DE69835500T2 - Flüssigkristallanzeigen - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft verdrillte nematische Flüssigkristallanzeigen mit Verbesserungen der Blickwinkelcharakteristiken des Anzeigekontrasts, der Grauskalacharakteristiken und der nominellen Farbe.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Verdrillte nematische Flüssigkristallanzeigen mit Aktivantrieb (nachstehend als TN-LCDs abgekürzt), bei denen TFT-Elemente oder MIM-Elemente verwendet werden, sind weit verbreitet als Anzeigen für Notebooks, tragbare Fernsehgeräte, tragbare Netzwerk-Terminals usw. aufgrund ihrer Bilder, die CRT vergleichbar sind, wenn sie von vorne betrachtet werden, zusätzlich zu den LCDs inhärenten Charakteristiken wie einer geringen Dicke, einem geringen Gewicht und einem geringen Energieverbrauch. Mit Bezug auf herkömmliche TN-LCDs ist jedoch das Problem des Blickwinkels, d.h. die Änderung der nominellen Farben bei diagonaler Betrachtung oder die Verringerung des Anzeigekonstrasts aufgrund der Brechungsanisotropie in Flüssigkristallmolekülen im Wesentlichen unvermeidbar, so dass ein großer Bedarf daran besteht, sie zu verbessern, und verschiedene diesbezügliche Versuche wurden unternommen.
  • Es gibt die folgenden Vorschläge, Entwicklungen und Versuche: ein Verfahren des Teilens eines Bildelements und dann Ändern der an jedes Bildelement angelegten Spannung mit einer konstanten Rate (Halbtongrauskala-Verfahren), ein Verfahren des Teilens eines Bildelements und dann Ändern der Richtung der Flüssigkristallmoleküle, die in jedem Bildelement ansteigen (Domänenteilungsverfahren), ein Verfahren des Anlegens eines querverlaufenden elektrischen Felds an Flüssigkristalle (IPS-Verfahren), ein Verfahren des Antreibens von vertikal orientierten Flüssigkristallen (VA-Flüssigkristallverfahren) und ein Verfahren des Kombinierens einer Zelle mit gekrümmter Orientierung mit einer optischen Kompensationsplatte (OCB-Verfahren).
  • Mit diesen Verfahren werden bestimmte Wirkungen erzielt, jedoch sollten Orientierungsfilme, Elektroden und die Flüssigkristallorientierung derart geändert werden, dass es notwendig ist, Herstellungstechniken dafür festzulegen und zusätzliche Herstellungsanlagen dafür zu installieren, wodurch die Herstellung erschwert wird und was zu hohen Kosten führt.
  • Einerseits gibt es ein Verfahren der Erweiterung eines Blickwinkels durch Integrieren eines optischen Kompensationsfilms in eine herkömmliche TN-LCD ohne Änderung der Struktur der TN-LCD. Dieses Verfahren erfordert weder eine Verbesserung noch die Installation von Anlagen für die Herstellung von TN-LCDs, wodurch es im Hinblick auf die Kosten überlegen und aufgrund der leichten Verwendbarkeit vorteilhaft ist. So zieht dieses Verfahren die Aufmerksamkeit auf sich, und es gibt viele Vorschläge.
  • Der Grund für das Problem des Blickwinkels bei der TN-LCD bei dem normalerweise weißen (NW-) Modus besteht in der Orientierung der Flüssigkristalle in der Zelle, wenn durch die Anlegung der Spannung eine schwarze Anzeige vorliegt. In diesem Fall sind die Flüssigkristalle fast rechtwinklig orientiert, um eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufzuweisen. Dementsprechend wird vorgeschlagen, dass ein Film, der eine optisch negative uniaxiale Anisotropie aufweist, als optischer Kompensationsfilm für die Erweiterung des Blickwinkels verwendet wird, um die positive uniaxiale Anisotropie zu kompensieren, wenn eine schwarze Anzeige an der Flüssigkristallzelle vorliegt. Des weiteren wird angesichts der Tatsache, dass, selbst wenn eine schwarze Anzeige vorliegt, die Orientierung der Flüssigkristalle in einer Zelle zu der Grenzfläche der Zelle in der Nachbarschaft der Grenzfläche eines Orientierungsfilms geneigt oder parallel ist, auch vorgeschlagen, dass ein negativer uniaxialer Film mit einer geneigten optischen Achse als Kompensation verwendet wird, um die Wirkung der Erweiterung des Blickwinkels zu verbessern.
  • Beispielsweise schlagen die JP 4-349424A und JP 6-250166A einen optischen Kompensationsfilm, bei dem ein cholesterischer Film mit einer geneigten Spiralachse verwendet wird, sowie eine LCD vor, bei der dieser verwendet wird, vor. Es ist jedoch schwierig, den cholesterischen Film mit einer geneigten Spiralachse herzustellen, und tatsächlich enthalten diese Patentanmeldungen keine Beschreibung eines Verfahrens zur Bereitstellung einer solchen Spiralachse. Des weiteren schlagen die JP 5-249547A und JP 6-33197A eine LCD vor, bei der ein Kompensator für die negative uniaxiale Anisotropie mit einer geneigten optischen Achse verwendet wird, und als spezifische Ausführungsform wird ein mehrschichtiger Dünnfilmkompensator verwendet. Des weiteren schlagen die JP 7-146409A und JP 8-5837A einen optischen Kompensationsfilm mit diskotischen Flüssigkristallen, die orientiert sind, um als Kompensationsfilm für die negative uniaxialer Anisotropie mit einer geneigten optischen Achse geneigt zu werden, sowie eine LCD vor, bei der dieser verwendet wird, vor. Die diskotischen Flüssigkristalle besitzen jedoch eine komplexe chemische Struktur und erfordern für die Synthese beschwerlich durchzuführende Verfahren. Des weiteren sind sie niedrigmolekulare Flüssigkristalle; deshalb erfordert ihre Weiterverarbeitung zu Filmen komplexe Verfahren wie ein Photovernetzen und ist bei industriellen Verfahren mit Schwierigkeiten verbunden, was daher zu hohen Kosten führt.
  • Als weitere Form des Kompensationsfilms wird ein Orientierungsfilm vorgeschlagen, bei dem ein kristallines Polymer mit einer positiven uniaxialen Anisotropie verwendet wird. Die JP 7-140326A schlägt beispielsweise einen LCD-Kompensationsfilm vor, der aus einem flüssigkristallinen Polymerfilm mit einer verdrillten Neigungsorientierung besteht, und dieser Film wird zur Erweiterung des Blickwinkels der LCD verwendet.
  • Des weiteren stellt EP 0 881 522 eine verdrillte nematische Flüssigkristalleinrich tung mit einem breiten Blickwinkel zur Verfügung, die mindestens einen spezifischen Kompensationsfilm enthält, der im Wesentlichen aus einem Flüssigkristallpolymer mit einer optisch positiven uniaxialen Anisotropie gebildet ist, wobei das Flüssigkristallpolymer eine hybride Orientierung aufweist, die in dem Flüssigkristallzustand fixiert wurde.
  • Des weiteren offenbart das Patent [nicht lesbar] eine verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige mit einem verbesserten Blickwinkel, die einen Kompensationsfilm umfasst, der aus einem Flüssigkristallpolymer mit einer optisch negativen uniaxialen Anisotropie hergestellt ist, bei dem eine nematische hybride Orientierung in dem Flüssigkristallzustand fixiert wurde.
  • Jedoch ist die gleichzeitige Einführung der verdrillten Orientierung und der geneigten Orientierung industriell nicht einfach. Als analoge Techniken schlagen JP 7-198942A und JP 7-181324A auch eine Blickwinkelkompensationsplatte vor, die aus einem Film besteht, bei dem nematische Flüssigkristallpolymere derart orientiert sind, dass ihre optischen Achsen die Plattenfläche schneiden. Jedoch wird auch in diesem Fall der optische Film, bei dem die optische Achse einfach geneigt ist, verwendet, so dass es nicht sein kann, dass die Wirkung des Erweitern des Blickwinkels ausreichend ist.
  • Aufgaben der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, das vorstehend angegebene Problem zu lösen und insbesondere verdrillte nematische Flüssigkristallanzeigen mit einem höheren Kontrast und breiteren Blickwinkeln zur Verfügung zu stellen als sie jemals mittels einer Kombination einer spezifischen verdrillten nematischen Flüssigkristallzelle mit einem nematischen hybriden Orientierungskompensationsfilm erreicht wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Das heißt, die vorliegende Erfindung betrifft unter einem ersten Aspekt eine verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige, die mindestens einen Kompensationsfilm umfasst, der im Wesentlichen aus einem Flüssigkristallpolymer gebildet ist, das eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist, wobei die durch das Flüssigkristallpolymer in einem Flüssigkristallzustand gebildete, nematische hybride Orientierung fixiert wurde; eine verdrillte nematische Flüssigkristallzelle, die aus einem transparenten Substratpaar gebildet ist, das mit Elektroden und sandwichartig zwischen den Substraten angeordneten, nematischen Flüssigkristallen ausgestattet ist, wobei zwei polarisierende Platten oberhalb und unterhalb der Flüssigkristallzelle angeordnet sind; und ein Antriebssystem zum Anlegen einer Antriebsspannung an die verdrillte nematische Flüssigkristallzelle, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkristallpolymer eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist und das Antriebssystem dazu bestimmt ist, im Betrieb eine Antriebsspannung an die verdrillte nematische Flüssigkristallzelle bei einer weißen Anzeige anzulegen, so dass der Neigungswinkel des die Flüssigkristallzelle bildenden, nematischen Flüssigkristallmoleküls im Bereich von 10 bis 30° liegt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt unter einem zweiten Aspekt eine verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige zur Verfügung, die mindestens einen Kompensationsfilm, der im Wesentlichen aus einem Flüssigkristallpolymer gebildet ist, das eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist, wobei die durch das Flüssigkristallpolymer in einem Flüssigkristallzustand gebildete, nematische hybride Orientierung fixiert wurde, eine verdrillte nematische Flüssigkristallzelle, die aus einem transparenten Substratpaar gebildet ist, das mit Elektroden und sandwichartig zwischen den Substraten angeordneten nematischen Flüssigkristallen ausgestattet ist, zwei polarisierende Platten die oberhalb und unterhalb der Flüssigkristallzelle angeordnet sind, und ein Antriebssystem aufweist, wobei das Produkt (Δnd) der Brechungsanisotropie (Δn) der nematischen Flüssigkristalle, die die Flüssigkristallzelle bilden, multipliziert mit der Dicke (d) der Flüssigkristallschicht in der Flüssigkristallzelle im Bereich von 200 nm bis 500 nm liegt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Antreiben einer verdrillten nematischen Flüssigkristallanzeige, die umfasst: mindestens einen Kompensationsfilm, der im Wesentlichen aus einem Flüssigkristallpolymer gebildet ist, wobei die nematische hybride Orientierung, die durch das Flüssigkristallpolymer in einem Flüssigkristallzustand gebildet ist, fixiert wurde; eine verdrillte nematische Flüssigkristallzelle, die aus einem transparenten Substratpaar gebildet ist, das mit Elektroden und zwischen den Substraten sandwichartig angeordneten, nematischen Flüssigkristallen ausgestattet ist, zwei polarisierende Platten, die oberhalb und unterhalb der Flüssigkristallzelle angeordnet sind; und ein Antriebssystem zum Anlegen einer Antriebsspannung an die verdrillte nematische Flüssigkristallzelle; wobei das Verfahren umfasst: das Anlegen einer Antriebsspannung an die verdrillte nematische Flüssigkristallzelle, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Anzeige in der Zelle weiß ist, die Antriebsspannung derart eingestellt wird, dass der Neigungswinkel des nematischen Flüssigkristallmoleküls, das die Flüssigkristallzelle bildet, im Bereich von 10 bis 30° liegt und dass das Flüssigkristallpolymer eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine verallgemeinerte Zeichnung der Neigungsrichtung in der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine verallgemeinerte Zeichnung der Richtung vor der Neigung in der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine Zeichnung, die die Anordnung des optischen Messsystems zeigt, das zum Messen des Neigungswinkels des Kompensationsfilms verwendet wird.
