. Unter den geeigneten Flüssigkristallmaterialien befinden sich diejenigen, die beim Erfahren eines Übergangs (d. h. beim Abkühlen) von einer isotropen Phase zu einer nematischen cholesterischen Phase ausgerichtet werden, obwohl der Betrieb der Einrichtung mit dem Flüssigkristall in einer anderen Phase (z. B. smectisch) stattfinden kann. Jedoch könnte der Betrieb selbstverständlich ebenfalls in einer nematischen oder cholesterischen Phase durchgeführt werden.
  • Die Platten 10 und 20, die praktisch für Licht transparent sind, haben innere Hauptoberflächen, auf welchen Elektroden 12 und 22 abgeschieden bzw. aufgebracht sind. Wenn Licht durch eine Elektrode hindurchzuleiten ist, sollte diese ebenfalls aus praktisch transparentem Material hergestellt sein. In einer Anordnung für die Matrixadressierung oder das Multiplexen sind die Elektroden strukturiert, um Felder eng beabstandeter Streifen zu bilden, wobei die zwei Felder transversal (z. B. senkrecht) zueinander ausgerichtet sind. Somit definiert das Flüssigkristallvolumen in dem Bereich der Überlappung jedes Streifenpaares ein Bildelement (Picture Element, PEL).
  • Die individuellen PELs werden mittels geeigneter elektronischer Schaltungen, die beispielhaft als Schaltquelle 40 dargestellt sind, die an das Elektrodenfeld 22 angeschlossen ist, und eine mit dem Elektrodenfeld 12 verbundene Schaltquelle 50 selektiv adressiert. Zur Einfachheit sind nur zwei Verbindungen zu jedem Feld dargestellt. Die Quellen 40 und 50 legen geeignete Spannungen über ausgewählten Elektroden an, wobei ein elektrisches Feld E über einem ausgewählten PEL angelegt wird. Das Feld über dem Flüssigkristall ist im wesentlichen senkrecht zu den Zellenoberflächen.
  • Bei Verwendung in dem üblichen reflektierenden Betrieb wird die Zelle ebenfalls mit einem nicht dargestellten Reflektor ausgestattet, der durch die Zelle transmittiertes Licht für die Rücktransmission aus der Anzeigenfläche reflektiert.
  • Um die Moleküle des Flüssigkristallmaterials 30 auszurichten, ist die Zelle weiter mit einem Paar von Ausrichtungsbeschichtungen 80 und 90 auf den inneren Oberflächen der Zelle ausgestattet. Eine wahlfreie haftungsunterstützende Schicht (nicht dargestellt) kann auf die Oberflächen vor dem Abscheiden der Beschichtungen aufgebracht werden. Diese Beschichtungen, die typischerweise sehr dünn sind (z. B. in der Größenordnung von 50-100 Angström), bedecken die Platten oder die Elektroden oder beide. Typischerweise bedecken jedoch die dargestellten Beschichtungen 80 und 90 die Elektroden 12 und 22 sowie die Zwischengitterräume dazwischen. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung richtet die Beschichtung 80 benachbarte Moleküle des Flüssigkristalls unter einem vorbestimmten Winkel &alpha;&sub3; (siehe Einsatz in Fig. 2) aus, der durch deren Zusammensetzung bestimmt ist und die Beschichtung 90 richtet benachbarte Moleküle unter einem vorbestimmten Winkel &alpha;3' (siehe Einsatz in Fig. 2) aus, der durch deren Zusammensetzung bestimmt ist. Die zwei Winkel &alpha;&sub3; und &alpha;3' können, müssen aber nicht zueinander gleich sein, dennoch erzeugen typische Beschichtungen 80 und 90 große Neigungswinkel; dies bedeutet Winkel &alpha;&sub3; und &alpha;3' in dem Bereich von ungefähr 5º bis 85º. Jede Ausrichtungsschicht wird entlang einer vorbestimmten Richtung mechanisch deformiert (z. B. durch Reiben einer Oberfläche mit einem Tuch).
