DE3855857T2

DE3855857T2 - Flüssigkristall-Zelle

Info

Publication number: DE3855857T2
Application number: DE3855857T
Authority: DE
Inventors: Takao Aoki; Takamasa Harada; Hiroyuki B- Toray Apar Ikeuchi; Kokichi Ito; Koji Iwasa; Norio Kawabe
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1987-01-23
Filing date: 1988-01-22
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2008-01-23
Also published as: EP0277567A3; EP0277567A2; US4939003A; EP0277567B1; DE3855857D1

Description

I. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Zelle mit einer besseren Orientierungsschicht, die bei Anzeigetafeln, Flüssigkristall-Abdeckblenden und dergleichen verwendet wird.

II. Beschreibung des Standes der Technik

Eine herkömmliche Flüssigkristall-Zelle umfaßt ein Paar Glasträger, die so mit einem Dichtungsmaterial fest verbunden sind, daß sie einander gegenüberstehen, wodurch dazwischen eine Kammer definiert wird. An die Außenseite jedes Trägers ist ein Elektrodenfilm angebracht, damit der elektrische Strom geleitet wird, der das Element betätigt. Auf der Innenseite jedes Trägers ist eine Orientierungsschicht ausgebildet, damit der in der Kammer enthaltene Flüssigkristall orientiert wird. Damit ein hohes Kontrastverhältnis und die Eigenschaft des schnellen Ansprechens der Zelle erzielt werden, sollte der Flüssigkristall einen hohen Ausrichtungsgrad haben. Da der Flüssigkristall durch die Orientierungsschicht orientiert wird, ist somit die Leistung der Orientierungsschicht sehr wichtig, damit ein hohes Kontrastverhältnis und die Eigenschaft des schnellen Ansprechens der Flüssigkristall-Zelle erreicht werden.
Polymere, wie Polyimid, Polyamidimid, Polyphenylenoxid und Polysulfon, werden herkömmlich für die Erzeugung der Orientierungsschicht der Flüssigkristall-Zelle verwendet. In Anbetracht der Wärmebeständigkeit, der Haftfähigkeit des Isolations- und des Filmbildungsvermögens ist das zuverlässigste und am häufigsten verwendete Polymer von diesen Polymeren flüssiges Polyimid (Japanische Patentbeschreibung (Kokai) Nr. 56817/82 und 230635/87). Flüssiges Polyimid hat jedoch eine unbefriedigende Orientierungskapazität für die Flüssigkristallmoleküle. Insbesondere bei einer ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeige, die gegenwärtig als neue Generation der Flüssigkristall-Anzeige entwickelt wird, müssen die Flüssigkristall-Moleküle zu einer dissymmetrischen, smektischen C-Phase orientiert sein, bei der die Flüssigkristalimoleküle fast wie in einem Kristall angeordnet sein müssen. Bei Polyimid ist die befriedigende Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle sehr schwierig. Deshalb werden gegenwärtig intensiv Orientierungsschichten für eine stark dielektrische Flüssigkristall-Anzeige untersucht, wobei Polyimid modifiziert wird (z.B. Japanische Patentbeschreibungen (Kokai) Nr. 87939/87 und 98327/87). Da Polyimid jedoch durch die Reaktion zwischen einem Amin und einem Carbonsäure-Derivat entsteht, bleiben aufgrund des nicht umgesetzten Amins oder Carbonsäure-Derivats freie ionische Gruppen in der Schicht erhalten, die den hohen Ausrichtungsgrad der Flüssigkristallmoleküle beeinträchtigen.
GB-A-2 144 232 offenbart ein Bauteil, das einfallende elektromagnetische Strahlung beeinflußt und ein Flüssigkristallmaterial, ein ordnendes Material und eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Feldes umfaßt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das ordnende Material das Flüssigkristallmaterial in dem Bereich berührt, in dem zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung beeinflußt werden soll, indem dieser Bereich durch die Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Feldes einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, und die ordnende Substanz ein Polymer umfaßt, das ein durchschnittliches Molekulargewicht von mindestens 8000 Atomeinheiten aufweist, das linear ist, das Substituenten aufweist, die weniger als 20% des Volumens des Polymers einnehmen, das in der Menge um mehr als 50% verlängert bzw. gedehnt werden kann, und dann nach der Verlängerung von mindestens 50% in der Menge eine Länge beibehält, die mindestens 20% mehr als die ursprüngliche Länge vor der Verlängerung beträgt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Bereitstellung einer Flüssigkristall-Zelle mit einer besseren Orientierungsschicht, die die Flüssigkristall- Moleküle sehr stark ausrichtet und der Flüssigkristall- Zelle wiederum ein hohes Kontrastverhältnis und die Eigenschaft des schnellen Ansprechens verleiht.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Zelle weist ein Paar Träger, die durch ein Abdichtmaterial verbunden sind, so daß sie einander gegenüberstehen, wodurch dazwischen eine Kammer definiert wird, eine auf der Innenseite jedes Trägers ausgebildete Orientierungsschicht und einen in der Kammer enthaltenden Flüssigkristall auf. Die bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Zelle verwendete Orientierungsschicht besteht im wesentlichen aus einem Polymer mit einem Mark-Houwink-Koeffizienten von nicht weniger als 0,85 in zumindest einem Lösungsmittel, d.h. Poly(substituiertes)acetylen, Polyfumarsäureester oder ein Copolymer davon. Der Mark-Houwink-Koeffizient wird durch die Formel [I] dargestellt:
[η] = K M α [I]
worin [η] die Grenzviskosität des Polymers darstellt, die durch ein Lösungsviskositäts-Meßverfahren bestimmt wurde, K eine Konstante darstellt, M das Molekulargewicht des Polymers ist und α den Mark-Houwing-Koeffizienten darstellt.
Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Zelle bereit, wie es in Anspruch 9 definiert ist.
Eine Beschichtungszusammensetzung, die für die Erzeugung der Orientierungsschicht der Flüssigkristall-Zelle verwendet werden kann, umfaßt, in einer für die Erzeugung der Orientierungsschicht wirksamen Menge, einen Polyfumarsäureester der Formel [II]:
worin R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Halogenalkylgruppe, Silalkylgruppe oder Siloxanylalkylgruppe darstellen; und ein halogenhaltiges organisches Lösungsmittel.
Da die bessere Orientierungsschicht die Flüssigkristall- Moleküle nach der vorliegenden Erfindung mit einem hohen Grad ausrichtet, hat die erfindungsgemäße Flüssigkristall- Zelle in hohes Kontrastverhälntis und die Eigenschaft des schnellen Ansprechens. Somit ist das Bild, das die Flüssigkristall-Anzeige zeigt, die die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Zelle anwendet, sehr klar, und bei einer bevorzugten Art der vorliegenden Erfindung kann ein Monodomänenzustand (der Zustand, bei dem die Umwandlung von Weiß und Schwarz im Bildelement sofort auftritt) erzielt werden, der dem Idealzustand sehr nahe ist. Durch Auftragen der Beschichtungszusammensetzung kann außerdem leicht eine aufgebrachte Schicht mit gleichmäßiger Dicke und starker Ausrichtung erzeugt werden, wobei diese aufgebrachte Schicht für die Orientierungsschicht der Flüssigkristall- Zelle geeignet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Zelle, und
Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkristall- Zelle.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ein bevorzugtes Beispiel der grundsätzlichen Struktur der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Zelle, bei der ein ferroelektrischer Flüssigkristall verwendet wird, wird nachfolgend anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben.
Die Flüssigkristall-Zelle 10 weist ein Paar Träger 12 und 12' auf, die mit einem Abdichtmaterial 14, wie einem Epoxyharzklebstoff, verbunden sind, so daß sie einander gegenüberstehen und dazwischen eine Kammer 16 entsteht. Die Träger können z.B. aus Glas, Kunststoff, wie Polyester, oder ein Silicium-Wafer sein. Auf den Trägern kann eine transparente Elektrode, wie ITO, eine Filmschicht- Transistorgruppe oder eine Dünnschicht-Diodengruppe ausgebildet sein. Eine Orientierungsschicht 18 ist auf der Innenseite jedes Trägers 12 und 12' ausgebildet. Sphärische oder polygonale Teilchen 20 mit gleichmäßigem Durchmesser (nachfolgend Abstandsteilchen genannt) sind gleichmäßig zwischen dem Trägerpaar 12 und 12' verteilt, wodurch der vorgeschriebene Abstand zwischen den Trägern 12 und 12' gesichert ist, selbst wenn auf die Träger 12 und 12' eine äußere Kraft angewendet wird. Die Träger 12 und 12' sind mit Epoxyharz-Klebstoffteilchen 22 miteinander verbunden, die einen latenten Härter, wie einen auf Phenol basierenden Härter, insbesondere ein Addukt von Diglycidylether von Bisphenol oder ein Kondensationsprodukt davon und Polyphenol, wie Bisphenol, enthalten. Diese Epoxyharz- Klebstoffteilchen sind von Toray Industries, Inc., Tokyo, Japan unter der Marke "Torepearl AD" erhältlich. Die Verteilungsdichte von "Torepearl AD" kann vorzugsweise 1 bis 100 mg pro 10 mm x 10 mm Fläche betragen. Der Flüssigkristall (der Einfachheit halber nicht dargestellt) ist in der Kammer 16 enthalten. Der Flüssigkristall wird durch die Orientierungsschichten 18, orientiert. Je höher der Ausrichtungsgrad der Orientierungsschichten, desto höher der Ausrichtungsgrad des Flüssigkristalls. Der Ausrichtungsgrad der Orientierungsschicht 18 ist somit für die Leistung der Flüssigkristall-Zelle 10 sehr wichtig. Die oben beschriebene Struktur wird z.B. in den Japanischen Patentbeschreibungen (Kokai) Nr. 174726/87 und 174284/87 offenbart.
Das wichtigste Merkmal der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Zelle besteht in der Struktur der Orientierungsschicht 18. Die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Zelle ist somit nicht auf die oben beschriebene Struktur begrenzt, und jede Flüssigkristall-Zelle, die die nachstehend detailliert beschriebene Orientierungsschicht umfaßt, liegt im Umfang der vorliegenden Erfindung.
Die bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Zelle verwendete Orientierungsschicht (nachfolgend einfach kurz als "Orientierungsschicht" bezeichnet, wenn es nicht anders angegeben ist) besteht im wesentlichen aus einem Polymer mit einem Mark-Houwing-Koeffizienten von nicht weniger als 0,85 in mindestens einem Lösungsmittel. Der Mark-Houwing- Koeffizient wird durch die folgende Mark-Houwink-Sakurada- Gleichung [I] definiert:
[η] = K M α
worin [η] die Grenzviskosität des Polymers darstellt, die durch ein Lösungsviskositäts-Meßverfahren bestimmt wurde, K eine Konstante darstellt, M das Molekulargewicht des Polymers ist, und α den Mark-Houwink-Koeffizienten darstellt. Der Mark-Houwink-Koeffizient beträgt vorzugsweise nicht weniger als 0,90 und stärker bevorzugt nicht weniger als 0,95.
Die Grenzviskosität [η] kann nach einem herkömmlichen Verfahren bestimmt werden. Dabei wird die Auslaufzeit einer verdünnten Lösung des Polymers mit einem Ostwald- Viskosimeter oder einem Ubbelohde-Viskosimeter gemessen. Dann wird die relative Viskosität (ηrel) durch folgende Gleichung erhalten:
ηrel = t/t&sub0;
worin t&sub0; die Auslaufzeit des reinen Lösungsmittels und t die Auslaufzeit der verdünnten Lösung des Polymers sind. Dann wird die spezifische Viskosität (ηsp) durch folgende Gleichung erhalten:
ηsp = ηrel - 1
Die reduzierte spezifische Viskosität (ηred) ist die spezifische Viskosität pro Konzentrationseinheit (c),
ηred = ηsp/c
worin c die Konzentration des Polymers ist.
Die Grenzviskosität [η] ist die auf c = 0 extrapolierte reduzierte spezifische Viskosität
Die Extrapolation bis zur unendlichen Verdünnung erfordert Messungen der Viskosität bei unterschiedlichen Konzentrationen.
Der Mark-Houwink-Koeffizient α und die Konstante K werden durch grafisches Auftragen von log[η] gegen logmn oder logMw bestimmt:
log[η] = logK + α logM
Für die Bestimmung der Werte von α und K sollte ein absolutes Bestimmungsverfahren für das Molekulargewicht (Mn (Zahlenmittel-Molekulargewicht), Mw (Gewichtsmittel- Molekulargewicht)) angewendet werden, z.B. Messungen durch den osmotischen Druck, Lichtstreuung oder die Gleichgewichts-Sedimentation.
Die Tatsache, daß der Mark-Houwink-Koeffizient des Polymers, das die Orientierungsschicht bildet, 0,85 oder mehr beträgt, heißt, daß das Polymer ein starres oder stäbchenartiges Grundgerüst (starre Struktur) hat. Es wurde theoretisch nachgewiesen, daß das Polymer eine stäbchenartige Form hat, wenn der Mark-Houwink-Koeffizient des Polymers nicht weniger als 0,85 beträgt. Besonders dann, wenn das Polymer eine voluminöse funktionelle Gruppe als Seitenkette hat, wird die freie Rotation der Hauptkette des Polymers behindert, so daß das Polymer wahrscheinlich eine stäbchenartige Form hat.
Beispiele von Polymeren mit einem Mark-Houwink- Koeffizienten von nicht weniger als 0,85 umfassen: Poly(substituierte)acetylene, Polyfumarsäureester, Poly-N- substituierte-maleimide, Poly-N,N,N&supmin;,N&supmin;-tetraalkylfumaramid, Poly(benzylacrylat), Poly[1-(N-carboethoxyphenyl)methacrylamid, Poly(vinylsulfat), Poly(p- diethylphosphono-methylstyrol-co-styrol) und Poly(methylmethacrylat-co-p-isopropylstyrol).
Davon sind Poly(substituierte)acetylene und Polyfumarsäureester besonders bevorzugt.