  • 4 zeigt die Beziehung der axialen Richtung, wobei die Probe und die polari sierende Platte in dem optischen Messsystem zum Messen des Neigungswinkels des Kompensationsfilms verwendet werden.
  • 5 zeigt die Beziehung zwischen dem scheinbaren Verzögerungswert und dem Neigungswinkel der Probe bei dem Bezugsbeispiel 1.
  • 6 zeigt die Beziehung zwischen der Dicke des Films und dem scheinbaren Verzögerungswert an der Vorderseite des Kompensationsfilms nach dem Eintauchen bei dem Bezugsbeispiel 1.
  • 7 ist eine verallgemeinerte Zeichnung der Orientierungsstruktur des Kompensationsfilms.
  • 8 zeigt die axiale Anordnung jedes optischen Elements in den Beispielen 1 und 2.
  • 9 zeigt die Isokontrastkurve in Beispiel 1.
  • 10 zeigt die Isokontrastkurve in Beispiel 2.
  • 11 zeigt die Isokontrastkurve im Vergleichsbeispiel 1.
  • 12 ist eine verallgemeinerte Zeichnung der verdrillten nematischen Flüssigkristallzelle bei Anzeige in weiß, worin 1, 1' Elektroden sind; 2, 2' transparente Substrate sind; 3, 3' Kompensationsfilme sind; 4, 4' polarisierende Platten sind; 5 ein nematisches Flüssigkristallmolekül ist; 6 eine verdrillte nematische Antriebsflüssigkristallzelle ist; und 7 ein zentraler Teil der Flüssigkristallzelle in der Dickenrichtung ist.
  • 13 ist eine Zeichnung, die die Anordnung des optischen Messsystems zeigt, das für das Messen des Neigungswinkels des Flüssigkristallmoleküls verwendet wird, das in dem Zentrum in der Dickenrichtung der verdrillten nematischen Flüssigkristallzelle im Bezugsbeispiel 2 vorliegt.
  • 14 zeigt die Beziehung der axialen Richtung, wobei die Probe und die polarisierende Platte in dem optischen Messsystem zum Messen des Neigungswinkels des Flüssigkristallmoleküls verwendet werden, das in dem Zentrum der Dickenrichtung der verdrillten nematischen Flüssigkristallzelle im Bezugsbeispiel 2 vorhanden ist.
  • 15 zeigt die Beziehung zwischen dem Transmissionsgrad, der durch Neigen entlang der langen Achse des Flüssigkristallmoleküls gemessen wird, das in dem Zentrum der Dickenrichtung der verdrillten nematischen Flüssigkristallzelle unter Anlegen der Spannung vorhanden ist, der Neigung der Probe und dem mittels Berechnen bestimmten Transmissionsgrad.
  • 16 zeigt die axiale Anordnung jedes optischen Elements in den Beispielen 3 und 4.
  • 17 zeigt linke, rechte, obere und untere (obere Richtung: positiv im Blickwinkel) Toncharakteristiken in Beispiel 3.
  • 18 zeigt linke, rechte, obere und untere (obere Richtung: positiv im Blickwinkel) Toncharakteristiken in Beispiel 4.
  • 19 zeigt linke, rechte, obere und untere (obere Richtung: positiv im Blickwinkel) Toncharakteristiken im Vergleichsbeispiel 2.
  • 20 zeigt linke, rechte, obere und untere (obere Richtung: positiv im Blickwinkel) Toncharakteristiken im Vergleichsbeispiel 3.
  • 21 zeigt linke, rechte, obere und untere (obere Richtung: positiv im Blickwin kel) Toncharakteristiken im Vergleichsbeispiel 4.
  • 22 zeigte linke, rechte, obere und untere (obere Richtung im Blickwinkel) Toncharakteristiken im Vergleichsbeispiel 5.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung detaillierter beschrieben.
  • Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete verdrillte nematische Flüssigkristallzelle (nachstehend als TN-Flüssigkristallzelle abgekürzt) wird als Antriebssystem in das einfache Matrixsystem und das aktive Matrixsystem unterteilt, bei dem Elektroden wie TFT-(Dünnfilmtransistor-) Elektroden, MIM-(Metall-Isolator-Metall und TFD; Dünnfilmdioden-) Elektroden als aktive Elemente verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann eine beträchtliche Wirkung auf jedes Antriebssystem der TN-Flüssigkristallzelle zeigen.
  • Für die TN-Flüssigkristallzelle, die bei der vorliegenden Erfindung unter dem ersten Aspekt verwendet wird, liegt der Wert von Δnd, ausgedrückt als Produkt der Brechungsanisotropie (Δn) der Flüssigkristallzelle, multipliziert mit der Dicke (d) der Flüssigkristallschicht in der Flüssigkristallzelle, im Bereich von üblicherweise 200 nm bis 500 nm, vorzugsweise 250 nm bis 470 nm, stärker bevorzugt 300 nm bis 450 nm, am stärksten bevorzugt 300 nm bis 400 nm. In dem Fall von mehr als 500 nm besteht die Möglichkeit, dass die Wirkung der TN-Flüssigkristallzelle auf die Verbesserung der Blickwinkel bei Kombination mit dem Kompensationsfilm, der nachstehend beschrieben wird, nicht ausreichend sein kann und die Ansprechrate verringert sein kann. Andererseits hat im Fall von weniger als 200 nm die TN-Flüssigkristallzelle bei Kombination mit dem Kompensationsfilm die Wirkung der Verbesserung der Blickwinkel, es besteht jedoch die Möglichkeit, dass eine Verringerung der Helligkeit und des Kontrasts an der Vorderseite auftreten kann.
  • Die Antriebsspannung der bei der vorliegenden Erfindung unter dem zweiten Aspekt verwendeten TN-Flüssigkristallzelle ist dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel des nematischen Flüssigkristallmoleküls in der Flüssigkristallzelle bei Anzeige in weiß auf einen vorbestimmten Wert eingestellt ist. Der Neigungswinkel des nematischen Flüssigkristallmoleküls bei der vorliegenden Erfindung ist der Neigungswinkel des nematischen Flüssigkristallmoleküls, der in dem Zentrum (Teil (7) umgeben von der ausgezogenen Linie in 12) in der Dickenrichtung der Flüssigkristallzelle vorhanden ist.
  • Im Allgemeinen ist bei der TN-Flüssigkristallzelle in dem normalerweise weißen Modus der Neigungswinkel des nematischen Flüssigkristallmoleküls, das in dem Zentrum in der Dickenrichtung der Zelle vorhanden ist, wenn keine Spannung angelegt wird, fast der gleiche wie der Winkel vor der Neigung an der Grenzfläche des Zellsubstrats oder ist kleiner als der Winkel vor der Neigung aufgrund der Wirkung eines chiralen Mittels, das für die Stabilisierung der Verdrillstruktur zugegeben wird. Des weiteren wird die Antriebsspannung für die Anzeige in weiß immer auf eine Spannung eingestellt, die keine Änderung der Orientierungsstruktur des nematischen Flüssigkristalls bewirkt, wenn keine Spannung oder Elektrizität angelegt wird.
  • Anders als die Antriebsspannung, die wie vorstehend beschrieben eingestellt wird, wird die Antriebsspannung der TN-Flüssigkristallzelle, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bei einer Anzeige in weiß derart eingestellt, dass der Neigungswinkel des nematischen Flüssigkristallmoleküls, das in dem Zentrum in der Dickenrichtung der Flüssigkristallzelle vorhanden ist, im Bereich von üblicherweise 10 bis 30°, vorzugsweise 15 bis 25° als dem absoluten Wert liegt. Wenn die TN-Flüssigkristallzelle, bei der die Antriebsspannung derart eingestellt ist, dass der Neigungswinkel 30° übersteigt, in Kombination mit dem nachstehend beschriebenen Kompensationsfilm verwendet wird, gibt es die Wirkung des Verbesserns der Blickwinkel, es besteht jedoch die Möglichkeit, dass eine Verringerung der Helligkeit und des Kontrasts an der Vorderseite auftreten kann. Wenn die TN-Flüssigkristallzelle, bei der die Antriebsspannung derart eingestellt ist, dass der Neigungswinkel weniger als 10° beträgt, verwendet wird, besteht die Möglichkeit, dass die Wirkung des Verbesserns der Blickwinkel selbst bei einer Kombination mit dem Kompensationsfilm nicht ausreichend ist.
  • Die Antriebsspannung zum Einstellen des vorstehend angegebenen Neigungswinkel im Bereich von 10 bis 30° variiert in Abhängigkeit von der elastischen Konstante des nematischen Flüssigkristalls, der die TN-Flüssigkristallzelle bildet, und von dem Zellspalt, dem Verdrillwinkel, dem Winkel vor der Neigung usw. der Zelle und liegt üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 2,3 V, vorzugsweise 0,3 bis 2,1 V als dem absoluten Wert. Wenn die eingestellte Antriebsspannung außerhalb des vorstehend angegebenen Bereichs liegt, besteht die Möglichkeit, dass der gewünschte Neigungswinkel nicht erhalten werden kann. Wenn sie mit dem nachstehend beschriebenen Kompensationsfilm kombiniert wird, besteht die Möglichkeit, dass die Wirkung des Verbesserns des Blickwinkels nicht ausreichend ist.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren des Anlegens der Antriebsspannung nicht besonders beschränkt. Üblicherweise umfasst das Verfahren des Anlegens der Spannung ein Verfahren des direkten Anlegens der Spannung von einer äußeren Antriebsschaltung an eine Elektrode innerhalb des Zellsubstrats und ein Verfahren des Anlegens der Spannung durch Schalten eines nichtlinearen Elements mit zwei Anschlüssen oder eines aktiven Elements mit 3 Anschlüssen, die in der Elektrode angeordnet sind. Das nichtlineare Element mit zwei Anschlüssen umfasst die Verwendung eines nichtlinearen Typs mit einem Volumen unter Verwendung eines ferroelektrischen Körpers, einer Diode, die einen nichtlinearen Typ des elektrischen Widerstands aufweist, eines MIM (Metallisolatormetall), eines Barristors usw. Das aktive Element mit drei Anschlüssen umfasst einen TFT (Dünnfilmtransistor), der auf dem Zellsubstrat ausgebildet ist, eine MOS-(Metalloxidhalbleiter-) Anordnung, ein SOS (Silicium auf Saphir) usw. Bei einem anderen Verfahren ist die TN-Flüssigkristallzelle außen mit einer Entladungszelle vorgesehen und eine durch die Entladung erzeugte Spannung wird an die Flüssigkris tallzelle angelegt. Bei der vorliegenden Erfindung kann jedes der vorstehend angegebenen Verfahren verwendet werden.
