DE4303033C2

DE4303033C2 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer aus einem Gel gebildeten Flüssigkristallschicht

Info

Publication number: DE4303033C2
Application number: DE4303033A
Authority: DE
Inventors: Kohki Takatoh; Masanori Sakamoto
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-02-03
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: DE4303033A1; KR0153424B1; JP3095506B2; JPH05216015A; US5321534A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkri stallanzeigevorrichtung mit einer aus einem Gel gebildeten Flüssigkristallschicht, vgl. DE 35 44 292 A1. Hiernach wird ein Zusatz der allgemeinen Formel C_mH_2m+2 zu flüssig-kristallinen nematischen Substanzen verwendet und dadurch die Rotationsviskosität des Gemisches erniedrigt.

Es gibt Flüssigkristallanzeigevorrichtungen mit ne matischen Flüssigkristallen vom schraubenförmigen, nema tischen Typ (TN) oder superschraubenförmigen, nematischen Typ (STN). Bekannt ist ferner eine Flüssigkristallanzei gevorrichtung mit einem ferroelektrischen Flüssigkri stall. Bei der Herstellung einer Flüssigkristallvorrich tung unter Verwendung dieser Flüssigkristalle ist es je doch erforderlich, beispielsweise eine Orientierungsbe handlung durchzuführen. Dadurch wird die Herstellung ei ner großdimensionierten Anzeigevorrichtung schwierig.

Es gibt ferner ein Verfahren zur preisgünstigen Her stellung einer großdimensionierten Flüssigkristallanzei gevorrichtung ohne Orientierungsbehandlung. So ist bei spielsweise aus der nationalen PCT-Anmeldung 58-5 01 632 und der US-PS 4 435 047 ein Verfahren zur Ausbildung ei ner Flüssigkristallschicht durch Dispergieren eingekap selter Flüssigkristalltröpfchen in einem Polyvinylalkohol bekannt. Bei einer Anzeigevorrichtung dieser Art sind die Flüssigkristallmoleküle dann, wenn sie innerhalb eines dünnen Films eine positive dielektrische Anisotropie auf weisen, bei Vorhandensein eines elektrischen Felds in Richtung des elektrischen Felds orientiert. In diesem Falle wird die Flüssigkristallschicht durchsichtig, wenn der Brechungsindex n₀ des Flüssigkristall dem Brechungs index n_p des Polymeren entspricht. Wenn jedoch das elek trische Feld abgeschaltet wird, nehmen die Flüssigkri stallmoleküle wieder eine willkürliche Anordnung an. In diesem Falle weicht der Brechungsindex des Flüssigkri stalltröpfchens von n₀ ab, mit dem Ergebnis, daß Licht am Grenzflächenbereich des Flüssigkristalltröpfchens gestreut und folglich die Flüssigkristallschicht getrübt wird.

Dem Fachmann sind auch noch weitere Maßnahmen zum Dispergieren eines Flüssigkristallmaterials in einem Po lymeren bekannt. Aus der nationalen PCT-Anmeldung 61-5 02 128 ist beispielsweise ein Verfahren zum Dispergieren eines Flüssigkristallmaterials in einem Epoxyharz be kannt. Aus der veröffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldung 2-83 534 ist ein Verfahren zum Dispergie ren eines Flüssigkristallmaterials in einem Urethan acrylat-Harz bekannt. Aus der veröffentlichten ungeprüf ten japanischen Patentanmeldung 63-98 631 ist eine Flüs sigkristallanzeigevorrichtung mit verbessertem Kontrast bekannt. Insbesondere geht aus letzterer Literaturstelle hervor, daß ein eingekapselter Flüssigkristallteil zur Verbesserung des Kontrasts mit einem parallelen Lichtzu fuhrteil und einem selektiven Lichtdurchlässigkeitsteil versehen ist.