Bevorzugte Beispiele der Poly(substituierten)acetylene können Poly(1-trimethylsilyl-1-propin), Poly(tert.-butylacetylen), Poly(2-octin), Poly(1-chlor-2-phenylacetylen) und Poly(1-phenyl-1-propin) umfassen. Copolymere der Poly(substituierten)acetylene können ebenfalls für die Erzeugung der Orientierungsschicht verwendet werden, sofern das Copolymer ein Mark-Houwink-Koeffizienten von nicht weniger als 0,85 hat. Derivate des Homopolymers oder des Copolymers der substituierten Acetylene können ebenfalls verwendet werden, wenn das Derivat einen Mark-Houwink- Koeffizienten von nicht weniger als 0,85 hat. Der Begriff "Derivat" umfaßt nicht nur die, die durch eine chemische Reaktion entstehen, sondern auch jene, die von einer physikalischen Modifikation, wie Erwärmen und Plasmabehandlung, stammen. Poly(substituierte)acetylene sind an sich bekannt und bei den oben genannten bevorzugten Beispielen der Poly(substituierten)acetylene wird ein Mark- Houwink-Koeffizient von 0,89 bis 177 genannt (Masuda et al., "Polymer Preprints", Japan, 33, 66 (1984)). Da diese Polymere bis zu einer Temperatur von 180ºC beständig sind, selbst wenn die Einführung des Flüssigkristalls in die Kammer zwischen den Trägern oder das Ankleben der Abstandsteilchen bei hoher Temperatur erfolgen, tritt wahrscheinlich keine Zersetzung oder kein Abbau des Polymers auf, so daß diese Polymere auch in dieser Hinsicht als Material für den Aufbau der Orientierungsschicht geeignet sind.
Die Poly(substituierten)acetylene können nach einem bekannten Verfahren zum Polymerisieren des substituierten Acetylens in Gegenwart eines Übergangsmetallkatalysators hergestellt werden (Masuda et al., Acc. Chem. Res., 17, 51, (1984).
Polyfumarsäureester stellen eine weitere Gruppe der besonders bevorzugten Polymere für die Bildung der Orientierungsschicht dar. Otsu et al. haben festgestellt, daß Fumarsäureester zu einem Polymer mit hohem Polymerisationsgrad polymerisiert werden können (T. Otsu, N. Toyoda, "Macromol. Chem., Rapid Commun.", 2, 725 (1981), 2, 79 (1981)). F. Engelhardt et al haben in den Deutschen Patentschriften Nr. 1 176 871 und 1 520 702 auch beschrieben, daß Fumarsäureester mit einem voluminösen Substituenten, wie einer tert.-Butyl-, Cyclohexyl- und Isopropylgruppe, durch Radikalpolymerisation zu Homopolymeren und Copolymeren copolymerisiert werden können. In der oben genannten Literaturstelle von Otsu et al. wird die Polymerisation verschiedener Fumarsäureester untersucht und festgestellt, daß Polyfumarsäureester eine geringe Flexibilität haben und starr sind und sich aufgrund dieser Starrheit durch Wärmebeständigkeit auszeichnen.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkristall-Zelle mit einer Orientierungsschicht bereitgestellt, die im wesentlichen aus einem Polyfumarsäureester der folgenden Formel [II] besteht. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die Flüssigkristall-Zelle ein hohes Kontrastverhältnis und die Eigenschaft des schnellen Ansprechens zeigt, wenn die Orientierungsschicht im wesentlichen aus dem Polyfumarsäureester der folgenden Formel [II] besteht, so daß der zweite Aspekt der Erfindung nicht auf den Mark-Houwink-Koeffizienten des Polyfumarsäureesters begrenzt ist.
worin R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Halogenalkylgruppe, Silalkylgruppe oder Siloxanylalkylgruppe darstellen. Diese Gruppen sind für die Förderung der Ausrichtung des Flüssigkristalls bevorzugt, da sie die Oberflächenenergie verringern. Bei den bevorzugten Beispielen der Fumarsäureester können zumindest einer der Reste R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, in Anbetracht der großen Wärmebeständigkeit bis zu 200ºC eine sekundäre C&sub3;-C&sub9;-Alkylgruppe oder eine C&sub3;-C&sub1;&sub2;- Cycloalkylgruppe sein. Jene, bei denen mindestens einer der Reste R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, eine Fluoralkylgruppe ist, sind in Anbetracht der geringen Oberflächenenergie von 25 dynes/cm oder weniger ebenfalls bevorzugt. Beispiele der Fluoralkylgruppen umfassen eine 2,2,2-Trifluorethylgruppe, 2,2,2-Trifluor-1- trifluormethylethylgruppe, 3,3,4,4,4-Pentafluorbutylgruppe, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-Nonafluorhexylgruppe, 1,1,2,2- Tetrahydroperfluoroctylgruppe und 1,1,2,2-Tetrahydroperfluordecylgruppe. Es sind auch jene bevorzugt, bei denen mindestens eine der Reste R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, eine sekundäre Alkylgruppe, wie eine Isopropylgruppe, Cyclohexylgruppe und Cyclopentylgruppe, und eine tertiäre Alkylgruppe, wie eine tert.- Butylgruppe und eine tert.-Pentylgruppe, ist, da Polymere mit hohem Molekulargewicht erhalten werden können.
Copolymere von Polyfumarsäureestern können ebenfalls für die Erzeugung der Orientierungsschicht verwendet werden, sofern das Copolymer einen Mark-Houwink-Koeffizienten von nicht weniger als 0,85 aufweist. Bevorzugte Beispiele der Comonomere für die Bildung der Copolymere von Fumarsäureestern können Monomere umfassen, die als Elektronendonator dienen, wie Vinylacetat und Styrol, da sie leicht Copolymere bilden. Derivate von Polyfumarsäureestern können ebenfalls verwendet werden, wie es vorstehend bei der Beschreibung von Poly(substituiertem)acetylen beschrieben wurde.
Da Polyfumarsäureester bei einer Temperatur von 180ºC beständig sind, selbst wenn die Einführung des Flüssigkristalls in die Kammer zwischen den Trägern oder das Ankleben der Abstandsteilchen bei hoher Temperatur erfolgen, ist die Zersetzung oder der Abbau des Polymers wie bei Poly(substituierten)acetylenen unwahrscheinlich. Im Gegensatz zur Verwendung von Polyimid besteht außerdem im wesentlichen keine Möglichkeit, daß in der erzeugten Schicht freie ionische Gruppen verbleiben, so daß die stabile Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle lange erhalten bleiben kann.
Polyfumarsäureester können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, einschließlich der Radikalpolymerisation von Fumarsäureester und der Polymerisation durch Isomerisierung von Maleinsäureestern.
In Anbetracht der Erzielung einer einheitlichen Ausrichtung des Flüssigkristalls, insbesondere bei einer ferroelektrischen Flüssigkristall-Zelle, ist die Erzielung der Bistabilität des Elements wichtig, so daß die polaren Abschnitte der Flüssigkristallmoleküle nicht gestört werden. In diesem Zusammenhang kann die Oberflächenspannung des für die Herstellung der Orientierungsschicht verwendeten Polymers vorzugsweise 0,008 bis 0,04 N/m (8 bis 40 dyne/cm) betragen, was weniger als die von Polyimiden ist, die für die Herstellung herkömmlicher Orientierungsschichten verwendet werden. Dies ist auch für den hohen Vorneigungswinkel (pretilt angle) der Flüssigkristallmoleküle der Polymeroberfläche vorteilhaft, der für die Verbesserung der Anzeigequalität des Bildes bei einer Flüssigkristall-Zelle vom SBE-Typ (Typ mit dem Effekt der stark verdrehten Doppelbrechung) wichtig. Die genannte Oberflächenspannung kann durch Erfassen der kritischen Oberflächenspannung aus der Zisman-Grafik, die auf den gemessenen Kontaktwinkeln der verschiedenen Flüssigkeiten auf der Oberfläche eines dünnen Films des Polymers basiert, das von Interesse ist (Zisman, et al., J. Collid Sci., 7, 428 (1952) oder durch die erweiterte Fowkes-Gleichung bestimmt werden (Owens, et al., J. Appl. Polymer Sci., 13, 1711 (1969); Kaelble, et al., J. Adhesion, 2, 50 (1970); Hata et al., Journal of Japan Adhesion Society, 8, 131 (1972); Panzer, J. Colloid Sci., 44, 142 (1973)).