  • Bei der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten TN-Flüssigkristallzelle liegt das Produkt (Δnd) der Brechnungsanisotropie (Δn) der nematischen Flüssigkristalle in der Flüssigkristallzelle, multipliziert mit der Dicke (d) der Flüssigkristallschicht in der Flüssigkristallzelle vorzugsweise im Bereich von 200 nm bis 500 nm. Im Fall von mehr als 500 nm besteht die Möglichkeit, dass die Wirkung der TN-Flüssigkristallzelle auf die Verbesserung der Blickwinkel bei Kombination mit dem nachstehend beschriebenen Kompensationsfilm unzureichend werden kann und die Ansprechrate verringert sein kann. Andererseits hat die TN-Flüssigkristallzelle im Fall von weniger als 300 nm bei Kombination mit dem Kompensationsfilm die Wirkung des Verbesserns der Blickwinkel, es besteht jedoch die Möglichkeit, dass eine Verringerung der Helligkeit und des Kontrasts an der Vorderseite auftreten kann.
  • Unter dem ersten und dem zweiten Aspekt ist es bei der TN-Flüssigkristallzelle bevorzugt, dass den Flüssigkristallmolekülen zuvor Winkel vor der Neigung verliehen werden, um Orientierungsdefekte der nematischen Flüssigkristallmoleküle zu verringern. Die Winkel vor der Neigung betragen üblicherweise 5° oder weniger.
  • Des weiteren sind die langen Achsen der nematischen Flüssigkristalle in der TN-Flüssigkristallzelle üblicherweise um etwa 90° zwischen dem unteren und dem oberen Substrat verdrillt. Wenn keine Spannung an die Flüssigkristallzelle angelegt ist, tritt einfallendes geradliniges polarisiertes Licht nach dem Verdrillen um 90° aufgrund seiner optischen Rotation aus. Beim Anlegen der Spannung an die Flüssigkristallzelle sind die langen Achsen der Flüssigkristallmoleküle in einer Richtung des elektrischen Felds orientiert, wodurch sie die optische Rotation verlieren. Dementsprechend liegt der Verdrillwinkel der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten TN-Flüssigkristallzelle im Bereich von üblicherweise 70 bis 110°, vorzugsweise 85 bis 95°, um diese ausreichende Wirkung der Polarisierung sicherzustellen. Die Richtung des Verdrillens der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallzelle kann entweder eine Richtung nach links oder rechts sein.
  • Nun wird der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Kompensationsfilm beschrieben. Dieser Film besteht aus einem Flüssigkristallpolymer, das eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist, spezifisch ❷ ein Flüssigkristallpolymer, das eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist, oder ➁ eine Flüssigkristallpolymerzusammensetzung, die mindestens ein Flüssigkristallpolymer enthält, das eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist, und der Film wird durch Fixieren der nematischen hybriden Orientierung gebildet, die durch das Flüssigkristallpolymer oder die Flüssigkristallpolymerzusammensetzung in einem Flüssigkristallzustand gebildet ist.
  • Der Kompensationsfilm ist ein Film mit einer darin fixierten, nematischen hybriden Orientierung, so dass die Direktoren der Flüssigkristallpolymere verschiedene Winkel an jeder Stelle in der Dickenrichtung des Films besitzen. Dementsprechend hat der Kompensationsfilm bei Betrachtung als Struktur des Films keine optische Achse.
  • Die obere und die untere Fläche des Kompensationsfilms mit einer solchen darin fixierten hybriden Orientierung sind nicht optisch äquivalent. Dementsprechend ist, wenn der Kompensationsfilm in der vorstehend beschriebenen TN-Flüssigkristallzelle angeordnet ist, die Wirkung der Erweiterns der Blickwinkel um einige Grad in Abhängigkeit davon unterschiedlich, welche Fläche an der Seite der Flüssigkristallzelle angeordnet ist. Bei der vorliegenden Erfindung kann eine ausreichende Wirkung des Erweiterns der Blickwinkel ungeachtet der Tatsache erreicht werden, welche Fläche angeordnet ist, es ist jedoch besonders erwünscht, dass von der oberen und unteren Fläche des Kompensationsfilms eine Fläche mit einem kleineren Winkel zwischen dem Direktor des Flüssigkristallpolymers und der Ebene des Films am nächsten zu der Flüssigkristallzelle angeord net ist.
  • Nun werden verschiedene Parameter des bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Kompensationsfilms beschrieben.
  • Als erstes liegt die Dicke des Kompensationsfilms im Bereich von üblicherweise 0,1 bis 20 μm, vorzugsweise 0,2 bis 10 μm, stärker bevorzugt 0,3 bis 5 μm. Wenn die Dicke des Films weniger als 0,1 μm beträgt, kann keine ausreichende Wirkung für die Kompensation erhalten werden. Wenn die Dicke des Films 20 μm übersteigt, kann die Anzeige mit unnötiger Farbe angezeigt werden.
  • Nun wird ein scheinbarer Verzögerungswert in der Fläche bei Betrachtung aus der Richtung einer normalen Linie des Kompensationsfilms beschrieben. Bei dem Film mit einer nematischen hybriden Orientierung unterscheidet sich der Brechungsindex (nachstehend als "ne" bezeichnet) in einer Richtung parallel zum Direktor von dem Brechungsindex (nachstehend als "no" bezeichnet) in einer Richtung rechtwinklig zum Direktor. Unter der Annahme, dass der Wert, der durch Subtrahieren von "no" von "ne" erhalten wird, ein scheinbarer Doppelbrechungsindex ist, wird der scheinbare Verzögerungswert durch das Produkt des scheinbaren Doppelbrechungsindex und der absoluten Dicke des Films angegeben. Dieser scheinbare Verzögerungswert kann leicht mittels optischer Polarisierungsmessung wie Ellipsometrie usw. erhalten werden. Der scheinbare Verzögerungswert des Kompensationsfilms liegt im Bereich von üblicherweise 5 bis 500 nm, vorzugsweise 10 bis 300 nm, stärker bevorzugt 15 bis 150 nm für monochromatisches Licht bei 550 nm. Wenn der scheinbare Wert weniger als 5 nm beträgt, besteht die Möglichkeit, dass keine ausreichende Wirkung des Erweiterns der Blickwinkel erreicht werden kann. Andererseits besteht in dem Fall von mehr als 500 nm die Möglichkeit, dass bei diagonaler Betrachtung eine unnötige Verfärbung in der Anzeige auftreten kann.
  • Nun werden die Winkel der Direktoren in der oberen und der unteren Grenzfläche des Kompensationsfilms beschrieben. Der Winkel des Direktors in der Nachbarschaft der oberen oder unteren Grenzfläche des Films liegt im Bereich von üblicherweise 60 bis 90°, vorzugsweise 80 bis 90° als dem absoluten Wert und der Winkel des Direktors an der gegenüberliegenden Seite liegt im Bereich von üblicherweise 0 bis 50°, vorzugsweise 0 bis 30° als dem absoluten Wert.
  • Nun wird der durchschnittliche Neigungswinkel des Kompensationsfilms beschrieben.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist der durchschnittliche Neigungswinkel definiert als der mittlere Winkel zwischen dem Direktor des Flüssigkristallpolymers in der Richtung der Filmdicke und der Ebene des Substrats. Der durchschnittliche Neigungswinkel kann durch die Verwendung des Kristalldrehungsverfahrens bestimmt werden. Der durchschnittliche Neigungswinkel des bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Kompensationsfilms liegt im Bereich von üblicherweise 10 bis 60°, vorzugsweise 20 bis 50°. Wenn der durchschnittliche Neigungswinkel außerhalb des vorstehend angegebenen Bereichs liegt, besteht die Möglichkeit, dass keine ausreichende Wirkung des Erweiterns der Blickwinkel erhalten werden kann.
  • Der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Kompensationsfilm unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, sofern das vorstehend angegebene Flüssigkristallpolymer im Wesentlichen darin gebildet ist, er die nematische hybride Orientierung des Flüssigkristallpolymers aufweist und die vorstehend angegebenen Parameter besitzt.
  • Der bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeige verwendete Kompensationsfilm wird detaillierter beschrieben. Das Flüssigkristallpolymer, das den Kompensationsfilm bildet, ist spezifisch ein Flüssigkristallpolymer mit homöotroper Orientierung, spezifischer ein Flüssigkristallpolymer mit homöotroper Orientierung oder eine Flüssigkristallpolymerzusammensetzung, die mindestens eine An des Polymers enthält.
  • Wie hier verwendet, bezieht sich die homöotrope Orientierung auf einen Zustand, bei dem der Direktor des Flüssigkristalls etwa rechtwinklig zur Ebene des Substrats orientiert ist. Dieses Flüssigkristallpolymer mit homöotroper Orientierung ist eine wesentliche Komponente zur Verwirklichung der nematischen hybriden Orientierung, die durch den bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Kompensationsfilm gebildet ist.
  • Ob das Flüssigkristallpolymer eine homöotrope Orientierung hat oder nicht wird durch Bilden eines Films des Flüssigkristallpolymers auf einem Substrat und Untersuchen seiner Orientierung beurteilt. Das Substrat, das für diese Beurteilung verwendet werden kann, ist nicht besonders beschränkt, und Beispiele sind Glassubstrate, insbesondere optische Gläser wie Natronglas, Kaliumglas, Borsilicatglas, Kronglas, Flintglas usw., Kunststofffilme oder -folien, die bei der Flüssigkristalltemperatur des Flüssigkristallpolymers wärmestabil sind, insbesondere Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polyphenylenoxid, Polyimid, Polyamidimid, Polyetherimid, Polyamid, Polyetherketon, Polyetheretherketon, Polyketonsulfid, Polyethersulfon usw. Die vorstehend aufgezählten Substrate werden verwendet, nachdem ihre Oberflächen mit Säure, Alkohol, Reinigungsmitteln gereinigt wurden, ohne eine Oberflächenbehandlung wie eine Siliciumbehandlung durchzuführen.
  • Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Flüssigkristallpolymer mit homöotroper Orientierung wird definiert als das, das eine homöotrope Orientierung in einem Film auf einem der vorstehend beispielhaft angegebenen Substrate bei einer Temperatur bildet, bei der das Flüssigkristallpolymer in der Form von Flüssigkristall vorliegt. In Abhängigkeit von dem Typ und der Zusammensetzung des Flüssigkristallpolymers wird jedoch ein bestimmtes Polymer in einer homöotropen Weise insbesondere in der Nähe eines Übergangspunkts zwischen der Flüssigkristallphase und der isotropen Phase orientiert. Dementsprechend werden vorzugs weise Temperaturen verwendet, die um 15°C, vorzugsweise um 20°C, niedriger sind als der Übergangspunkt zwischen der Flüssigkristallphase und der isotropen Phase.