Vorteilhaft an diesen in einem Polymeren dispergier ten Flüssigkristallvorrichtungen (PDLC) ist:

1. Da bei der PDLC-Vorrichtung keine polarisierende Platte benötigt wird, entsteht ein leuchtendes Bild;

2. in einer PDLC-Vorrichtung läßt sich ein breiter Sichtwinkel erreichen;

3. da bei der Herstellung der PDLC-Vorrichtung keine Orientierungsbehandlung erforderlich ist, kann man die bei der Reibbehandlung auftretenden Probleme, wie Entstehen von Staub und Auftreten elektrostatischer La dungen, vermeiden und

4. die PDLC-Vorrichtung ist von einfacherer Bau weise als die durch Einsiegeln eines Flüssigkristallmate rials zwischen ein Substratpaar hergestellte übliche Flüssigkristallanzeigevorrichtung, weswegen sich auch ohne Schwierigkeiten großdimensionierte PDLC-Vorrichtun gen herstellen lassen.

Eine übliche PDLC-Vorrichtung ist jedoch auch mit einer Reihe von Nachteilen behaftet. Diese sind:

1. Nachteile beim Herstellungsverfahren

Bei der Herstellung einer PDLC-Vorrichtung wird ein wärmehärtbares oder lichthärtbares, fließfähiges Harz mit einem darin dispergierten oder gelösten Flüssigkristall material in eine unter Verwendung eines Paars von mit Elektroden versehenen Substraten gebildete Zelle gegos sen. Danach wird das fließfähige Harz durch Erwärmen oder Bestrahlen mit Licht gehärtet, um eine Flüssigkristall schicht mit in einer festen Polymerenmatrix dispergierten Flüssigkristalltröpfchen zu bilden.

I. Bei dem geschilderten Herstellungsverfahren er halten die Flüssigkristalltröpfchen bereits bei geringfü gig unterschiedlichen Erwärmungs- oder Bestrahlungsbedin gungen eine ungleichmäßige Größe oder Form, was eine un gleichmäßige Betriebsspannung und einen ungleichmäßigen Kontrast der fertigen Anzeigevorrichtung zur Folge hat. Bei dem bekannten Verfahren bereitet jedoch die Steuerung der Erwärmungs- oder Bestrahlungsstufe Schwierigkeiten, obwohl diese Stufen - wie ausgeführt - von großer Bedeu tung sind.

II. Bei dem bekannten Verfahren kann man anders als beispielsweise bei einer TN- oder STN-Flüssigkristallan zeigevorrichtung, bei der ein Orientierungsfehler und dgl. nach der Herstellung des Elements durch Wärmebe handlung korrigiert werden kann, wegen der Härtung des Harzes keine Fehler korrigieren.

III. Es bereitet Schwierigkeiten, ein flüssigkri stallhaltiges Harz bei erhöhter Temperatur in eine Zelle einzuführen, da das Flüssigkristallmaterial in dieser Einspritzstufe zu einer Trennung von dem Harz neigt. Es ist praktisch unmöglich, das Flüssigkristallmaterial mit dem Harz wieder gleichmäßig zu mischen.

IV. Auch wenn zur Kontrastverbesserung ein zweifar biger Farbstoff mitverwendet wird, ist es unmöglich, diese Aufgabe zu lösen, da der zweifarbige Farbstoff in der Polymerenmatrix isotrop dispergiert ist.

2. Sprödigkeit bei mechanischen Schlägen

Da zur Herstellung einer PDLC-Vorrichtung in vielen Fällen ein sprödes Harz verwendet wird, neigt die Vor richtung bereits bei schwacher Schlageinwirkung zur Riß bildung. Es ist praktisch unmöglich, die Risse zu repa rieren.

3. Elektrooptische Fehler

I. Die Lichtstreuung bei Fehlen eines elektrischen Feldes ist unzureichend, so daß man keinen hohen Kon trast, insbesondere bei direkter Betrachtung, erreichen kann.

II. Während des Betriebs der PDLC-Vorrichtung muß der Brechungsindex des Flüssigkristallmaterials demjeni gen des Harzes entsprechen. Dies führt dazu, daß die Aus wahl an Flüssigkristallmaterial und Harz starken Be schränkungen unterliegt.

III. Bei Anlegen einer Spannung an die PDLC-Vorrich tung entsteht eine Hystereseschleife. Dies macht die Herstellung einer Halbtonvorrichtung unmöglich.