Die Dicke der Orientierungsschicht ist nicht begrenzt und kann typischerweise 5 bis 200 nm betragen.
Für die Ausbildung der Orientierungsschicht kann jedes bekannte Verfahren verwendet werden, einschließlich dem Tauchbeschichtungsverfahren, Schleuderbeschichtungsverfahren, Verfahren zum Aufbringen mit Pinseln, Druckverfahren, Wasseroberflächen-Entwicklungsverfahren und Langmuir- Blodgett-Verfahren (LB-Verfahren). Es kann jede Lösung verwendet werden, sofern das Polymer darin gelöst werden kann.
Die bevorzugten Polymere, d.h. Poly(substituierte)acetylene und Polyfumarsäureester, sind in üblichen organischen Lösungsmitteln, wie Benzol und Chloroform löslich, so daß sie nicht durch Wärmekondensation bei hoher Temperatur cydisch gemacht werden müssen, wie es bei Polyimid der Fall ist. Somit können sie leicht auf Kunststoffträger aufgebracht werden, deren Wärmebeständigkeit schlechter als die von Glasträgern ist. Außerdem kann bei der Herstellung der Orientierungsschicht auf vorteilhafte Weise Energie gespart werden.
Die Orientierungsschicht kann die oben beschriebenen Polymere unabhängig oder in Kombination enthalten. Die Orientierungsschicht kann außerdem andere Polymere, wie Polyimid, Polyester, Polyamid und Aramid, die bei einer herkömmlichen Orientierungsschicht verwendet werden, in einer Menge enthalten, die die Leistung der Orientierungsschicht nicht beeinträchtigt. Die Orientierungsschicht kann außerdem in Form einer mehrschichtigen Struktur mit der herkömmlichen Orientierungsschicht vorliegen. Die Orientierungsschicht kann außerdem weitere Zusätze, wie ein auf Silan basierendes Haftmittel, damit die Haftung am Träger verbessert wird, einen Wärmestabilisator, ein Antioxidans und ein oberflächenaktives Mittel enthalten. Die Orientierungsschicht kann außerdem mit einer Klebstoffschicht an den Träger angebracht werden, die aus einem Klebstoff, wie einem auf Silan basierenden Haftmittel, hergestellt ist.
Die Orientierungsschicht kann nach jedem herkömmlichen Verfahren getrocknet werden und kann vorzugsweise einer Polierbehandlung mit oder ohne Wärmebehandlung unterzogen werden. Die Polierbehandlung kann z.B. vorgenommen werden, indem Textil oder eine Bürste einige Male in eine Richtung bewegt werden.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Zelle kann in Form verschiedener Flüssigkristall Zellen vorliegen, einschließlich ferroelektrischer Flüssigkristall-Zellen (SmC*), Flüssigkristall-Zellen vom TFT-Typ (Dünnschichtransistor-Typ), Flüssigkristall-Zellen vom SBE-Typ (Typ mit dem Effekt der stark verdrehten Doppelbrechung), Flüssigkristall-Zellen, die einen TN- Flüssigkristall (verschränkten nematischen Kristall) verwenden, und Flüssigkristall-Zellen vom Gast-Wirts-Typ. Die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Zelle kann bei jedem Anwendungszweck eingesetzt werden, einschließlich tragbare TV-Geräte, große Standgeräte, Terminals von PC, Anzeigen von Textverarbeitungssystemen, Flüssigkristall- Abdeckblenden und Anzeigen in Fahrzeugen, wie Autos.
Die Beschichtungszusammensetzung, die für die Erzeugung der Orientierungsschicht verwendet werden kann, umfaßt die oben beschriebenen Polyfumarsäureester (einschließlich deren Copolymere und Derivate) in einem halogenhaltigen organischen Lösungsmittel. Der Polyfumarsäureester kann unabhängig oder in Kombination in der Zusammensetzung enthalten sein. Das halogenhaltige organische Lösungsmittel sollte das Polymer bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur lösen, wodurch eine einheitliche Lösung entsteht.
Sofern diese Forderung erfüllt ist, kann jedes halogenhaltige organische Lösungsmittel verwendet werden. Bevorzugte halogenhaltige organische Lösungsmittel können in Anbetracht der Stabilität des Lösungsmittels chlorhaltige organische Lösungsmittel und fluorhaltige organische Lösungsmittel umfassen. Bevorzugte Beispiele der chlorhaltigen organischen Lösungsmittel können chloraliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform, Methylenchlorid, Dichlorethylen und 1,1,2,2-Tetrachlorethan, und chloraromatische Kohlenwasserstoffe umfassen, wie 1- Chlornaphthalin und 1,2,4-Trichlorbenzol. Bevorzugte Beispiele der fluorhaltigen qrganischen Lösungsmittel können Fluorkohlenstoffe, wie 1,1,3-Trichlortrifluorethan und Tetrachlordifluorethan, fluorhaltige Alkohole, wie 2,2,2- Trifluorethanol, 1H,1H,3H-Tetrafluor-1-propanol, 1H,1H,5H- Octafluor-1-pentanol und 1H,1H,7H-Dodecafluor-1-heptanol; und fluorhaltige Ester, wie Trifluorethylacetat umfassen. Davon sind fluorhaltige Alkohole aufgrund der hervorragenden Benetzung des Trägers und in Anbetracht der freien Auswahl eines Lösungsmittels mit dem gewünschten Siedepunkt besonders bevorzugt.
Wenn der Polyfumarsäureester mit hoher Konzentration in Ketonen oder Ethern gelöst wird, entsteht ein Gel, und damit wird die Herstellung einer Lösung mit hoher Viskosität schwierig. Da im Gegensatz dazu bei der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung ein halogenhaltiges organisches Lösungsmittel verwendet wird, können die Polyfumarsäureester in einem großen Konzentrationsbereich gleichmäßig gelöst werden, der von einer geringen Konzentration von 0,1 Gew.-% bis zu einer hohen Konzentration von 30 Gew.-% reicht, so daß die Viskosität der Zusammensetzung je nach Bedarf ausgewählt werden kann. Durch geeignete Auswahl der Bedingungen für die Herstellung der Zusammensetzung können außerdem auch jene hergestellt werden, die eine Konzentration von mehr als 30 Gew.-% aufweisen.
Außerdem hat die Beschichtungszusammensetzung eine geringe Oberflächenspannung und somit hervorragende Benetzungseigenschaften gegenüber dem Träger. Damit kann gleichmäßig ein Beschichtungsfilm hergestellt werden, der eine große Fläche ohne Mängel, wie nadelfeine Löcher, aufweist.
Die Zusammensetzung kann jede andere Komponente enthalten, sofern die Leistung des aufgebrachten Films nicht beeinträchtigt wird. Die Zusammensetzung kann z.B. andere Polymere enthalten, damit die physikalischen Eigenschaften der Oberfläche des aufgebrachten Films verbessert werden, oder kann ein auf Silan basierendes Haftmittel enthalten, damit die Haftung am Träger verbessert wird. Die Zusammensetzung kann auch weitere Zusätze, wie ein Antioxidans und ein oberflächenaktives Mittel, enthalten.