  • Beispiele des Flüssigkristallpolymers mit homöotroper Orientierung sind:
    • ➀ ein Flüssigkristallpolymer mit einer aromatischen Gruppe mit einer voluminösen Substituentengruppe, einer aromatischen Gruppe mit einer langkettigen Alkylgruppe, einer aromatischen Gruppe mit einem Fluoratom usw. in einer Struktureinheit, die eine Hauptkette des Flüssigkristallpolymers bildet; und
    • ➁ ein Flüssigkristallpolymer mit einer monofunktionellen Struktureinheit, die von einem Monoalkohol, einer Monocarbonsäure usw. mit einer langkettigen C3-C20-Alkylgruppe oder einer langkettigen C2-C20-Fluoralkylgruppe an einem oder beiden Enden der Flüssigkristallpolymerkette abgeleitet ist.
  • Die monofunktionelle Struktureinheit, die bei dem Flüssigkristallpolymer in dem vorstehend angegebenen Punkt ➁ verwendet wird, bezieht sich auf eine Struktur, bei der ein Monomer mit einer funktionellen Gruppe, die einer funktionellen Gruppe entspricht, die von einem difunktionellen Monomer beherrscht ist, für die Bildung eines Polykondensats verwendet wird, wenn das Flüssigkristallpolymer in das Molekül des Polymers wie einem Flüssigkristallpolyester usw. integriert worden ist, und zwar dadurch, dass gestattet wird, dass es zum Zeitpunkt der Herstellung des Polymers (während der Polymerisationsreaktion oder nach der Polymerisationsreaktion) vorhanden ist, und üblicherweise wird das Monomer in einem oder beiden Enden des Moleküls des Polymers integriert. Dementsprechend beträgt die Anzahl der monofunktionellen Struktureinheit(en) in dem Polymermolekül üblicherweise 1 bis 2 pro Molekül.
  • Typische Beispiele der monofunktionellen Struktureinheit sind in den folgenden Formeln ausgedrückt:
    Figure 00180001
    Figure 00190001
  • In den vorstehend beschriebenen allgemeinen Formeln können R1 und R2 gleich oder verschieden sein; R1 und R2 stellen jeweils eine langkettige C(3-20)-Alkyl- oder eine langkettige C(2-20)-Fluoralkylgruppe dar; bevorzugte Beispiele umfassen CH3CH2CH2-, CH3CH(CH3)CH2-, C(CH3)3-, (CH3)2CH-, CH3(CH2)3-, C5H11-, C9H19-, C6H13-, C8H17, C7H15-, C10H21-, C12H25-, C14H29-, C18H37, C16H33-, C20H41-, CF3CH2-, CF3CF2-, (CF3)2CF-, (CF3)2CF(CF2)2-, C6F13-, C8F17-, CF3(CF2)3CH2CH2-, (CF3)2CF(CF2)8-, CHF2CF2CH2-, CF3CH2CH2-, (CF3)2CF(CF2)8CH2CH2-, CF3(CF2)7CH2CH2-, H(CF2)4CH2-, CF3(CF2)9CH2CH2-, CF3(CF2)3(CH2)6-, CF3CF2(CH2)6-, CHF2CF2CH2-, CF3(CF2)5CH2CH2-, H(CF2)6CH2-, H(CF2)4CH2-, H(CF2)8CH2-, und dergleichen; X stellt Halogen wie Fluor und Chlor oder dergleichen dar; i ist 0 oder 1; j ist 0 oder 1; k ist 0 oder 1; a ist 0 oder 1, b ist 0 oder 1, vorausgesetzt, dass a + b ≠ 0.
  • Bevorzugte Beispiele von R1 und R2 umfassen die folgenden Gruppen.
  • Bevorzugte Beispiele der monofunktionellen Struktureinheit, die aus dem einwertigen Alkohol, einer Monocarbonsäure und einem funktionellen Derivat dieser Verbindungen hergestellt ist, umfassen die folgenden Einheiten
    Figure 00200001
    Figure 00210001
    Figure 00220001
  • Eine oder zwei Einheiten, ausgewählt aus den vorstehend beschriebenen monofunktionellen Struktureinheiten, bilden ein Ende oder beide Enden einer Polymerkette. In dem Fall, bei dem die Polymerkette die Struktureinheiten an beiden Enden der Kette aufweist, müssen die Struktureinheiten nicht gleich sein.
  • Typische Beispiele des Flüssigkristallpolymers sind Flüssigkristallpolymere vom Hauptkettentyp wie Polyester, Polyimide, Polyamide, Polycarbonate und Polyesterimide, die die vorstehend angegebenen Bedingungen ➀ und/oder ❸ erfüllen. Unter ihnen sind Flüssigkristallpolyester bevorzugt, was beispielsweise die Einfachheit der Synthese, die Leichtigkeit der Herstellung von Filmen und die Stabilität der physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Filme betrifft. Im allgemeinen umfasst die Hauptkette des Flüssigkristallpolyesters bifunktionelle Struktureinhei ten wie Dicarbonsäureeinheiten, Dioleinheiten und Oxycarbonsäureeinheiten und auch andere polyfunktionelle Struktureinheiten als die bifunktionellen Struktureinheiten.
  • Die Flüssigkristallpolyester, die vorzugsweise für die Herstellung des Kompensationsfilms bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind diejenigen mit einer ortho-substituierten aromatischen Einheit in der Hauptkette.
  • Beispiele dieser Struktureinheiten umfassen eine Catechineinheit, eine Salicylsäureeinheit, eine Phthalsäureeinheit, eine 2,3-Naphthalindioleinheit, eine 2,3-Naphthalindicarbonsäureeinheit und alle der vorstehend angegebenen Einheiten mit einem Substituenten am Benzolring.
    Figure 00230001
    worin Y ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Halogen wie Cl und Br, Methyl-, Ethyl-, Methoxy-, Ethoxy- und Phenylgruppen; und k 0 bis 2 ist.
  • Beispiele der Struktur des Flüssigkristallpolyesters, der eine homöotrope Orientierung aufweist und die vorstehend angegebenen Bedingungen ➀ und ➁ erfüllt, sind nachstehend angegeben.
  • Diejenigen, die die Bedingung ➀ erfüllen: Strukturformel 1
    Figure 00240001
    worin l = m + n, k/l = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, n/m = 100/0 ~ 20/80, vorzugsweise 98/2 ~ 30/70, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 2
    Figure 00240002
    worin l = m + n, k/l = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, m/n = 100/0 ~ 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 3
    Figure 00250001
    worin l = m + n, k/l = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, n/m = 100/0 ~ 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 4
    Figure 00250002
    worin m = n, (k + 1)/m = 20/10 ~ 2/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 5
    Figure 00260001
    worin k = m + n, l/m = 100/0 ~ 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98 und k, l und m jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 6
    Figure 00260002
    worin l = m + n, k/l = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, m/n = 100/0 ~ 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 7
    Figure 00270001
    worin l = m + n, k/l = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, m/n = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 8
    Figure 00270002
    worin k = l + m, l/m = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 9
    Figure 00280001
    worin k + l = m + n, k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, n/m = 100/0 ~ 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 10
    Figure 00280002
    worin m = n, (k + l)/m = 20/10 ~ 2/10, vorzugsweise 5/10 ~ 5/10, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 11
    Figure 00290001
    worin l = m + n, k/l = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, n/m = 100/0 ~ 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 12
    Figure 00290002
    worin n = m + l, k/n = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, m/l = 100/0 ~ 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 13
    Figure 00300001
    worin l = m, k/l = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, and k, l und m jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 14
    Figure 00300002
    worin k + l = m + n, k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen und j eine ganze Zahl von 2-12 ist. Strukturformel 15
    Figure 00310001
    worin k + l = m + n, k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen und j eine ganze Zahl von 2 ~ 12 ist. Strukturformel 16
    Figure 00310002
    worin k + 1l = m + n, k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, m/n = 100/0 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 17
    Figure 00320001
    worin k + l = m + n, k/l = 100/0 ~ 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98, m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 18
    Figure 00320002
    worin k + l = m + n, k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, m/n = 100/0 ~ 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 19
    Figure 00330001
    worin l = m + n, k/l = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, m/n = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 20
    Figure 00330002
    worin l = m + n, k/l = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, m/n = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen und j eine ganze Zahl von 2 ~ 12 ist. Strukturformel 21
    Figure 00340001
    worin k + l = m + n, k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, m/n = 100/0 ~ 1/99, vorzugsweise 90/10 ~ 2/98, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Diejenigen, die die Bedingungen ➁ erfüllen: Strukturformel 22
    Figure 00340002
    worin m + n = k/2 + l k/l = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 23
    Figure 00350001
    worin l = k/2 + m + n k/(m + n) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 24
    Figure 00350002
    worin o = k/2 + m + n k/(m + n) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/o = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 25
    Figure 00360001
    worin o = k/2 + m + n k/(m + n) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/o = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 26
    Figure 00360002
    worin o = k/2 + m + n k/(m + n) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/o = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 27
    Figure 00370001
    worin n + o = k/2 + m k/m = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 n/o = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/(n + o) = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 28
    Figure 00380001
    worin m + n = k/2 + l k/l = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 29
    Figure 00380002
    worin m = k/2 + n k/n = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 l/m = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 30
    Figure 00390001
    worin l = k/2 + m + n k/(m + n) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 31
    Figure 00390002
    worin l + m = k/2 + n k/n = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 l/m = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis dar stellen. Strukturformel 32
    Figure 00400001
    worin n + o = k/2 + m k/m = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 n/o = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/(n + o) = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 33
    Figure 00400002
    worin m + n = k/2 + o k/o = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/(m + n) = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 5/10, und i eine ganze Zahl von 2 ~ 12 ist, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 34
    Figure 00410001
    worin o = k/2 + m + n k/(m + n) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/o = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 35
    Figure 00420001
    where m + n = k/2 + o k/o = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/(m + n) = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 36
    Figure 00420002
    worin l + m = k/2 + n + o k/(n + o) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 l/m = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, n/o = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 37
    Figure 00430001
    worin n + o = k/2 + m k/m = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 n/o = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/m = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 38
    Figure 00430002
    worin l + m = k/2 + o k/o = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 l/m = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 39
    Figure 00440001
    worin n + o = k/2 + l + m k/(l + m) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 l/m = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, n/o = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 40
    Figure 00450001
    worin m = k/2 + n + o k/(n + o) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 n/o = 100/10 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/m = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 41
    Figure 00460001
    worin o = k/2 + m + n k/(m + n) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/m = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 42
    Figure 00460002
    worin n + o = k/2 + l + m k/(l + m) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 l/m = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, n/o = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 43
    Figure 00470001
    worin o = k/2 + m + n k/(m + n) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/o = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 44
    Figure 00480001
    worin i + m = k/2 + n + o k/(n + o) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 l/m = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, n/o = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und i eine ganze Zahl von 2 ~ 12 ist, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 45
    Figure 00480002
    worin o = k/2 + n k/n = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 l/m = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l + m/o = 20/10 ~ 1/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Motverhältnis darstellen. Strukturformel 46
    Figure 00490001
    worin o = k/2 + 1/2 + m + n (k + l)/(m + n) = 80/60 ~ 2/99, vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 90/10 ~ 10/90, m/n = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 47
    Figure 00500001
    worin o + p = k/2 + 1/2 + n (k + l)/n = 80/60 ~ 2/99), vorzugsweise 40/80 ~ 10/95 k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 90/10 ~ 10/90, o/p = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, m/n = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n, o und p jeweils ein Molverhältnis darstellen.