IV. Die übliche PDLC-Vorrichtung erfordert eine hohe Ansteuerspannung.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Flüs sigkristallanzeigevorrichtung bereitzustellen, die auch ohne polarisierende Platte ein leuchtendes bzw. lichtstarkes Bild liefert, einen breiten Sichtwinkel er möglicht und ferner keine Orientierungsbehandlung erfor dert. Bei dieser Anzeigevorrichtung sollten darüber hin aus auch noch die üblichen Anzeigevorrichtungen mit einem in einem Polymeren dispergierten Flüssigkristall eigenen Nachteile fehlen.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Flüssigkri stallanzeigevorrichtung mit einem Paar von mit Elektroden versehenen Substraten und einer zwischen den Substraten befindlichen Flüssigkristallschicht, die aus einem Gel aus einem Gemisch aus einer organischen Verbindung mit einer Perfluoralkylgruppe und einem Flüssigkristallmate rial gebildet ist. Andererseits kann die Flüssigkristallschicht auch aus einer Polyme renmatrix mit einem in der Polymerenmatrix dispergierten Gel, das aus einem Gemisch aus einer organischen Verbindung mit einer Perfluoralkylgruppe und einem Flüssigkristallmaterial gebildet ist, bestehen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher er läutert. Im einzelnen zeigen:

Die Fig. 1A und 1B in schematischer Weise die Lichtdurchlässigkeits- und Streuungszustände bei einer üblichen Polymerendispersion-Flüssigkristallzelle, insbesondere Fig. 1A den Zustand bei Fehlen eines elek trischen Feldes und Fig. 1B den Zustand bei Vorhandensein eines elektrischen Feldes; die

Fig. 2A und 2B in schematischer Weise die Lichtdurchlässigkeits- und Streuungszustände in einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallzelle, insbesondere Fig. 2A den Zustand bei Fehlen eines elektrischen Feldes und Fig. 2B den Zustand bei Vorhandensein eines elektrischen Feldes und die

Fig. 3A und 3B einen Querschnitt bzw. eine ebene Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung.

Erfindungsgemäß wird zur Herstellung eines die Flüs sigkristallschicht der Zelle bildenden Gels eine organi sche Verbindung mit einer Perfluoralkylgruppe verwendet. Die erfindungsgemäß eingesetzte organische Verbindung be steht aus einer Perfluoralkylgruppe und einem organischen Rest. Die Perfluoralkylgruppe ist keinen besonderen Be schränkungen unterworfen, solange sie nur mindestens zwei Kohlenstoffatome aufweist. Andererseits kann der organi sche Rest beispielsweise aus einer Alkylgruppe, einer aromatischen Ringstruktur, z. B. einem Benzol-, Naphtha lin- oder Biphenylring, oder einer Heteroringstruktur, z. B. einem Pyridin- oder Piperidinring, bestehen.

Erfindungsgemäß als organische Verbindungen mit ei ner Perfluoralkylgruppe können beispielsweise die durch folgende allgemeine Formeln dargestellten Verbindungen verwendet werden:

In den angegebenen allgemeinen Formeln bedeuten:
m und n jeweils ganze Zahlen von 3 bis 30;
p, g, r und s jeweils 0 oder 1 und
X, Y, Z und W jeweils eine aus -C(C=O)-O-, -O-C(C=O)-O-, =CH=N- und -N=CH- bestehende chemische Bindung.

Die organischen Verbindungen können alleine oder in Kombination um Einsatz gelangen.

Das Flüssigkristallmaterial ist erfindungsgemäß kei nen besonderen Beschränkungen unterworfen, sofern der be treffende Werkstoff bei Raumtemperatur in Form eines Flüssigkristalls vorliegt. Ein nematischer Flüssigkri stall eignet sich jedoch zur Lösung der erfindungsgemäß anstehenden Aufgabe besonders gut.

Erfindungsgemäß darf die Flüssigkristallschicht zur Verbesserung des Kontrasts der Anzeigevorrichtung einen zweifarbigen oder dichroitischen Farbstoff enthalten. Da in diesem Falle der zweifarbige Farbstoff nicht isotrop in der Flüssigkristallschicht dispergiert ist, wird der Kontrast wirksam verbessert.