Die Zusammensetzung kann nach jedem bekannten Verfahren auf den Träger aufgebracht werden, wie sie vorstehend bei der Beschreibung des Herstellungsverfahrens der orientierten Schicht erwähnt sind. In Abhängigkeit von der gewünschten Dicke oder dem Beschichtungsverfahren können die Viskosität der Zusammensetzung und das Lösungsmittel geeignet gewählt werden. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann bei einer Vielzahl von Beschichtungsverfahren verwendet werden. Der aufgebrachte Film kann nach jedem Verfahren getrocknet werden, das zum Trocknen der herkömmlichen Orientierungsschicht verwendet wird.
Da die in der Zusammensetzung enthaltenen Polyfumarsäureester keinen Ringschluß durch Wärmekondensation bei hoher Temperatur erfordern, wie es bei Polyimid der Fall ist, kann die Zusammensetzung auf einen Kunststoffträger aufgebracht werden, der eine geringe Wärmebeständigkeit hat, und der Schritt des Auftragens kann ebenfalls vereinfacht werden.
Die Zusammensetzung kann verwendet werden, um einen Beschichtungsfilm mit jeder gewünschten Dikke herzustellen, wenn das Beschichtungsverfahren geeignet ausgewählt wird. Ein monomolekularer Film kann z.B. durch Anwendung des LB-Verfahrens hergestellt werden, und ein relativ dicker Film mit einer Dicke von 1 µm oder mehr kann durch Anwendung des Gießbeschichtungsverfahrens erzeugt werden.
Der durch Auftragen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellte Beschichtungsfilm kann verschiedenen Nachbehandlungen unterzogen werden. Nachdem der Film aufgebracht ist, kann er z.B. in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur wärmebehandelt werden, damit die Packdichte der Hauptkette der Polyfumarsäureester im Film erhöht wird. Diese Wärmebehandlung kann z.B. bei einer Temperatur von 130ºC bis 240ºC 10 min bis 180 min lang vorgenommen werden. Der aufgebrachte Film kann vorzugsweise einer Ausrichtbehandlung, wie einer Polierbehandlung unterzogen werden. Die Polierbehandlung kann wie oben erwähnt vorgenommen werden. Wenn der Polyfumarsäureester Poly-tert.-butylfumarat oder dergleichen ist, kann ein Teil der oder alle tert.-Butylgruppen in den Seitenketten durch Wärmebehandlung bei hoher Tempratur in Carbonsäuren überführt werden. Dies kann erfolgen, indem der aufgebrachte Film 10 min bis 180 min auf 180ºC bis 250ºC erwämt wird.
Die mit dieser Zusammensetzung erzeugte Orientierungsschicht weist folgende Eigenschaften auf, die für eine Orientierungsschicht geeignet sind.
(A) Die Ausrichtung der Flüssigkristall-Moleküle ist hervorragend.
(B) Das Haftvermögen am Träger ist hoch.
(C) Die Hygroskopizität ist gering.
(D) Die Feuchtigkeitspermeabilität ist gering.
(E) Die Dielektrizitätskonstante ist hoch.
(F) Die chemische Beständigkeit ist hoch.
(G) Die Wärmebeständigkeit ist hoch.
(H) Die Poliereigenschaften sind gut.
(I) Die Verunreinigung mit ionischen Verunreinigungen ist gering.
(J) Die Durchschlagsspannung ist hoch.
(K) die Lichtdurchlässigkeit ist hoch.
Daneben zeichnet sich die aufgebrachte Schicht, die durch Auftragen dieser Zusammensetzung hergestellt wurde, gegenüber einer herkömmlichen Polyimidschicht durch die Punkte (A), (C), (I) und (K) aus, und die anderen Punkte sind akzeptabel. Wie oben erwähnt, ist besonders der Punkt (A) sehr wichtig, um eine Flüssigkristall-Zelle mit hohem Kontrastverhältnis und der Eigenschaft des schnellen Ansprechens herzustellen, da die jetzt entwickelte ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeige eine neue Generation der Flüssigkristall-Anzeigen ist, bei der die Flüssigkristall-Moleküle in einer dissymmetrischen smektischen C- Phase ausgerichtet sein müssen, die einem Kristall ähnlich ist. Dieser hohe Ausrichtungsgrad des Flüssigkristalls, der mit einer herkömmlichen Polyimidschicht nicht erreicht werden kann, kann mit der aufgebrachten Schicht erzielt werden, die unter Verwendung dieser Zusammensetzung erzeugt wurde.
Selbst wenn der gelöste Stoff der Beschichtungszusammensetzung der gleiche Polyfumarsäureester ist, zeigt die aufgebrachte Schicht, die mit der Zusammensetzung erzeugt wurde, die den Polyfumarsäureester in einem halogenhaltigen organischen Lösungsmittel enthält, im Vergleich mit der aufgetragenen Schicht hervorragende Eigenschaften bei der Ausrichtung, die mit einer Zusammensetzung erzeugt wurde, die den Polyfumarsäureester in einem organischen Lösungsmittel, wie Toluol enthält, das kein Halogen aufweist. Obwohl die Theorie dieses Phenomens nicht ganz klar ist, zeigte die Beobachtung der aufgebrachten Schicht durch Röntgen-Weitwinkelbeugung, das die Packdichte der Hauptkette des Fumarsäureesters in der mit dieser Zusammensetzung erzeugten aufgebrachten Schicht höher als bei der aufgebrachten Schicht ist, die mit einer Zusammensetzung erzeugt wurde, die das Polymer in einem halogenfreien Lösungsmittel enthält.
Die Beschichtungszusammensetzung kann einen Film mit einer geringen Oberflächenenergie von 35 dynes/cm, der kritischen Oberflächenspannung, erzeugen, da die voluminöse Alkylgruppe die Hauptkette des Polymers bedeckt. Obwohl diese geringe Oberflächenenergie herkömmlich bei einem Film aus fluorhaltigen Polymeren erzielt werden kann, können sehr wenige Polymere, die in einer Vielzahl von Lösungsmitteln gelöst werden können und der hohen Temperatur von 180ºC widerstehen können, diese geringe Oberflächenenergie erzielen. Somit kann die Zusammensetzung außer bei der Erzeugung einer Orientierungsschicht bei einer Vielzahl von Verwendungszwecken eingesetzt werden.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen beschrieben. Die Beispiele dienen nur der Erläuterung und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
Bei den folgenden Beispielen wurden die Polyfumarsäureester auf der Basis des Verfahrens von Otsu et al. (Polymer Bulletin, 11, Seiten 453-458 (1984)) hergestellt, und die Poly(substituierten)acetylene wurden nach dem Verfahren von Masuda et al. ("J. Am. Chem. Soc., 105, Seiten 7473- 7474, (1983)) hergestellt. Der Gehalt der Komponenten in den Zusammensetzungen wird in Gewichtsprozent angegeben. Das Zeichen "*" in den Formeln zeigt die asymmetrischen Kohlenstoffatome. Die in diesen Beispielen hergestellten ferroelektrischen Flüssigkristall-Zellen hatten die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Struktur. Als Epoxyharz- Klebstoffteilchen 22 wurde das handelsübliche "Torepearl AD" von Toray Industries, Inc., Tokyo, Japan verwendet.