  • Des weiteren ist ein weiteres Flüssigkristallpolymer, das eine homöotrope Orientierung aufweist, ein Flüssigkristallpolymer des Seitenkettentyps, das als Seitenkette(n) eine Einheit mit einer Substituentengruppe wie einer aromatischen Gruppe mit einem voluminösen Substituenten, einer aromatischen Gruppe mit einer langkettigen Alkylgruppe oder einer aromatischen Gruppe mit Fluoratomen aufweist. Beispiele des Flüssigkristallpolymers vom Seitenkettentyp umfassen Polyacrylate, Polymethacrylate, Polysiloxane und Polymalonate mit der bzw. den vorstehend beispielhaft angegebenen Seitenkette(n). Beispiele der Struktur des Flüssigkristallpolymers vom Seitenkettentyp sind nachstehend angegeben. Strukturformel 48
    Figure 00510001
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 49
    Figure 00510002
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 50
    Figure 00510003
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 51
    Figure 00520001
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 52
    Figure 00520002
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 53
    Figure 00530001
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 54
    Figure 00530002
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 55
    Figure 00540001
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 56
    Figure 00540002
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 57
    Figure 00550001
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 58
    Figure 00550002
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 59
    Figure 00560001
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. Strukturformel 60
    Figure 00560002
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75. [AdÜ: Strukturformel 61 gestrichen] Strukturformel 62
    Figure 00570001
    worin n/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Flüssigkristallpolymeren mit homöotroper Orientierung beträgt das Molekulargewicht von ➀ dem Flüssigkristallpolymer mit einer aromatischen Gruppe mit einer voluminösen Substituentengruppe, einer aromatischen Gruppe mit einer langkettigen Alkylgruppe, einer aromatischen Gruppe mit einem Fluoratom usw. in einer Struktureinheit, die die Hauptkette des Flüssigkristallpolymers bildet, üblicherweise 0,05 bis 2,0, vorzugsweise 0,07 bis 1,0 als logarithmische Viskosität wie bei 30°C in beispielsweise einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol/Tetrachlorethan (Gewichtsverhältnis 60/40) bestimmt. Wenn die logarithmische Viskosität weniger als 0,05 beträgt, besteht die Möglichkeit, dass die mechanische Festigkeit des sich ergebenden Kompensationsfilms verringert sein kann. Wenn die logarithmische Viskosität mehr als 2,0 beträgt, besteht die Möglichkeit, dass die homöotrope Orientierung verloren gehen kann. Des weiteren besteht im Fall von mehr als 2,0 die Möglichkeit, dass die Viskosität des Polymers in einem Flüssigkristallzustand dazu neigt, zu hoch zu sein, und selbst wenn das Polymer in einer homöotropen Form orientiert ist, kann die für die Orientierung benötigte Zeit zu lang sein. Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass eine nematische hybride Orientierung nicht zum Zeitpunkt der Herstellung des Kompensationsfilms wie nachstehend detailliert beschrieben erhalten werden kann.
  • Wenn ➁ das Flüssigkristallpolymer mit einer monofunktionellen Struktureinheit, die von einer Verbindung mit einer monofunktionellen Stelle (beispielsweise Monoalkohol, Monocarbonsäure) mit einer langkettigen C3-C20-Alkylgruppe oder einer langkettigen C2-C20-Fluoralkylgruppe an einem oder beiden Enden der Flüssigkristallpolymerkette abgeleitet ist, beträgt das Molekulargewicht üblicherweise 0,04 bis 1,5, vorzugsweise 0,06 bis 1,0, als logarithmische Viskosität wie bei 30°C in einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol/Tetrachlorethan (Gewichtsverhältnis von 60/40) bestimmt. Wenn die logarithmische Viskosität weniger als 0,04 beträgt, kann die mechanische Festigkeit des sich ergebenden Kompensationsfilms herabgesetzt sein. Wenn die logarithmische Viskosität mehr als 1,5 beträgt, besteht die Möglichkeit, dass die homöotrope Orientierung verloren gehen kann. Des weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Viskosität des Polymers in einem Flüssigkristallzustand dazu neigt, zu hoch zu sein, und selbst wenn das Polymer auf eine homöotrope Weise orientiert ist, kann der Zeitraum, der für die Orientierung benötigt wird, zu lang sein. Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass die nematische hybride Orientierung nicht zum Zeitpunkt der Herstellung des Kompensationsfilms wie nachstehend detailliert beschrieben erhalten werden kann.
  • Im Fall des Flüssigkristallpolymers vom Seitenkettentyp liegt das gewichtsmittlere Molekulargewicht im Bereich von üblicherweise 1.000 bis 100.000, vorzugsweise 3.000 bis 50.000, wie unter Verwendung von Polystyrol als Standard bestimmt. Des weiteren ist ein Molekulargewicht von weniger als 1.000 nicht bevorzugt, da die mechanische Festigkeit des Kompensationsfilms herabgesetzt sein kann. Wenn das Molekulargewicht mehr als 100.000 beträgt, besteht die Möglichkeit, dass die homöotrope Orientierung verloren geht. Des weiteren besteht im Fall von mehr als 100.000 die Möglichkeit, dass die Löslichkeit des Flüssigkristallpolymers in einem Lösungsmittel verringert sein kann, so ist beispielsweise die Viskosität der Polymerbeschichtungslösung zu hoch, um einen gleichmäßigen Film zum Zeitpunkt der Herstellung des Kompensationsfilms wie nachstehend detailliert beschrieben herzustellen.
  • Das Verfahren des Synthetisierens des vorstehend angegebenen Flüssigkristallpolymers ist nicht besonders beschränkt. Das Flüssigkristallpolymer kann mittels eines beliebigen im Stand der Technik bekannten Polymerisierungsverfahrens synthetisiert werden. Die Synthese des Flüssigkristallpolyesters kann beispielsweise mittels Schmelzpolymerisation oder mittels eines Säurechloridverfahrens unter Verwendung eines Säurechlorids einer entsprechenden Dicarbonsäure durchgeführt werden.
  • Bei der Synthese des Flüssigkristallpolymers wird die monofunktionelle Struktureinheit einer Polymerisationsreaktion als Monoalkohol, Monocarbonsäure und funktionelle Derivate davon wie vorstehend beschrieben, spezifisch acetylierte oder halogenierte Verbindungen, unterzogen. Der Gehalt der monofunktionellen Struktureinheit in dem Flüssigkristallpolymer, insbesondere in dem Flüssigkristallpolyester liegt im Bereich von 2/201 bis 80/240 als Molfraktion in den Konstitutionskomponenten ausschließlich der Hydroxycarbonsäurestruktureinheit. Der Gehalt liegt stärker bevorzugt im Bereich von 10/205 bis 20/220. Wenn der Gehalt der monofunktionellen Struktureinheit weniger als 2/210 (Molfraktion) beträgt, besteht die Möglichkeit, dass das Flüssigkristallpolyester keine homöotrope Orientierung aufweist. Wenn der Gehalt der monofunktionellen Struktureinheit mehr als 80/240 (Molfraktion) beträgt, besteht die Möglichkeit dass das Molekulargewicht des Flüssigkristallpolyesters keinen vorbestimmten Bereich erreichen kann. Des weiteren ist der sich ergebende Kompensationsfilm aufgrund seiner unzureichenden mechanischen Festigkeit nicht bevorzugt. Der Gehalt der monofunktionellen Struktureinheit basiert auf der Menge der eingespeisten Monomerkomponenten.
  • Als Flüssigkristallpolymer, das eine positive uniaxiale Anisotropie aufweist, kann nicht nur das Flüssigkristallpolymer mit homöotroper Orientierung, sondern auch die Zusammensetzung mit einer geeigneten Kombination der Flüssigkristallpolymere, die eine andere Orientierung aufweisen, oder Nichtflüssigkristallpolymere, die keine Flüssigkristallinität aufweisen, wie vorstehend beschrieben, verwendet werden. Die Verwendung des Polymers in einer Zusammensetzung bewirkt die folgenden Vorteile:
    • ➀ Der durchschnittliche Neigungswinkel der nematischen hybriden Orientierung kann durch Steuern des Vermischungsverhältnisses beliebig gesteuert werden; und
    • ➁ die nematische hybride Orientierung kann stabilisiert werden.
  • Wenn das als Zusammensetzung gemischte Flüssigkristallpolymer jedoch keine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist und das Flüssigkristallpolymer keine nematische hybride Orientierung in einem Flüssigkristallzustand bildet, dann kann der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Kompensationsfilm nicht erhalten werden. Zur Verwendung in einer Zusammensetzung ist das vorstehend beschriebene Flüssigkristallpolymer mit homöotroper Orientierung vorzugsweise in einer Menge von 5 Gew.-% oder mehr enthalten. Bei einer Menge von weniger als 5 Gew.-% besteht die Möglichkeit, dass keine nematische hybride Orientierung erhalten werden kann.
  • Vom Gesichtspunkt der Kompatibilität mit dem Flüssigkristallpolymer mit homöotroper Orientierung wird üblicherweise ein Flüssigkristallpolymer, das eine andere Orientierung als die homöotrope Orientierung aufweist, in geeigneter Weise als Polymerzusammensetzung gemischt. Als Typ des verwendeten Flüssigkristallpolymers können die folgenden beispielhaft angegeben werden: Flüssigkristallpolymere vom Hauptkettentyp wie Polyester, Polyimid, Polyamid, Polyester, Polycarbonat, Polyesterimid usw.; und Flüssigkristallpolymere vom Seitenkettentyp wie Polyacrylat, Polymethacrylat, Polysiloxan, Polymalonat usw. Polymere sind nicht besonders beschränkt, sofern sie mit dem Flüssigkristall mit homöotroper Orientierung kompatibel sind, und vorzugsweise verwendet werden Flüssigkristallpolymere mit homogener Orientierung, insbesondere Polyester, Polyacrylat, Polymethacrylat usw. mit homogener Orientierung. Insbesondere Flüssigkristallpolyester mit der vorstehend beispielhaft angegebenen (A) ortho-substitutierten aromatischen Einheit als Hauptkette sind am meisten bevorzugt.