Bezogen auf die Menge des Flüssigkristallmaterials, wird die organische Verbindung mit einer Perfluoralkyl gruppe zweckmäßigerweise in einer Menge von 0,01 bis 90, vorzugsweise von 0,1 bis 50 Gew.-% zugesetzt. Wenn die Menge an der speziellen organischen Verbindung unangemes sen gering ist, sinkt die Trübung (Lichtabschirmfähig keit) der Anzeigevorrichtung bei Fehlen eines elektri schen Feldes. Dies führt trotz verbesserter Durchsichtig keit der Anzeigevorrichtung bei Vorhandensein eines elek trischen Feldes zu einer Kontrastverschlechterung. Wenn andererseits die Menge an der jeweiligen organischen Ver bindung unangemessen groß ist, verstärkt sich zwar die Trübung bei Fehlen eines elektrischen Feldes. Die Durch sichtigkeit des Anzeigeschirms verschlechtert sich jedoch bei Vorhandensein eines elektrischen Feldes, wodurch ebenfalls der Kontrast schwach wird.

Wenn mitverwendet, beträgt die Menge an zweifarbigem Farbstoff zweckmäßigerweise 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% des Flüssigkristallmaterials. Wenn die Menge an zweifarbigem Farbstoff unangemessen gering ist, kann man den Kontrast nicht ausreichend verbessern. Wenn ande rerseits die Menge an dem zweifarbigen Farbstoff unange messen groß ist, bleiben selbst bei Fehlen eines elektri schen Feldes unter Kontrastverschlechterung Farbprobleme.

Erfindungsgemäß kann man ferner die Flüssigkristall schicht durch Dispergieren von Tröpfchen eines Gels einer Mischung aus einer organischen Verbindung mit einer Per fluoralkylgruppe und einem Flüssigkristallmaterial in ei ner Polymerenmatrix herstellen. Erfindungsgemäß können sämtliche thermoplastische Harze, wärmehärtbare Harze und lichthärtbare Harze als Polymerenmatrix verwendet werden. Im Falle der Verwendung eines wärmehärtbaren Harzes, wer den ein Härtungsmittel und ein Härtungsbeschleuniger mit verwendet. Bei Verwendung eines lichthärtbaren Harzes werden ein Fotohärtungsmittel und Härtungsbeschleuniger mitverwendet.

Zweckmäßigerweise sollte das gelbildende Material in einer Menge von 10 bis 95 Gew.-% bezogen auf die Menge des als Polymerenmatrix verwendeten wärmehärtbaren Harzes oder lichthärtbaren Harzes eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung wird wie folgt hergestellt: Als Substrat dient insbesondere ein Glassubstrat mit einem darauf gebildeten Muster aus Indi umzinnoxid (ITO), einem Substrat mit darauf ausgebildeten Dünnfilmtransistoren (TFT) oder ein Farbfilter mit einem darauf gebildeten ITO-Muster. Der Abstand zwischen den beiden aufeinander ausgerichteten Substraten, d. h. der Spalt der Zelle, reicht zweckmäßigerweise von 1 bis 100, vorzugsweise von 5 bis 50 µm. Wenn der Spalt der Zelle unangemessen schmal ist, kann man keinen ausreichenden Kontrast erreichen. Wenn andererseits der Spalt der Zelle unangemessen groß ist, benötigt man eine hohe Ansteuer spannung.

Das ein Flüssigkristallmaterial enthaltende Gel läßt sich unmittelbar vor dem Einspritzen in die Zelle oder bereits zuvor herstellen. Im Hinblick auf den Wirkungs grad bei der Herstellung der Anzeigevorrichtung sollte zweckmäßigerweise das Gel zuvor zubereitet werden. Wenn das zuvor zubereitete Gel über lange Zeit hinweg aufbe wahrt wird, sollte es zur Herstellung einer gleichmäßigen isotropischen Flüssigkeit erwärmt werden. Die erhaltene flüssige Masse mit einem Flüssigkristallmaterial sollte vor dem Einspritzen in den Spalt der Zelle gerührt wer den. Wenn man sich dieses speziellen Verfahrens nicht be dienen kann, kann man das Gelgemisch in die Zelle ein bringen, die Zelle zur Bildung einer isotropischen Flüs sigkeit erwärmen und danach die Zelle zur Bildung eines Gels nach und nach abkühlen. In der erfindungsgemäßen An zeigevorrichtung trennen sich das Flüssigkristallmaterial und die organische Verbindung mit einer Perfluoralkyl gruppe innerhalb der Flüssigkristallschicht nicht vonein ander. Nach dem Einspritzen wird der Einspritzeinlaß mit einem wärmehärtbaren oder lichthärtbaren Harz versiegelt.