  • Jedoch kann die vorbestimmte Richtung für eine Beschichtung von der für die andere Beschichtung verschieden sein. Projektionen der langen Achse der den Beschichtungen benachbarten Flüssigkristallmoleküle werden entlang der vorbestimmten Richtungen ausgerichtet.
  • Zusätzlich umfaßt der Flüssigkristall eine Einrichtung für die Bereitstellung optischen Kontrastes, beispielhaft Polarisatoren 60 und 70, die auf den Glasplatten 10 und 20 ausgebildet sind. Die Polarisatoren sind in bezug auf die vorbestimmte (Reib-) Richtung in einer auf diesem Gebiet bekannten Weise orientiert. Alternativ kann Kontrast durch Einbringen eines dichroitischen Farbstoffes in den Flüssigkristall bereitgestellt werden. In manchen Fällen kann der Farbstoff und ein Polarisator zusammen verwendet werden.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist die ausrichtende Beschichtung 80 eine Zusammensetzung von zwei oder mehreren oberflächenkoppelnden Mitteln (Ausrichtungsmaterialien, Ausrichtungsagentien) von welchen eines, falls alleine aufgebracht, den Flüssigkristalldirektor veranlassen würde, einen Winkel &alpha;&sub1; zur Oberfläche anzunehmen und von welchen ein anderes, falls alleine aufgebracht, &alpha;&sub2; ergäbe, aber diese zusammen in Kombination einen von &alpha;&sub1; und &alpha;&sub2; verschiedenen Winkel &alpha;&sub3; erzeugt. Die Oberfläche der zusammengesetzten Beschichtung ist im Kontakt mit den Molekülen chemisch homogen, nicht mikroskopisch-inhomogen wie in Ong et al, a.a.O.
  • Die zusammengesetzte Beschichtung kann durch Abscheiden bzw. Aufbringen einer ersten Schicht auf einem Ausrichtungsmaterial und dann Bilden einer zweiten Schicht eines anderen Ausrichtungsmaterials darauf gebildet werden. Die zwei Schichten reagieren miteinander derart, daß dazwischen eine Oberflächenschicht gebildet wird. Die Oberflächenschicht stellt im wesentlichen eine vollständige Abdeckung der ersten Schicht zur Verfügung und der nicht reagierende Teil der zweiten Schicht wird entfernt. Nach mechanischem Deformieren der Beschichtung entlang einer vorgebenen Richtung erzeugt die nun freigelegte Oberflächenschicht eine orientierte Ausrichtung hoher Neigung bei &alpha;&sub3;.
  • In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Ausrichtungsbeschichtung 80 durch Kombinieren verschiedener Ausrichtungsmaterialien und dann Formen einer Schicht aus dieser Kombination gebildet werden. Die Kombination kann eine Mischung aus Mitteln sein, die miteinander reagieren oder die nicht derartig reagieren. In jedem Fall bestimmen die Konzentrationen der Mittel und möglicherweise andere Faktoren (z. B. Alter, Temperatur) in der Kombination den speziellen Neigungswinkel &alpha;&sub3;, der durch die aus dieser Mischung gebildete Ausrichtungsschicht erzeugt wird. Durch Veränderungen der Konzentrationen kann somit ein Bereich von Neigungswinkeln &alpha;&sub3; mit verschiedenen Ausrichtungsschichten erreicht wenden. Eine ähnliche Beschreibung gilt für die Ausrichtungsbeschichtung 90, eine &alpha;3' ergebende Kombination aus oberflächenkoppelnden Mitteln aus Bestandteilen, die, falls alleine aufgebracht, &alpha;1' und &alpha;2' erzeugen würden, wobei &alpha;3' zu &alpha;&sub3; gleich sein kann, &alpha;1' zu &alpha;&sub1; gleich sein kann und &alpha;2' zu &alpha;&sub2; gleich sein kann. Falls diese gleich sind, kann selbstverständlich die gleiche Kombination zur Herstellung sowohl der Beschichtung 80 als auch der Beschichtung 90 verwendet werden.