Beispiel 1

Auf die gesamte Oberfläche von Glasträgern, auf die eine transparente Elektrode (ITO-Film) mit einem vorgegebenen Muster angebracht worden war, wurde mit einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung eine Beschichtungszusammensetzung aufgebracht, die Polydiisopropylfumarat (Molekulargewicht = 250000, Mark-Houwink-Koeffizient = 0,98 in Toluol) in einer Konzentration von 0,25 Gew.-% in Chloroform umfaßt. Die aufgebrachte Zusammensetzung wurde in der umgebenden Atmosphäre getrocknet, wodurch Orientierungsschichten mit 30 nm Dicke erzeugt wurden. Die so erhaltenen Orientierungsschichten wurden 1 h einer wärmebehandlung bei 150ºC unterzogen und dann poliert. Die so erhaltenen beiden Träger wurden mit Klebstoffteilchen fixiert, und der Umfang der beiden Träger wurde mit einem auf Epoxyharz basierenden Klebstoff abgedichtet, wodurch eine Zelle entstand.
In den Spalt zwischen den Trägern wurde eine auf Pyrimidin basierende ferroelektrische Flüssigkristallzusammensetzung eingeführt (in der Japanischen Patentbeschreibung (Kokai) Nr. 260564/8 beschrieben). Die Flüssigkristallzusammensetzung hatte folgende Zusammensetzung:
An diese Flüssigkristall-Zelle wurde eine Treiberspannung mit 20V angelegt. Die Flüssigkristall-Moleküle in der Zelle zeigten eine hervorragende Bistabilität, und das Kontrastverhältnis betrug 15 und die Ansprechzeit 60 µs. Die mit einem Mikroskop beobachtete Ausrichtung war ebenfalls hervorragend. Außerdem wurde ein Monodomänen-Zustand erzielt (der Zustand, bei der die Umwandlung von Weiß und Schwarz im Bildelement sofort auftreten), der dem Idealzustand sehr nahe ist.
Demgegenüber betrugen das Kontrastverhältnis und die Ansprechzeit einer herkömmlichen Flüssigkristall-Zelle, die als Orientierungsschichten Polyimidfilme verwendet, 5 bzw. 120 µs.