Bei der Herstellung einer Flüssigkristallschicht, in der Tröpfchen eines Gels einer Mischung aus einer organi schen Verbindung mit einer Perfluoralkylgruppe und einem Flüssigkristallmaterial in einer Polymerenmatrix aus ei nem wärmehärtbaren Harz oder einem lichthärtbaren Harz dispergiert sind, kann das Gemisch der erforderlichen Ma terialien in den Spalt einer Zelle eingespritzt und da nach das Harz durch Erwärmen oder Bestrahlen mit Licht gehärtet werden.

Erfindungsgemäß braucht man anders als bei der übli chen Polymerendispersion-Flüssigkristallanzeigevorrich tung keine polarisierende Platte. Ein weiterer deutlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß keine Orientierungsbehandlung durch Reiben erforderlich ist.

Wie bereits ausgeführt, läßt sich die erfindungsge mäße Flüssigkristallanzeigevorrichtung höchst einfach herstellen. Unregelmäßigkeiten in den Eigenschaften der Anzeigevorrichtung, die auf die Bedingungen beim Herstel lungsverfahren zurückzuführen sind, lassen sich im Ver gleich zu einer üblichen Flüssigkristallanzeigevorrich tung deutlich verringern.

Eine erfindungsgemäße Flüssigkristallvorrichtung zeichnet sich durch eine Reihe von besonderen Vorteilen aus:

1. Man kann das Auftreten einer Hystereseschleife während der Wiedergabe eines Bildes unterdrücken, da in der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung keine schritt weise Deformation des Flüssigkristalls innerhalb der Flüssigkristallschicht, die eine Hauptursache für das Entstehen der Hystereseschleife ist, erfolgt.

2. In einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung erreicht man einen hohen Kontrast in der Größenordnung von 1:50 bis 1:80. Dieser ist vollständig mit demjenigen einer Flüssigkristallzelle vom TN-Typ vergleichbar.

3. Der Wert V_th beträgt nur 2 bis 4 V. Somit kann man die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit einer ge ringen und vollständig mit derjenigen einer Flüssigkri stallzelle vom TN-Typ vergleichbaren Spannung ansteuern.

4. Da bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristallan zeigevorrichtung keine polarisierende Platte erforderlich ist, beträgt die Lichtdurchlässigkeit bei Vorhandensein eines elektrischen Feldes 80 bis 90%. Dies führt zu einer lichtstarken Anzeige.