  • Falls beispielsweise ein Bestandteil (z. B. MAP) der Mischung allein verwendet wird, würde homogene Ausrichtung (d. h. &alpha;&sub1; oder &alpha;1' 0º) erzeugt und ein anderer Bestandteil (z. B. OTS) würde, falls allein verwendet, homeotrope Ausrichtung erzeugen (d. h. &alpha;&sub2; oder &alpha;2' 90º). Aber wenn die beiden gemischt wurden, erzeugten diese eine Ausrichtung bei einem Neigungswinkel &alpha;&sub3; oder &alpha;3', der von 0º bis 90º in Abhängigkeit von ihren relativen Konzentrationen in der Mischung reichen konnte. Somit sind hohe Neigungswinkel von z. B. 5º bis 85º einfach zu erreichen. Die vorstehend beschriebenen OTS- und MAP-Materialien sind Monomere, Kombinationen von Monomeren und Polymeren aus zwei oder mehreren Polymeren können ebenfalls geeignet sein. Z.B. kann ein chemisch modifiziertes Polymer mit einem Polyimid (der alleine homogene Ausrichtung erzeugt) mit daran angebrachten homeotrop induzierenden Seitenketten ebenfalls verwendet werden. Viele organische Materialien (einschließlich organometallische Materialien) finden Anwendung gemäß der Erfindung.
  • Beispiel
  • Das nachfolgende Beispiel beschreibt Flüssigkristalleinrichtungen, in welchen die Ausrichtungsbeschichtungen durch Mischungen vom MAP und OTS in verschiedenen Konzentrationen gebildet werden. Die speziellen gegebenen Parameter und Bedingungen sind lediglich beispielhaft und sollen nicht den Umfang der Erfindung, soweit nicht anders angegeben, einschränken.
  • Eine Ausrichtungsbeschichtung aus MAP erzeugt homogene Orientierung der Flüssigkristallmoleküle, wohingegen eine Beschichtung aus OTS homeotrope Orientierung zur Verfügung stellt. Lösungen aus diesen Materialien (3 Gewichts-%) wurden in Isopropylalkohol (IPA) der 0,5% Wasser und 0,04% Essigsäure enthielt, präpariert. Diese Lösungen wurden dann in verschiedenen Verhältnissen kombiniert. Die Lösungen wurden auf Glasplatten aufgeschleudert, die vorhergehend mit Indiumzinnoxyd beschichtet wurden, fotolithographisch zum Bilden von Elektrodenflächen strukturiert und dann gereinigt wurden. Nach dem Backen während 20 Minuten bei 120ºC, gespült mit IPA und in kondensierenden Freondämpfen getrocknet, wurden die Platten mit einer Maschine, die ein rotierendes mit einem Polyestermaterial beschichtetes Rad hatte und eine sich bewegende Platte hatte, die die Platte in der Nähe des Rades trug, geschwabbelt bzw. gerieben. Prüfzellen wurden unter Verwendung antiparalleler Reibrichtungen auf den zwei Glasstücken hergestellt, um eine Anordnung mit parallelem Neigungswinkel (siehe Einsatz in Fig. 2) zu erzeugen. Die Prüfzellen wurden mit einem nematischen Flüssigkristall (Merck ZLI-1840, vertrieben von EM Chemicals, Hawthorne, New York) gefüllt, das seinen Klärpunkt bei 90ºC hat. Das Füllen wurde durch Kapillarwirkung in der isotropen Phase durchgeführt. Die Richtung des Flusses während des Füllens wurde senkrecht zur Reibrichtung gewählt, so daß eine gut ausgerichtete Probe mit der Erstreckung des Direktors in der Reibrichtung das Fehlen flußinduzierter Ausrichtung bewahrheitete.
  • Die Neigungswinkel wurden unter Verwendung bekannter magnetokapazitiver Techniken und bekannter optischer (orthoskopischer und konoskopischer) Techniken gemessen.
  • Der erhaltene Neigungswinkel wurde als stark abhängig von dem Alter der verwendeten Lösung beobachtet. Wie aus Fig. 2 für eine gegebenes Gewichtsverhältnis MAP/OTS zu sehen ist, ändert sich der Neigungswinkel mit dem Alter der Lösung.