  • Figure 00620001
  • Konkrete Strukturbeispiele der Flüssigkristall bildenden Polymere jedes mit einer homogener Ausrichtung sind nachstehend gezeigt. Strukturformel 63
    Figure 00630001
    worin k = l + m, l/m = 80/20 ~ 20/80, vorzugsweise 75/25 ~ 25/75, and k, l und m jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 64
    Figure 00630002
    worin o = m + n, (k + l)/o = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 98/2 ~ 2/98, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 65
    Figure 00640001
    worin n = l + m, k/m = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 0/10, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 66
    Figure 00640002
    worin k + l = m + n, k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, m/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 67
    Figure 00650001
    worin k + l = m + n, k/l = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 68
    Figure 00650002
    worin l = m + n, k/l = 15/10 ~ 0/10, vorzugsweise 10/10 ~ 0/10, m/n = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 69
    Figure 00660001
    worin m + n = k/2 + l k/l = 40/80 ~ 0/100, vorzugsweise 20/90 ~ 0/100 m/n = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 70
    Figure 00670001
    worin o = k/2 + m + n k/(m + n) = 40/80 ~ 0/100, vorzugsweise 20/90 ~ 0/100 m/n = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/o = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 71
    Figure 00670002
    worin o = k/2 + m + n k/(m + n) = 40/80 ~ 0/100, vorzugsweise 20/90 ~ 0/100 m/n = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/o = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 72
    Figure 00680001
    worin l = k/2 + m + n k/(m + n) = 40/80 ~ 0/100, vorzugsweise 20/90 ~ 0/100 n/m = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m und n jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 73
    Figure 00680002
    worin m = k/2 + n + o k/(n + o) = 40/80 ~ 0/100, vorzugsweise 20/90 ~ 0/100 n/o = 100/0 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/m = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 74
    Figure 00690001
    worin o = k/2 + m + n k/(m + n) = 40/80 ~ 0/100, vorzugsweise 20/90 ~ 0/100 m/n = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, l/o = 20/10 ~ 0/10, vorzugsweise 15/10 ~ 5/10, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen. Strukturformel 75
    Figure 00690002
    worin n + o = k/2 + l + m, k/(l + m) = 40/80 ~ 0/100, vorzugsweise 20/90 ~ 0/100 l/m = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, n/o = 100/0 ~ 0/100, vorzugsweise 95/5 ~ 5/95, und k, l, m, n und o jeweils ein Molverhältnis darstellen.
  • Im Fall eines Polymers vom Hauptkettentyp beträgt das Molekulargewicht üblicherweise vorzugsweise 0,05 bis 3,0, stärker bevorzugt 0,07 bis 2,0 als logarithmische Viskosität wie bei 30°C in einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol/Tetrachlorethan (Gewichtsverhältnis 60/40) bestimmt. Wenn die logarithmische Viskosität weniger als 0,05 beträgt, besteht die Möglichkeit, dass die mechanische Festigkeit des sich ergebenden Kompensationsfilms herabgesetzt ist. Des weiteren ist eine logarithmische Viskosität von mehr als 3,0 nicht bevorzugt, da die Möglichkeit besteht, dass die homöotrope Orientierung inhibiert werden kann oder die Viskosität zum Zeitpunkt der Bildung des Flüssigkristalls zu hoch werden kann, wodurch die für die Orientierung erforderliche Zeit verlängert wird.
  • Im Fall des Polymerflüssigkristalls vom Seitenkettentyp liegt das gewichtsmittlere Molekulargewicht üblicherweise im Bereich von 5.000 bis 200.000, vorzugsweise 10.000 bis 150.000 wie unter Verwendung von Polystyrol als Standard bestimmt. Wenn das Molekulargewicht weniger als 5.000 beträgt, besteht die Möglichkeit, dass die mechanische Festigkeit des Kompensationsfilms herabgesetzt sein kann. Ein Molekulargewicht von mehr als 200.000 ist nicht bevorzugt, da es Probleme bei der Filmherstellung gibt, dass die Löslichkeit des Polymers in einem Lösungsmittel verringert sein kann und die Viskosität der Polymerbeschichtungslösung zu hoch ist, um einen gleichmäßigen Beschichtungsfilm herzustellen.
  • Die homogene Orientierung wird auf die gleiche Weise wie bei der homöotropen Orientierung unter Verwendung des Substrats beurteilt, das keiner Oberflächenbehandlung wie einer Siliciumbehandlung, einer Reibebehandlung, einer uniaxialen Orientierungsbehandlung usw. unterzogen wurde. Ob eine homogene Orientierung vorhanden ist oder nicht, wird durch Bilden eines Films aus dem Flüssigkristallpolymer auf dem Substrat und Untersuchen seiner Orientierung beurteilt.
  • Das Verfahren des Synthetisierens des vorstehend angegebenen Flüssigkristallpo lymers ist nicht besonders beschränkt. Das Flüssigkristallpolymer kann mittels eines beliebigen Polymerisationsverfahrens, das im Stand der Technik bekannt ist, synthetisiert werden. Beispielsweise kann die Synthese des Polyesters mittels Schmelzpolymerisierung oder mittels eines Säurechloridverfahrens unter Verwendung eines Säurechlorids einer entsprechenden Dicarbonsäure durchgeführt werden.
  • Um den Kompensationsfilm mit einer nematischen hybriden Orientierung zu erhalten, die gleichmäßig in ihm aus dem vorstehend beschriebenen Flüssigkristallpolymer mit einer positiven uniaxialen Anisotropie fixiert ist, wird das folgende Orientierungssubstrat, das den folgenden Schritten unterzogen wird, bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
  • Zuerst wird das Orientierungssubstrat beschrieben.
  • Um eine nematische hybride Orientierung aus dem positiven uniaxialen Flüssigkristallpolymer zu erhalten, wird eine Schicht des Flüssigkristallpolymers vorzugsweise sandwichartig oberhalb und unterhalb zwischen unterschiedlichen Grenzflächen angeordnet. Wenn sie oberhalb und unterhalb zwischen der gleichen Grenzfläche angeordnet wird, haben die obere und die untere Grenzfläche des Flüssigkristallpolymerubstrats die gleiche Orientierung, was es schwierig macht, eine nematische hybride Orientierung zu erhalten.
  • Bei einer Ausführungsform werden ein Orientierungssubstrat und eine Luftgrenzfläche verwendet. Insbesondere wird die untere Grenzfläche der Flüssigkristallpolymerschicht mit dem Orientierungssubstrat kontaktiert und die obere Grenzfläche der Flüssigkristallpolymersubstrats wird mit Luft kontaktiert. Obgleich das obere und das untere Orientierungssubstrat. mit unterschiedlichen Grenzflächen auch verwendet werden können, werden bei dem Herstellungsverfahren vorzugsweise ein Orientierungssubstrat und eine Luftgrenzfläche verwendet.
  • Es ist wünschenswert, dass das Orientierungssubstrat, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, eine Anisotropie besitzt, um die Neigung des Flüssigkristalls (Projektion des Direktors auf das Orientierungssubstrat) zu regeln. Wenn die Neigung des Flüssigkristalls nicht geregelt werden kann, ist es lediglich möglich, nur eine Orientierungsneigung in ungeordneten Richtungen (der Vektor des Direktors, der auf das Substrat projiziert wird, wird ungeordnet) zu erhalten.
  • Das Orientierungssubstrat ist spezifisch dasjenige, das eine Anisotropie in einer Fläche aufweist, und Beispiele umfassen Kunststofffilmsubstrate und uniaxial orientierte Kunststofffilmsubstrate wie Polyimid, Polyamidimid, Polyamid, Polyetherimid, Polyetheretherketon, Polyetherketon, Polyketonsulfid, Polyethersulfon, Polysulfon, Polyphenylensulfid, Polyphenylenoxid, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polyacetal, Polycarbonat, Polyarylat, Acrylharz, Polyvinylalkohol, Polypropylen, Kunststoffe auf der Basis von Cellulose, Epoxyharz, Phenolharz usw., Metallsubstrate wie Aluminium, Eisen, Kupfer usw., die mit Schlitznuten auf der Oberfläche versehen sind, und Glassubstrate wie Alkaliglas, Borsilicatglas, Flintglas usw., die auf der Oberfläche schlitzgeätzt sind.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die vorstehend beschriebenen Kunststofffilmsubstrate nach Aussetzen an eine Reibebehandlung oder Kunststofffilme nach Aussetzen an eine Reibebehandlung zu verwenden, beispielsweise die vorstehend erwähnten verschiedenen Substrate mit einem Reibepolyimidfilm, einem Reibepolyvinylalkoholfilm usw. und die vorstehend angegebenen verschiedenen Substrate mit einem abgeschiedenen Film aus Siliciumoxid.
  • Von den vorstehend beschriebenen verschiedenen Orientierungssubstraten umfassen Substrate, die für die Bildung der nematischen hybriden Orientierung darin geeignet sind, verschiedene Substrate mit einem Reibepolyimidfilm, Reibepolyimidsubstraten, Reibepolyetheretherketonsubstraten, Reibepolyetherketonsubstraten, Reibepolyethersulfonsubstraten, Reibepolyphenylensulfidsubstraten, Reibepo lyethylenterephthalatsubstraten, Reibepolyethylennaphthalatsubstraten, Reibepolyarylatsubstraten, Kunststoffsubstraten auf der Basis von Cellulose. Die Reiberichtung in diesen Substraten entspricht üblicherweise der Neigungsrichtung des vorstehend beschriebenen Kompensationsfilms.
  • Bei dem bei der Flüssigkristallanzeige der Erfindung verwendeten Kompensationsfilm unterscheiden sich die obere und die untere Fläche des Films in dem Winkel zwischen dem Direktor des Flüssigkristallpolymers und der Ebene des Films wie vorstehend beschrieben. Der Winkel in der Nachbarschaft der Grenzfläche der Filmfläche, die in Kontakt mit dem Orientierungssubstrat steht, wird im Bereich von entweder 0 bis 50° oder 60 bis 90° in Abhängigkeit von dem Verfahren der Orientierungsbehandlung oder dem Typ des Flüssigkristallpolymers geregelt. Üblicherweise wird der Winkel zwischen dem Direktor des Flüssigkristallpolymers in der Nachbarschaft der Filmfläche, die in Kontakt mit dem Orientierungssubstrat und der Ebene des Films steht, für das Herstellungsverfahren vorzugsweise in dem Bereich von 0 bis 50° eingestellt.
  • Der Kompensationsfilm wird durch gleichmäßiges Aufbringen eines Flüssigkristallpolymers, das eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist, auf das vorstehend beschriebene Orientierungssubstrat, dann dessen gleichmäßiges Orientieren und Fixieren in dem Orientierungszustand erhalten. Das Aufbringen des Flüssigkristallpolymers auf das Orientierungssubstrat kann üblicherweise unter Verwendung einer Lösung des Flüssigkristallpolymers in verschiedenen Lösungsmitteln oder einer Schmelze des Flüssigkristallpolymers durchgeführt werden. Bei dem Herstellungsverfahren ist das Aufbringen einer Lösung bevorzugt.
  • Für das Aufbringen der Lösung wird das Flüssigkristallpolymer in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, um eine Lösung mit einer vorbestimmten Konzentration herzustellen.