Die Fig. 1 und 2 dienen dazu, den Kontrastunter schied zwischen einer erfindungsgemäßen Flüssigkri stallanzeigevorrichtung und einer üblichen Flüssigkri stallanzeigevorrichtung darzutun. Insbesondere zeigt die Fig. 1 in schematischer Weise die Zustände von Licht durchlässigkeit und Lichtstreuung bei einer üblichen Po lymerendispersion-Flüssigkristallzelle. Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung die Zustände von Lichtdurchläs sigkeit und Lichtstreuung in einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallzelle. Zur Vereinfachung des Vergleichs ist die in Fig. 2 dargestellte Polymerendispersion-Flüs sigkristallzelle als erfindungsgemäße Zelle ausgestaltet. Selbstverständlich gilt die im folgenden beschriebene Si tuation auch für eine erfindungsgemäße Zelle, bei der die Flüssigkristallschicht lediglich aus einem Gel aus einem Gemisch aus einem Flüssigkristallmaterial und einer orga nischen Verbindung mit einer Perfluoralkylgruppe besteht. Sowohl in der bekannten Zelle als auch in der erfindungs gemäßen Zelle liegen Flüssigkristallmoleküle 103 in einem Flüssigkristalltröpfchen 102 bei Fehlen eines elektri schen Feldes in willkürlicher Verteilung vor. Dies führt, wie aus Fig. 1A und 2A hervorgeht, zu einer Licht streuung in der Zelle. Während des Anlegens einer Span nung werden jedoch die Flüssigkristallmoleküle 103 in den in einer Polymerenmatrix 101 dispergierten Flüssigkri stalltröpfchen 102 in Richtung des elektrischen Feldes ausgerichtet, so daß - wie Fig. 1B und 2B zeigen - Licht durch die Zelle hindurchtritt. Es sei darauf hinge wiesen, daß in der erfindungsgemäßen Zelle der Freiheits grad der Flüssigkristallmoleküle 103 durch eine organi sche Verbindung 104 mit einer Perfluoralkylgruppe gesteu ert wird. Dies führt dazu, daß der Grad an willkürlicher Anordnung der Flüssigkristallmoleküle bei Fehlen eines elektrischen Feldes im Vergleich zu den Flüssigkristall molekülen in der üblichen Zelle verstärkt wird. Dies hat zur Folge, daß die Lichtstreuung in der erfindungsgemäßen Zelle gefördert wird. Bei Fehlen eines elektrischen Fel des erreicht man somit eine verbesserte Lichtabschirmwir kung und folglich im Vergleich zu der üblichen Zelle einen verbesserten Kontrast.

Beispiele

Die folgenden Beispiele sollen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen die Erfindung näher erläu tern. In sämtlichen Beispielen wurde eine Flüssigkri stallzelle der in den Fig. 3A (im Querschnitt) und 3B (in ebener Darstellung) gezeigten Bauweise hergestellt. Genauer gesagt wurde auf der Oberfläche von jedem von zwei Glassubstraten eine durchsichtige ITO-Elektrode 2 gebildet. Die beiden Glassubstrate 1 wurden so angeord net, daß die durchsichtigen ITO-Elektroden 2 aufeinander ausgerichtet waren. Die beiden Glassubstrate 1 wurden im Umfangsbereich mit Hilfe einer zwischen beide eingebrach ten Klebstoffschicht 3 verbunden. Weiterhin wurde zwi schen den beiden Glassubstraten 1 eine Flüssigkristall schicht 4 vorgesehen. Die Flüssigkristallanzeigevorrich tung wurde unter geeigneter Anpassung des Zellenspalts auf eine Größe von 3 cm×2 cm gebracht.

Beispiel 1

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flüs sigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung von 10 g ZLI-1132 (Handelsbezeichnung eines von Merk hergestellten Flüssigkristalls) und 500 mg 1H, 1H, 1H, 1H-Perfluoroctyl 4′-n-octyloxy-4-biphenylcarboxylat als Rohmaterialien ei ner Flüssigkristallschicht hergestellt.

In der ersten Stufe wurden die Rohmaterialien der Flüssigkristallschicht innerhalb einer Glasprobenflasche auf 100°C erwärmt und bis zur Bildung eines durchsichti gen, gleichförmigen Gemischs verrührt. Das erhaltene Ge misch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei ein weißes, gelartiges Material erhalten wurde. Danach wurde das Gemisch erneut auf 100°C erwärmt, um eine isotropi sche, flüssige Masse zu erhalten.

Andererseits wurde eine Flüssigkristallzelle eines Zellenspalts von 10 µm auf einer unter Vakuum gehaltenen heißen Platte auf 100°C erwärmt. Die erwärmte isotropi sche, flüssige Masse wurde in die derart erwärmte Zelle eingespritzt, worauf die Zelle nach und nach auf Raumtemperatur gekühlt wurde.

Die in der geschilderten Weise hergestellte Flüssig kristallzelle besaß eine Schwellenspannung V_th (90%) von 4,2 V, einen Kontrast von 1:30 und eine Lichtdurchlässig keit von 80%. Weiterhin konnte keine Hystereseschleife festgestellt werden.