  • Der qualitative Effekt des Reibdruckes auf den Neigungswinkel wurde ebenfalls untersucht. Bei mittleren Neigungswinkeln hatte der Druck geringe Auswirkung auf die Größe des Winkels.
  • Die Temperatur beeinflußt den Neigungswinkel ebenfalls und es wurde beobachtet, daß der Neigungswinkel mit ansteigender Temperatur abnimmt, wie es der Fall für SiO-Oberflächen ist. Die Änderung des Winkels mit der Temperatur war bis zu ungefähr 65ºC reversibel, aber oberhalb 70ºC zeigte sich, daß der Neigungswinkel mit der Zeit anstieg, bis die Probe homeotrop wurde.
  • Es ist festzuhalten, daß die vorstehend beschriebenen Anordnungen lediglich beispielhaft für die vielen möglichen speziellen Ausführungsformen sind, die zur Darstellung der erfindungsgemäßen Prinzipien angegeben werden können. Vielzählige und verschiedene andere Anordnungen können durch Fachleute auf diesem Gebiet gemäß diesen Prinzipien ohne Abweichung von dem Geist und Umfang der Erfindung angegeben werden.

Claims (10)

1. Flüssigkristalleinrichtung mit:
einer Zelle mit einem Flüssigkristallmaterial (30) mit ersten (10) und zweiten (20) beabstandeten im wesentlichen parallelen Platten, die das Flüssigkristallmaterial beranden, dünnen Filmelektroden (12, 22), die auf einer inneren Hauptoberfläche jeder Platte ausgebildet sind und Ausrichtungsbeschichtungen (80, 90) auf beiden Platten und bei welcher wenigstens eine der Ausrichtungsbeschichtungen eine erste zusammengesetzte Beschichtung ist, die durch eine Kombination eines Materials, das, falls allein aufgebracht, die Moleküle veranlassen würde, sich unter einem spitzen Winkel &alpha;&sub1; zu einer der Platten auszurichten und eines anderen Materials, das, falls alleine aufgebracht, die Moleküle veranlassen würde, sich unter einem spitzen Winkel &alpha;&sub2; zu der besagten Platte auszurichten, gebildet ist, wobei die Oberfläche der ersten zusammengesetzten Beschichtung, die mit den Molekülen in Kontakt steht, chemisch homogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtungen mechanisch deformiert sind, um so die Moleküle des Flüssigkristallmaterials entlang einer vorbestimmten Richtung von jeder Platte auszurichten, und daß die erste zusammengesetzte Beschichtung die Moleküle veranlaßt, sich unter einem spitzen Winkel &alpha;&sub3; auszurichten, der von &alpha;&sub1; und &alpha;&sub2; verschieden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Ausrichtungsbeschichtung eine zweite zusammengesetzte Beschichtung ist, die aus einer Kombination eines Materials gebildet wird, das, falls alleine aufgebracht, die Moleküle veranlassen würde, sich unter einem spitzen Winkel &alpha;1' zu der anderen Platte zu orientieren und aus einem anderen Material, das, falls alleine aufgebracht, die Moleküle veranlassen würde, sich unter einem spitzen Winkel &alpha;2' zu der anderen Platte zu orientieren, aber bei dem Kombinieren zusammen die Moleküle veranlaßt, sich unter einem spitzen Winkel &alpha;3' zu orientieren, der von &alpha;1' und &alpha;2' verschieden ist, wobei die Oberfläche der zweiten zusammengesetzten Beschichtung, die mit den Molekülen in Kontakt steht, chemisch homogen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Material der ersten zusammengesetzten Beschichtung und der zweiten zusammengesetzten Beschichtung homogene Ausrichtung erzeugt, und daß das andere Material der ersten zusammengesetzten Beschichtung und der zweiten zusammengesetzten Beschichtung homeotrope Ausrichtung erzeugt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtungsmaterialien organische Zusammensetzungen enthalten.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Material MAP enthält, und daß das andere Material OTS enthält.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristallmaterial ausgerichtet wird, wenn es einem Übergang aus einer isotropen Phase zu einer nematischen oder cholesterischen Phase unterliegt.