  • Obgleich das Lösungsmittel in Abhängigkeit von dem Typ des positiven uniaxi alen Flüssigkristallpolymers (Zusammensetzung usw.) ausgewählt werden sollte, werden im Allgemeinen die folgenden Lösungsmittel verwendet: halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform, Dichlormethan, Tetrachlorkohlenstoff, Dichlorethan, Tetrachlorethan, Trichlorethylen, Tetrachlorethylen, Chlorbenzol, ortho-Dichlorbenzol usw., Phenole wie Phenol, Parachlorphenol usw., aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylol, Methoxybenzol, 1,2-Dimethoxybenzol usw., Aceton, Ethylacetat, tert-Butylalkohol, Glycerin, Ethylenglycol, Triethylenglycol, Ethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycoldimethylether, Ethylcellosolve, Butylcellosolve, 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, Pyridin, Triethylamin, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid, Dimethylacetamin, Dimethylsulfoxid, Acetonitril, Butyronitril, Schwefelkohlenstoff usw., und gemischte Lösungsmittel davon wie ein gemischtes Lösungsmittel aus halogenierten Kohlenwasserstoffen und Phenolen.
  • Obgleich die Konzentration der Lösung in Abhängigkeit von der Löslichkeit des verwendeten positiven uniaxialen Flüssigkristallpolymers und der Dicke des endgültigen angestrebten Kompensationsfilms variiert, liegt die Konzentration üblicherweise im Bereich von 3 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 30 Gew.-%.
  • Die Lösung des positiven uniaxialen Flüssigkristallpolymers, das in dem vorstehend angegebenen Lösungsmittel auf eine gewünschte Konzentration eingestellt ist, wird auf das vorstehend beschriebene Orientierungssubstrat aufgebracht. Es ist möglich, für das Aufbringen Spinbeschichten, Walzenbeschichten, Drucken, Tauchbeschichten, Gießlackieren usw. zu verwenden.
  • Nach dem Aufbringen wird das Lösungsmittel zur Bildung einer Schicht des Flüssigkristallpolymers mit gleichmäßiger Dicke auf dem Orientierungssubstrat entfernt. Die Bedingungen für das Entfernen des Lösungsmittels unterliegen keinen besonderen Beschränkungen, sofern das Lösungsmittel fast entfernt wird und die Schicht des Flüssigkristallpolymers nicht fluidisiert wird oder durch Fließen verloren geht. Üblicherweise werden zum Entfernen des Lösungsmittels Trocknen bei Raumtemperatur, Trocknen in einem Trocknungsofen, Blasen mit warmer oder heißer Luft usw. verwendet.
  • Die Aufgabe dieser Aufbringungsschritte und des Trocknens dient dazu, zuerst eine Schicht des Flüssigkristallpolymers auf dem Substrat gleichmäßig zu bilden, und das Flüssigkristallpolymer bildet noch keine nematische hybride Orientierung. Durch den anschließenden Wärmebehandlungsschritt wird die nematische hybride Monodomänenorientierung beendet.
  • Für die Bildung der nematischen hybriden Orientierung durch die Wärmebehandlung sollte die Viskosität des positiven uniaxialen Flüssigkristallpolymers niedriger sein, um die Orientierung mittels des Grenzflächeneffekts zu erleichtern. Dementsprechend ist es bevorzugt, dass die Temperatur der Wärmebehandlung höher ist. Des weiteren kann in Abhängigkeit von dem Flüssigkristallpolymer der sich ergebende durchschnittliche Neigungswinkel in Abhängigkeit von der Temperatur der Wärmebehandlung variieren. In diesem Fall ist es notwendig, die Temperatur der Wärmebehandlung derart einzustellen, dass ein durchschnittlicher Neigungswinkel, der die Aufgabe erfüllt, erhalten wird. Wenn beispielsweise die Wärmebehandlung bei relativ niedrigen Temperaturen notwendig ist, um eine Orientierung mit einem bestimmten Neigungswinkel zu erzielen, wird der für die Orientierung notwendige Zeitraum länger, da die Viskosität des Flüssigkristallpolymers bei niedrigen Temperaturen hoch ist. Bei einem Verfahren, das für einen solchen Fall wirksam ist, wird das Flüssigkristallpolymer einmal bei hohen Temperaturen wärmebehandelt, um eine Monodomänenorientierung zu erzielen, und dann wird die Temperatur für die Wärmebehandlung schrittweise oder allmählich auf eine gewünschte Temperatur herabgesetzt. Jedoch ist gemäß den Charakteristiken des verwendeten optisch positiven uniaxialen Flüssigkristallpolymers eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur des Glasübergangspunkts oder höher bevorzugt. Die Temperatur für die Wärmebehandlung liegt üblicherweise im Bereich von 50 bis 300°C, vorzugsweise 100 bis 260°C.
  • Der Zeitraum der Wärmebehandlung, der für eine ausreichende Orientierung des Flüssigkristallpolymers auf dem Orientierungssubstrat erforderlich ist, liegt üblicherweise im Bereich von 10 Sekunden bis 120 Minuten, insbesondere 30 Sekunden bis 60 Minuten, obgleich der Zeitraum in Abhängigkeit von dem Typ des Flüssigkristallpolymers (z.B. Zusammensetzung) und der Temperatur für die Wärmebehandlung variiert. In dem Fall von weniger als 10 Sekunden besteht die Möglichkeit, dass die Orientierung nicht ausreichend ist. Des weiteren ist ein Zeitraum von mehr als 120 Minuten nicht bevorzugt, da die Produktivität verringert sein kann.
  • Auf diese Weise ist es möglich, eine gleichmäßige nematische hybride Orientierung in einem Flüssigkristallzustand über die gesamte Oberfläche des Orientierungssubstrats zu erhalten.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Wärmebehandlungsschritt kann ein Magnet- oder elektrisches Feld für die nematische hybride Orientierung des Flüssigkristallpolymers verwendet werden. Wenn jedoch ein Magnet- oder elektrisches Feld während der Wärmebehandlung angelegt wird, wirkt die Kraft des gleichmäßigen Felds während eines solchen Anlegens auf das Flüssigkristallpolymer, und so wird der Direktor des Flüssigkristalls leicht in eine vorbestimmte Richtung gerichtet. Das heißt, es ist schwierig, die nematische hybride Orientierung zu erhalten, bei der der Direktor in Abhängigkeit von der Dickenrichtung des Films, wie bei der vorliegenden Erfindung gezeigt, einen unterschiedlichen Winkel bildet. Wenn erst eine Orientierung wie eine andere homöotrope oder homogene Orientierung als die nematische hybride Orientierung gebildet ist, wird die Kraft des Felds entfernt, so dass eine thermisch stabile nematische hybride Orientierung erhalten werden kann, jedoch hat dieses Verfahren keinen besonderen Vorteile.
  • Dann kann durch Kühlen der nematischen hybriden Orientierung, die in einem Flüssigkristallzustand gebildet wurde, auf eine Temperatur von nicht mehr als dem Flüssigkristallübergangspunkt des Flüssigkristallpolymers die Gleichmäßig keit der Orientierung ohne Verschlechterung fixiert werden.
  • Die Temperatur für das Kühlen ist nicht besonders beschränkt, sofern sie eine Temperatur des Flüssigkristallübergangspunkts oder weniger ist. Beispielsweise kann durch Kühlen des Polymers bei einer Temperatur, die 10°C niedriger als der Flüssigkristallübergangspunkt ist, die gleichmäßige nematische hybride Orientierung fixiert werden. Das Mittel für das Kühlen ist nicht besonders beschränkt, und die Orientierung kann durch Verbringen des Polymers aus der Erhitzungsatmosphäre bei dem Wärmebehandlungsschritt in eine Atmosphäre bei einer Temperatur von weniger als dem Flüssigkristallübergangspunkt, beispielsweise indem es einfach in Raumtemperatur verbracht wird, fixiert werden. Des weiteren kann eine Zwangskühlung wie eine Luftkühlung, eine Wasserkühlung usw. oder ein langsames Kühlen durchgeführt werden, um die Herstellungseffizienz zu verbessern. Jedoch kann sich der durchschnittliche Neigungswinkel für einige positive uniaxiale Flüssigkristallpolymere mehr oder weniger in Abhängigkeit von der Kühlrate unterscheiden. Wenn es die Notwendigkeit gibt, den durchschnittlichen Neigungswinkel unter strenger Verwendung des Flüssigkristallpolymers zu regeln, wird der Kühlvorgang vorzugsweise unter Berücksichtigung der Kühlbedingungen durchgeführt.
  • Nun wird die Regelung des Winkels der nematischen hybriden Orientierung in der Dickenrichtung des Films beschrieben. Der Winkel zwischen dem Direktor des Flüssigkristallpolymers und der Ebene des Films kann nach Wunsch geregelt werden, indem der Typ des verwendeten Flüssigkristallpolymers, die Zusammensetzung, das Orientierungssubstrat und die Bedingungen für die Wärmebehandlung in geeigneter Weise gewählt werden. Des weiteren kann selbst nachdem die nematische hybride Orientierung fixiert worden ist, der Winkel nach Wunsch beispielsweise durch gleichmäßiges Entfernen der Oberfläche des Films oder durch gleichmäßiges Lösen der Oberfläche des Films in einem Lösungsmittel geregelt werden. Das verwendete Lösungsmittel sollte in geeigneter Weise in Abhängigkeit von dem Typ des Flüssigkristallpolymers und dem Typ des Orientierungssubstrats gewählt werden.
  • Bei dem in den vorstehend angegebenen Schritten erhaltenen Kompensationsfilm wurde die Form der Orientierung, d.h. die nematische hybride Orientierung gleichmäßig orientiert und fixiert und aufgrund der Bildung dieser Orientierung sind die obere und die untere Seite des Films nicht äquivalent und es liegt auch eine Anisotropie in der Richtung zu dem Inneren der Fläche vor.
  • Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Form zur Verwendung des Kompensationsfilms, der zwischen der TN-Flüssigkristallzelle und der oberen und/oder unteren polarisierenden Platte angeordnet ist:
    • ➀ die Verwendung nur des Kompensationsfilms, nachdem das Orientierungssubstrat von dem Film entfernt wurde;
    • ➁ die Verwendung des Kompensationsfilms als solchen, der auf dem Orientierungssubstrat gebildet ist; und
    • ➂ die Verwendung des Kompensationsfilms nach dem Laminieren auf ein anderes Substrat, das sich von dem Orientierungssubstrat unterscheidet.
  • In dem Fall, in dem der Kompensationsfilm in den Formen ➁ und ➂ verwendet wird, kann dann, wenn das Orientierungssubstrat, das für das Erzielen der nematischen hybriden Orientierung notwendig ist, unerwünschte Wirkungen auf die TN-LCD ausüben kann, das Orientierungssubstrat nach dem Fixieren der nematischen hybriden Orientierung entfernt werden. Nachdem die Orientierung fixiert worden ist, verursacht der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Kompensationsfilm keine Orientierungsstörung, selbst wenn das Orientierungssubstrat entfernt wird. Wie vorstehend beschrieben, kann jede Form des Kompensationsfilms bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeige verwendet werden.
  • Der Kompensationsfilm kann auch mit einer Schutzschicht wie einem transparenten Kunststofffilm für den Zweck des Oberflächenschutzes, der Verstärkung der Festigkeit, der Verbesserung der Umweltzuverlässigkeit usw. versehen werden. Es ist möglich, den Kompensationsfilm, der mittels eines Klebstoffs oder Selbstklebemittels optischer Qualität bevorzugt an optischen Substraten vorzugsweise als Schutzschichten, beispielsweise Kunststoffsubstraten wie Polymethacrylat, Polycarbonat, Polyvinylalkohol, Polyethersulfon, Polysulfon, Polyarylat, Polyimid, amorphes Polyolefin, Triacetylcellulose usw. befestigt ist, zu verwenden.