Beispiel 2

Entsprechend Beispiel 1 wurde eine Flüssigkri stallanzeigevorrichtung mit einem Zellenspalt von 30 µm hergestellt. Die erhaltene Anzeigevorrichtung besaß eine Schwellenspannung V_th (90%) von 12 V, einen Kontrast von 1:65 und eine Lichtdurchlässigkeit von 60%. Eine Hystere seschleife konnte nicht festgestellt werden.

Beispiel 3

Entsprechend Beispiel 1 wurde eine Flüssigkri stallanzeigevorrichtung hergestellt, wobei jedoch als or ganische Verbindung mit einer Perfluoralkylgruppe n- Octyl-4′-perfluoroctyloxy-4-biphenylcarboxylat verwendet wurde. Die erhaltene Anzeigevorrichtung besaß eine Schwellenspannung V_th (90%) von 4 V, einen Kontrast von 1:30 und eine Lichtdurchlässigkeit von 80%. Eine Hystereseschleife konnte nicht festgestellt werden.

Beispiel 4

Entsprechend Beispiel 1 wurde eine Flüssigkri stallanzeigevorrichtung hergestellt, wobei jedoch als or ganische Verbindung mit einer Perfluoralkylgruppe n- Octyl-4′-perfluoroctyloxy-4-phenylcarboxylat verwendet wurde.

Die erhaltene Anzeigevorrichtung besaß eine Schwel lenspannung V_th (90%) von 4,3 V, einen Kontrast von 1:30 und eine Lichtdurchlässigkeit von 83%. Eine Hysterese schleife konnte nicht festgestellt werden.

Vergleichsbeispiel

Unter Verwendung von 10 g ZLI-1132 (Handelsbezeich nung eines von Merk hergestellten nematischen Flüssigkri stalls), 1,5 g Epikote 828 (Handelsbezeichnung eines von Yuka Shell hergestellten Epoxyharzes) und 10 mg Triethy lentetramin (TTA) als Rohmaterialien einer Flüssigkri stallschicht wurde eine übliche Polymerendispersion- Flüssigkristallanzeigevorrichtung hergestellt.

In der ersten Stufe wurde eine Mischung dieser Rohmaterialien in eine gemäß Fig. 3 aufgebaute Zelle ein gespritzt. Innerhalb der Zelle waren jedoch der Flüssig kristall und das Epoxyharz voneinander getrennt, was einen Gebrauch der Zelle unmöglich machte. Somit wurde durch Aufspritzen kugeliger Abstandshalter eines Durch messers von 10 µm auf das untere Substrat, Aufträufeln des zuvor angegebenen Gemischs auf das untere Substrat und dann Montieren des oberen Substrats eine einfache Zelle hergestellt. Die erhaltene Zelle wurde 1 h lang auf 160°C erwärmt, um das Epoxyharz zu härten. Hierbei wurde eine Polymerendispersion-Flüssigkristallzelle erhalten. Die erhaltene Anzeigevorrichtung besaß eine Schwellen spannung V_th (90%) von 15 V, einen Kontrast von 1:7,5 und eine Lichtdurchlässigkeit von 70%. Eine Hystereseschleife war festzustellen.

Beispiel 5

Unter Verwendung von 10 g ZLI-1132 (Handelsbezeich nung eines von Merk hergestellten nematischen Flüssigkri stalls), 1,5 g Epikote 828 (Handelsbezeichnung eines von Yuka Shell hergestellten Epoxyharzes), 10 mg Triethylen tetramin (TTA) und 500 mg 1H, 1H, 1H, 1H-Perfluoroctyl- 4′-n-octyloxy-4-biphenylcarboxylat als Rohmaterialien ei ner Flüssigkristallschicht wurde eine weitere Ausführungs form einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung hergestellt.