Beispiel 2

Auf die gesamte Oberfläche von Glasträgern, auf die eine Elektrode mit dem vorgegebenen Muster aufgebracht worden war, wurde mit einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung eine Zusammensetzung aufgebracht, die 0,25 Gew.-% Polydicyclohexylfumarat (Molekulargewicht = 450000, Mark-Houwink- Koeffizient α = 1,04 in Toluol) in Chloroform enthält. Die aufgebrachte Zusammensetzung wurde in der umgebenden Atmosphäre getrocknet, wodurch Orientierungsschichten mit 20 nm Dicke erhalten wurden. Die Orientierungsschichten wurden wie in Beispiel 1 einer Wärmebehandlung und einer Polierbehandlung unterzogen. Danach wurde ein auf Pyrimidin basierende Flüssigkristall in die Zelle eingeführt, wodurch wie in Beispiel 1 eine Flüssigkristall-Zelle erhalten wurde. An diese Flüssigkristall-Zelle wurde eine Treiberspannung von 20V angelegt. Wie in Beispiel wurden Flüssigkristallmoleküle erhalten, die Bistabilität zeigten, und bei denen das Kontrastverhältnis, die Ansprechzeit und die Ausrichtung hervorragend waren.

Beispiel 3

Auf die gesamte Oberfläche von Glasträgern, auf die eine Elektrode mit vorgegebenem Muster aufgebracht worden war, wurde mit einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung eine Zusammensetzung aufgebracht, die 0,1 Gew.-% Poly(1- trimethylsilyl-1-propin) (Molekulargewicht = 1000000, Mark-Houwink-Koeffizient α = 1,04 in Toluol) in Chloroform enthielt. Die aufgebrachte Zusammensetzung wurde in der umgebenden Atmosphäre getrocknet, wodurch Orientierungsschichten mit einer Dicke von etwa 100 nm erhalten wurden. Die Orientierungsschichten wurden wie in Beispiel 1 einer Wärmebehandlung und einer Polierbehandlung unterzogen. Danach wurde in die Zelle ein auf Pyrimidin basierender Flüssigkristall eingeführt, wodurch wie in Beispiel 1 eine Flüssigkristall-Zelle erhalten wurde. An diese Flüssigkristall-Zelle wurde eine Treiberspannung von 20V angelegt. Es wurden wie in Beispiel 1 Flüssigkristallmoleküle erhalten, die Bistabilität zeigten, und bei denen das Kontrastverhältnis, die Ansprechzeit und die Ausrichtung hervorragend waren.

Beispiel 4

Auf die gesamte Oberfläche von Glasträgern, auf die eine Elektrode mit dem vorgegebenen Muster aufgebracht worden war, wurde die in den Beispielen 1, 2 oder 3 verwendete Beschichtungszusammensetzung aufgebracht, und die aufgebrachten Filme wurden wie in Beispiel 1 einer Wärmebehandlung und einer Polierbehandlung unterzogen. In die Zellen wurde eine auf Ester basierende ferroelektrische Flüssigkristallsubstanz eingeführt, wodurch Flüssigkristall- Zellen erhalten wurden. Ein Beispiel der auf Ester basierenden Flüssigkristallzusammensetzung ist folgendes:
Wie in Beispiel 1 wurden Flüssigkristallmoleküle erhalten, die eine hervorragende Bistabilität aufwiesen, und bei denen das Kontrastverhältnis, die Ansprechzeit und die Ausrichtung hervorragend waren.

Beispiel 5

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 4 wurde wiederholt, außer daß das Trägerpaar so angeordnet wurde, daß die Polierrichtungen im rechten Winkel zueinander verdreht waren und eine Flüssigkristallsubstanz von dissymmetrischen Typ in die Zellen eingeführt wurde. Die erhaltenen Flüssigkristall-Zellen zeigten eine hervorragende Ausrichtung und hatten ein hohes Kontrastverhältnis.

Beispiel 6

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 5 wurde wiederholt, außer daß der Verdrehungswinkel der Träger 170 bis 270º betrug. Diese Zellen sind sogenannte SBE-Zellen. Die Zellen zeigten eine hervorragende Ausrichtung und hatten ein hohes Kontrastverhältnis.

Beispiel 7

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 5 wurde wiederholt, außer daß die Polierrichtungen der Träger parallel angeordnet waren, so daß eine homogene Ausrichtung erhalten wurde, und der dissymmetrische Flüssigkristall einige Gewichtsprozent eines Pigments enthielt. Diese Zellen sind sogenannte Zellen vom G-H-Typ. Diese Zellen zeigten eine hervorragende Ausrichtung und hatten ein hohes Kontrastverhältnis.

Beispiel 8

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß das Lösungsmittel der Zusammensetzung 1,1,3- Trichlorfluorethan war. Es wurden die gleichen hervorragenden Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten.

Beispiel 9

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß die Konzentration von Polydiisopropylfumarat 0,5 Gew.-% betrug. Wie in Beispiel 1 wurden hervorragende Ergebnisse erhalten.

Beispiel 10

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 9 wurde wiederholt, außer daß das Lösungsmittel der Beschichtungszusammensetzung 1H,1H,5H-Octafluor-1-pentanol war und die aufgebrachte Zusammensetzung auf einer Heizplatte mit einer Temperatur von 140ºC getrocknet wurde. Wie in Beispiel 1 wurden hervorragende Ergebnisse erhalten.

Beispiel 11

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß die aufgebrachten Filme durch ein Tauchbeschichtungsverfahren erzeugt wurden, wobei eine Abzugsgeschwindigkeit von 20 mm/min angewendet wurde. Es wurden wie in Beispiel 1 hervorragende Ergebnisse erhalten.

Beispiel 12

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß die Beschichtungszusammensetzung 0,5 Gew.-% Poly(isopropyl-1,1,2,2-tetrahydroperfluordecylfumarat) in Trifluorethylacetat enthielt. Wie in Beispiel 1 wurden hervorragende Ergebnisse erhalten.