7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel &alpha;&sub3; und &alpha;3' beide in dem Bereich von ungefähr 5º bis 85º liegen.
8. Flüssigkristalleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden ein erstes Feld aus Elektroden auf einer inneren Hauptoberfläche einer der beiden Platten und ein zweites Feld aus Elektroden auf einer inneren Hauptoberfläche der anderen von beiden Platten umfassen und ferner enthalten:
eine Einrichtung (60, 70) zum Bereitstellen optischen Kontrastes für durch das Flüssigkristallmaterial transmittierte elektromagnetische Strahlung und
eine Einrichtung (40, 50) zum Anlegen einer Spannung an ausgewählte Elektroden in jedem Feld.
9. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristalleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, mit den Schritten:
a) Bereitstellen eines Paares transparenter Platten (10, 20), aus welchen eine Flüssigkristallzelle zu bilden ist,
b) Abscheiden dünner Filmelektroden (12, 22) auf den Platten,
c) Bilden von Ausrichtungsbeschichtungen (80, 90) auf jeder der Platten, wobei dieser Schritt in bezug auf wenigstens eine der Platten das Kombinieren wenigstens von zwei Ausrichtungsmaterialien zum Bilden einer ersten zusammengesetzten Beschichtung umfaßt, wobei eines der Materialien, falls allein auf eine Platte aufgebracht, die Moleküle des Flüssigkristalls veranlassen würde, sich unter einem Winkel &alpha;&sub1; zu dieser zu orientieren, und ein anderes der Materialien, falls allein auf die eine Platte aufgebracht, die Moleküle veranlassen würde, sich unter einem Winkel &alpha;&sub2; zu dieser zu orientieren, und Aufbringen der Kombination dieser Materialien auf die Platte, um so die erste zusammengesetzte Beschichtung zu bilden, welche die Moleküle veranlaßt, sich unter einem Winkel &alpha;&sub3; zu dieser zu orientieren, wobei &alpha;&sub3; von &alpha;&sub1; und &alpha;&sub2; verschieden ist, wobei die Oberfläche der ersten zusammengesetzten Beschichtung, die mit den Molekülen in Kontakt steht, chemisch homogen ist,
d) mechanisches Deformieren der Beschichtungen, um so die Moleküle des Flüssigkristalls entlang einer vorbestimmten Richtung auf jeder der Platten auszurichten und
e) Füllen der Zelle mit einem flüssigen Material, das einen Flüssigkristall enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 9, in welchem in bezug auf die andere Platte der Schritt c) ferner das Kombinieren von wenigstens zwei Ausrichtungsmaterialien zum Bilden einer zweiten zusammengesetzten Beschichtung enthält, wobei eines der Materialien, falls allein auf die andere Platte aufgebracht, die Moleküle des Flüssigkristalls veranlassen würde, sich unter einem Winkel &alpha;1' zu dieser auszurichten, und das andere der Materialien, falls allein auf die andere Platte aufgebracht, die Moleküle veranlassen würde, sich unter einem Winkel &alpha;2' zu dieser zu orientieren, und Aufbringen der Kombination aus den Materialien auf die andere Platte, um so die zweite zusammengesetzte Beschichtung zu bilden, welche die Moleküle veranlaßt, sich unter einem Winkel &alpha;3' zu dieser auszurichten, wobei &alpha;3' von &alpha;1' und &alpha;2' verschieden ist und von &alpha;&sub3; verschieden sein kann, wobei die Oberfläche der zweiten zusammengesetzten Beschichtung, die mit dem Molekülen in Kontakt steht, chemisch homogen ist.
DE87305312T 1986-06-25 1987-06-16 Flüssigkristallvorrichtung mit einem Orientierungsüberzug, der einen Höhenkippwinkel chemisch induziert. Expired - Fee Related DE3787577T2 (de)

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