In der ersten Stufe wurden die Rohmaterialien der Flüssigkristallschicht innerhalb einer Glasprobenflasche auf 100°C erwärmt und bis zur Bildung eines durchsichti gen, gleichförmigen Gemischs gerührt. Das erhaltene Ge misch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei eine weiße gelartige Masse erhalten wurde. Andererseits wurden kugelige Abstandshalter eines Durchmessers von 10 µm auf das untere Substrat gespritzt, worauf das gelartige Ge misch auf das untere Substrat aufgeträufelt und danach zur Herstellung einer einfachen Zelle das obere Substrat montiert wurde. Die erhaltene Zelle wurde eine 1 h lang auf 160°C erwärmt, um das Epoxyharz zu härten. Hierbei wurde eine Flüssigkristallzelle erhalten. Diese besaß eine Schwellenspannung von V_th (90%) von 15,5 V, einen Kontrast von 1:45 und eine Lichtdurchlässigkeit von 70%. Eine Hystereseschleife war nicht feststellbar.

Beispiel 6

Entsprechend Beispiel 5 wurde eine Flüssigkristall schicht hergestellt, wobei jedoch 1,5 g Butylacrylat und Irgacure 651 (Handelsbezeichnung eines von Ciba-Geigy hergestellten lichtempfindlichen Mittels) anstelle 1,5 g Epoxyharz und 10 mg Triethylentetramin gemäß Beispiel 5 als lichtempfindliches Monomeres und lichtempfindliches Mittel verwendet wurden.

Entsprechend Beispiel 5 wurde durch Aufsprühen ku geliger Abstandshalter eines Durchmessers von 10 µm auf das untere Substrat, Aufträufeln des gelartigen Gemischs auf das untere Substrat und anschließendes Montieren des oberen Substrats eine einfache Zelle hergestellt. Die er haltene Zelle wurde mit aus einer Quecksilberlampe von 80 W/cm emittiertem Licht bestrahlt, um das lichtempfindli che Butylacrylatmonomere zu härten. Hierbei wurde eine Flüssigkristallzelle erhalten. Die erhaltene Flüssigkri stallvorrichtung besaß eine Schwellenspannung V_th (90%) von 15 V, einen Kontrast von 1:40 und eine Lichtdurchläs sigkeit von 70%. Eine Hystereseschleife war nicht er kennbar.

Claims

1. Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Paar von mit Elektroden versehenen Substraten, und einer zwischen den Substraten befindlichen Flüssig kristallschicht, die aus einem Gel aus einem Gemisch aus einer organischen Verbindung mit einer Perfluoralkylgruppe und einem Flüssigkristallmate rial gebildet ist.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Flüssigkristallmaterial aus einem nema tischen Flüssigkristall besteht.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die organische Verbindung mit einer Per fluoralkylgruppe aus einer solchen mit einer Perfluoral kylgruppe mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen und minde stens einem aus einer Alkylgruppe, einem aromatischen Ring oder einem Heteroring gebildeten organischen Rest besteht.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die organische Verbindung mit einer Per fluoralkylgruppe in einer Menge von 0,01 bis 90 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Flüssigkristallmaterials, vor handen ist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die organische Verbindung mit einer Per fluoralkylgruppe in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Flüssigkristallmaterials, vorhanden ist.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flüssigkristallschicht zusätzlich einen zweifarbigen Farbstoff enthält.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweifarbige Farbstoff in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Flüssigkristallmaterials, vorhanden ist.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweifarbige Farbstoff in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Flüssig kristallmaterials, vorhanden ist.

9. Flüssigkristallanzeigevorrichtung, gekennzeichnet durch ein Paar von mit Elektroden versehenen Substraten und eine zwischen den Substraten befindliche Flüssig kristallschicht, die aus einer Polymerenmatrix und einem in der Polymerenmatrix dispergierten Gel, das aus einem Gemisch aus einer organischen Verbindung mit einer Perfluoralkylgruppe und einem Flüssigkristallmate rial gebildet ist, besteht.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Polymerenmatrix aus einem wärmehärtba ren Harz besteht.

11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Menge an den ein Gel mit einem Flüssig kristallmaterial bildenden Materialien im Bereich von 10 bis 95 Gew. -%, bezogen auf die Menge des als Polymerenma trix verwendeten wärmehärtbaren Harzes, liegt.

12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Polymerenmatrix aus einem lichthärtba ren Harz besteht.

13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Menge an den ein Gel mit einem Flüssig kristallmaterial bildenden Materialien im Bereich von 10 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Menge des als Polymerenma trix verwendeten lichthärtbaren Harzes, liegt.