Beispiel 13

Flüssigkristall-Zellen wurden nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, außer daß der in die Zellen eingeführte Flüssigkristall ein Flüssigkristall mit negativer dielektrischer Aniostropie (Δ&epsi;< 0), war, d.h. SCE5 oder SCE6, im Handel von BDH Limited, Dorset, England erhältlich.
An die hergestellte Flüssigkristall-Zelle wurde ein Feld mit elektrischem Gleichstrom angelegt, wodurch die Flüssigkristall-Moleküle durch die Wechselwirkung zwischen den permanenten Dipolen und dem elektrischen Feld umgekehrt wurden. Danach wurde eine Wechselspannung mit hoher Frequenz an die Zelle angelegt, der die Bewegung der Moleküle aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Dipolen und dem elektrischen Feld nicht folgen konnte. Dadurch wurden die Flüssigkristallmoleküle senkrecht zum elektrischen Feld, d.h. parallel zu den Trägern, angeordnet. Dieser Zustand ist dem Idealzustand sehr nahe, bei dem ein hohes Kontrastverhältnis erhalten wird. Das Kontrastverhältnis betrug 30:1, wenn eine Spannung mit 13V und mit einer Frequenz von 15 KHz an die Zelle angelegt wurde, nachdem die Flüssigkristallmoleküle umgekehrt worden waren.
Andererseits waren bei einer herkömmlichen Flüssigkristall-Zelle, die eine Polyimid-Orientierungsschicht verwendet, eine Spannung von mehr als 60V und eine Frequenz von etwa 30 KHz notwendig, damit das gleiche Kontrastverhältnis erzielt wird.
Dies hat anscheinend folgenden Grund. Die Kraft für die parallele Anordnung der Flüssigkristallmoleküle zu den Trägern ist Δ&epsi;E² proportional. Deshalb benötigt die Polyimid-Orientierungsschicht, damit die Moleküle parallel zu den Trägern angeordnet werden, eine 16 mal stärkere Kraft, als es bei der Polyfumarsäureester-Orientierungsschicht notwendig ist. Deshalb wird angenommen, daß die erste Ausrichtung der Orientierungsschicht aus Polymersäurester der idealen Ausrichtung sehr nahe ist, wohingegen die der Polyimid-Orientierungsschicht im verdrehten Zustand vorliegt. Je näher der erste Zustand dem Idealzustand ist, desto geringer sind Spannung und Frequenz, die erforderlich sind, um die Flüssigkristall-Moleküle parallel zu den Trägern anzuordnen. Bei Flüssigrkistallen, bei denen die dielektrische Anisotropie positiv ist, diese jedoch negativ wird, wenn die Frequenz zunimmt, kann der gleiche Effekt erzielt werden, der mit Flüssigkristallen mit negativer dielektrischer Anisotropie erreicht wird.

Beispiel 14

Es wurde die Oberflächenspannung der in den oben genannten Beispielen verwendeten Polymere bestimmt. Jede Zusammensetzung wurde durch Gießen auf eine Glasplatte aufgebracht, und danach wurde das Lösungsmittel verdampt, wodurch ein dichter Film erhalten wurde. Die Kontaktwinkel zwischen verschiedenen Flüssigkeiten und dem erhaltenen dichten Film wurde mit einem Kontaktwinkelmeßgerät vom CA- D-Typ von Kyowa Interface Science Inc., Tokyo, Japan nach dem Verfahren von Hata et al. (Hata et al., Journal of Japan Adhesive Society, 8, Nr. 3, Seiten 131-141 (1972)) bestimmt, und es wurde die Oberflächenenergie jedes Polymers berechnet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle gezeigt. Tabelle

Claims

1. Flüssigkristall-Zelle, welche umfaßt:

ein Paar Träger die mit einem Abdichtmaterial befestigt sind, so daß sie einander gegenüber stehen und dazwischen eine Kammer entsteht, mit

einer Orientierungsschicht, die auf der Innenseite jedes Trägers ausgebildet ist, und einem Flüssigkristall, der in der Kammer enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht im wesentlichen aus einem Polymer mit einem Mark-Houwink- Koeffizienten von nicht weniger als 0,85 in mindestens einem Lösungsmittel besteht, wobei der Mark- Houwink-Koeffizient durch die Formel [I] dargestellt wird:

[η] 0 K M α [I]

worin [η] die Grenzviskosität des Polymers darstellt, die durch ein Lösungsviskositäts-Meßverfahren bestimmt wird, K eine Konstante ist, M das Molekulargewicht des Polymers darstellt, und α der Mark-Houwink- Koeffizient ist;

wobei das Polymer Poly(substituiertes)acetylen, ein Polyfumarsäureester oder ein Copolymer davon ist.

2. Flüssigkristall-Zelle nach Anspruch 1, wobei das Poly(substituierte)acetylen Poly(trimethylsilylpropin) oder dessen Derivat ist.

3. Flüssigkristall-Zelle nach Anspruch 1, wobei der Polyfumarsäureester durch die Formel [II] dargestellt wird:

worin R¹ und R², die gleich oder verschieden sind, eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Halogenalkylgruppe, Silalkylgruppe oder Siloxanylalkylgruppe darstellen.

4. Flüssigkristall-Zelle nach Anspruch 3, wobei zumindest einer der Reste R¹ und R², die gleich oder verschieden sind, eine sekundäre Alkylgruppe mit 3 bis 9 Kohlenstoffatomen oder eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen darstellt.

5. Flüssigkristall-Zelle nach Anspruch 3, wobei zumindest einer der Reste R¹ und R², die gleich oder verschieden sind, eine Fluoralkylgruppe ist.

6. Flüssigkristall-Zelle nach Anspruch 3, wobei R¹ und R², die gleich oder verschieden sind, eine Isopropylgruppe, Cyclohexylgruppe oder ein Derivat davon ist.

7. Flüssigkristall-Zelle nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenspannung des Polymers oder seines Copolymers 0,008 bis 0,04 N/m (8 bis 40 dyn/cm) beträgt.

8. Flüssigkristall-Zelle nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenspannung des Polyfumarsäureesters 0,008 bis 0,04 N/m (8 bis 40 dyn/cm) beträgt.

9. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Zelle nach Anspruch 3, umfassend die Schritte:

Bereitstellen von einem Paar Trägern (12, 12'), Formen einer Orientierungsschicht (18) auf einer Seite jedes Trägers, wobei die Orientierungsschicht aus einer Beschichtungszusammensetzung besteht, die den Polyfumarsäureester und ein halogenhaltiges Lösungsmittel in einer für die Filmbildung wirksamen Menge umfaßt, und

Befestigen des Trägerpaars durch ein Abdichtmaterial (14), so daß die Orientierungsschichten einander gegenüberstehen und dazwischen eine Kammer entsteht, in der ein Flüssigkristall angeordnet ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das halogenhaltige organische Lösungsmittel ein fluorhaltiges organisches Lösungsmittel ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Polyfumarsäureester in einer Konzentration von 0,1 bis 30 Gew.-% in der Zusammensetzung enthalten ist.