  • Nun wird die Anordnung für die Kombination des erfindungsgemäßen Kompensationsfilms mit der vorstehend beschrieben TN-Flüssigkristallzelle detailliert beschrieben. Die Position der Anordnung dieses Kompensationsfilms kann zwischen der polarisierenden Platte und der TN-Flüssigkristallzelle sein, und ein oder mehrere Kompensationsfilme kann bzw. können dazwischen angeordnet werden. Bei der vorliegenden Erfindung ist es in der Praxis bevorzugt, Blickwinkel mit Hilfe von einem oder zwei Kompensationsfilmen) auszugleichen. Obgleich es auch möglich ist, Blickwinkel mit Hilfe von drei oder mehr Kompensationsfilmen auszugleichen, führt eine solche Kompensation zu hohen Kosten und ist so nicht bevorzugt. Die Position der spezifischen Anordnung ist wie folgt. Das Nachfolgende ist jedoch ein typisches Beispiel und soll die vorliegende Erfindung nicht einschränken.
  • Als erstes wird die Neigungsrichtung des Kompensationsfilms bei der vorliegenden Erfindung als die Richtung der Projektion des Direktors des Flüssigkristallpolymers in Richtung auf eine Fläche definiert, die von den zwei oberen und unteren Flächen des Films einen kleineren Winkel zwischen dem Direktor des Flüssigkristallpolymers und der Ebene des Films hat. Beispielsweise wird angenommen, dass die zwei oberen und unteren Flächen des Kompensationsfilms in 1 die Flächen b bzw. c sind. Die Winkel zwischen der Ebene des Films und den Direktoren des Flüssigkristallpolymers in den Seiten der Flächen b bzw. c bei diesem Kompensationsfilm zeigen die Beziehung an, dass der Winkel an der Seite der Fläche b größer als der Winkel an der Seite der Fläche c ist. Wenn bei Betrachtung von der Fläche b zu der Fläche c in der Dickenrichtung des Kompensationsfilms die Nei gungsrichtung des Kompensationsfilms bei der vorliegenden Erfindung als die Richtung definiert wird, in der während der Winkel zwischen dem Direktor an der Seite der Fläche b und dem Direktor an der Seite der Fläche c spitz ist, ist der Direktor in der Seite der Fläche b parallel zu einer projizierten Komponente des Direktors an der Seite der Fläche c auf die Ebene des Films.
  • Dann wird die Richtung der TN-Flüssigkristallzelle vor der Neigung wie folgt definiert. Üblicherweise ist der nematische Flüssigkristall in der TN-Flüssigkristallzelle nicht parallel zu der Grenzfläche des Zellsubstrats, sondern ist unter einem bestimmten Winkel geneigt (wenn der Verdrillwinkel des nematischen Flüssigkristalls 0° beträgt) wie in 2 gezeigt ist. In diesem Zustand ist die Richtung vor der Neigung bei der vorliegenden Erfindung als die Richtung definiert, bei der, während der Winkel zwischen dem Direktor des Flüssigkristalls und der Ebene des Flüssigkristallzellsubstrats spitz ist, eine projizierte Komponente des Direktors parallel ist. Dementsprechend ist die Richtung vor der Neigung für jede der Richtungen des oberen und des unteren Flüssigkristallzellsubstrats wie in 2 gezeigt definiert.
  • Zuerst wird die Anordnung eines Kompensationsfilms beschrieben. Der Kompensationsfilm ist zwischen der polarisierenden Platte und der TN-Flüssigkristallzelle angeordnet, und der Kompensationsfilm kann an der Seite der oberen Fläche oder der unteren Fläche der Flüssigkristallzelle angeordnet werden. Diese Anordnung erfolgt derart, dass der Winkel zwischen der Neigungsrichtung des Kompensationsfilms und der Richtung vor der Neigung in dem Zellsubstrat gegenüber dem Flüssigkristallzellsubstrat, das dem Kompensationsfilm am nächsten ist, im Bereich von üblicherweise 165 bis 195°, vorzugsweise 170 bis 190°, stärker bevorzugt 175 bis 185°, liegt. Das heißt, sie sind derart angeordnet, dass der vorstehend angegebene Winkelbereich durch den Winkel zu der Richtung vor der Neigung in dem Flüssigkristallzellsubstrat in der unteren Seite erfüllt ist, wenn der Kompensationsfilm an der oberen Fläche der TN-Flüssigkristallzelle angeordnet ist, oder durch den Winkel zu der Richtung vor der Neigung in dem Flüssigkristallzellsub strat in der oberen Seite erfüllt ist, wenn der Kompensationsfilm in der unteren Fläche der TN-Flüssigkristallzelle angeordnet ist. Wenn der vorstehend angegebene Winkelbereich nicht erfüllt ist, ist es nicht möglich, eine ausreichende Wirkung des Ausgleichens der Blickwinkel zu erhalten.
  • Nun wird die Anordnung von zwei Kompensationsfilmen beschrieben. Für die Anordnung von zwei Kompensationsfilmen können die Filme auf der gleichen Seite angeordnet werden, beispielsweise können die zwei Filme zwischen der TN-Flüssigkristallzelle und der oberen polarisierenden Platte oder zwischen der Flüssigkristallzelle und der unteren polarisierenden Platte angeordnet werden, oder der eine Film kann zwischen der TN-Flüssigkristallzelle und der oberen polarisierenden Platte oder zwischen der Flüssigkristallzelle und der unteren polarisierenden Platte angeordnet werden. Die zwei Kompensationsfilme können diejenigen sein, die die gleichen oder unterschiedliche optische Parameter aufweisen.
  • Die Anordnung eines Kompensationsfilms zwischen der TN-Flüssigkristallzelle und jeder der oberen und unteren polarisierenden Platten wird beschrieben. Bei dieser Anordnung wird ein Kompensationsfilm auf die gleiche Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Anordnung eines Kompensationsfilms angeordnet. Das heißt, der Winkel zwischen der Neigungsrichtung jedes Kompensationsfilms und der Richtung vor der Neigung in dem Zellsubstrat gegenüber dem Substrat der TN-Flüssigkristallzelle, die dem Kompensationsfilm am nächsten liegt, liegt im Bereich von üblicherweise 165 bis 195°, vorzugsweise 170 bis 190°, stärker bevorzugt 175 bis 185°.
  • Nun wird die Anordnung von zwei Kompensationsfilmen zwischen der TN-Flüssigkristallzelle und entweder der oberen oder der unteren polarisierenden Platte beschrieben. Hier wird der Kompensationsfilm, der der TN-Flüssigkristallzelle am nächsten angeordnet ist, als Film 1 bezeichnet und der Kompensationsfilm, der zwischen dem Film 1 und der oberen oder der unteren polarisierenden Platte angeordnet ist, wird als Film 2 bezeichnet. Bei dieser Anordnung wird der Film 1, der der TN-Flüssigkristallzelle am nächsten angeordnet ist, auf die gleiche Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Anordnung des einen Kompensationsfilms angeordnet. Das heißt, diese Anordnung ist derart, dass der Winkel zwischen der Neigungsrichtung des Films 1 und der Richtung vor der Neigung in dem Zellsubstrat gegenüber dem Flüssigkristallzellsubstrat, das dem Film 1 am nächsten ist, im Bereich von üblicherweise 165 bis 195°, vorzugsweise 170 bis 190°, stärker bevorzugt 175 bis 185°, liegt. Dann wird die Anordnung des Films 2, der zwischen dem Film 1 und der oberen oder unteren polarisiserenden Platte angeordnet ist, beschrieben. Der Film 2 wird derart angeordnet, dass der Winkel zu der Richtung vor der Neigung des Zellsubstrats der TN-Flüssigkristallzelle, die dem Film 1 am nächsten ist, d.h. der Winkel zu der Richtung vor der Neigung in dem Zellsubstrat gegenüber dem Zellsubstrat, der als Standard für den Zustand der Anordnung des Films 1 verwendet wird, im Bereich von üblicherweise 165 bis 195°, vorzugsweise 170 bis 190°, stärker bevorzugt 175 bis 185°, liegt.
  • Nun wird die Anordnung der polarisierenden Platten beschrieben. Üblicherweise sind die Transmissionsachsen der oberen und der unteren polarisierenden Platte bei der TN-LCD so angeordnet, dass sie in einigen Fällen rechtwinklig oder parallel zueinander sind. Wenn die Transmissionsachsen der oberen und der unteren polarisierenden Platte so angeordnet sind, dass sie rechtwinklig zueinander sind, sind die Transmissionsachse der polarisierenden Platte und die Reiberichtung in dem TN-Flüssigkristallzellsubstrat nahe der polarisierenden Platte so angeordnet, dass sie in einigen Fällen rechtwinklig, parallel oder unter einem Winkel von 45° sind. Bei der Flüssigkristallanzeige der vorliegenden Erfindung ist, wenn die polarisierende Platte an dem Kompensationsfilm befestigt ist, ihre Anordnung nicht besonders beschränkt und jede vorstehend beschriebene Anordnung kann verwendet werden. Insbesondere ist es bei der Flüssigkristallanzeige der Erfindung wünschenswert, dass die Transmissionsachsen der oberen und der unteren polarisierenden Platte rechtwinklig zueinander sind, während die Transmissionsachse der polarisierenden Platte und die Reiberichtung in dem TN-Flüssigkristallzellsubstrat nahe der polarisierenden Platte so angeordnet sind, dass sie rechtwinklig oder pa rallel sind.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, können verdrillte nematische Flüssigkristallanzeigen mit einem höheren Kontrast und breiteren Blickwinkeln als sie je erhalten wurden als verdrillte nematische Flüssigkristallanzeigen unter Verwendung von TFT- oder MIM-Elementen durch die Anordnung eines Kompensationsfilms mit einer nematischen hybriden Orientierung, die in einer TN-Flüssigkristallzelle mit spezifischen optischen Parametern fixiert ist, erhalten werden.
  • BEISPIELE
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele beschrieben. Nur die Beispiele 1 und 2 stellen Ausführungsformen der Erfindung dar.
  • Jedes bei den Beispielen verwendete Analyseverfahren ist wie folgt.
  • (1) Bestimmung der Zusammensetzung des Flüssigkristallpolymers
  • Das Polymer wurde in deuteriertem Chloroform oder deuterierter Trifluoressigsäure gelöst und in 400 MHz 1H-NMR (JNM-GX 400, JEOL Ltd.) gemessen.
  • (2) Messung der logarithmischen Viskosität
  • Gemessen bei 30°C in einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol/Tetrachlorethan (Gewichtsverhältnis 60/40) mit einem Ubbellohde-Viskometer.
  • (3) Bestimmung der Flüssigkristallphasenreihe
  • Bestimmt durch Messung mit DSC (Perkin Elmer DSC-7) und Beobachtung unter einem optischen Mikroskop (BH2 Polarisierungsmikroskop, Olympus Optical Co., Ltd.).
  • (4) Messung des Brechungsindex
  • Der Brechungsindex wurde mittels eines Abbe Refraktometers (Type-4, Atago) gemessen.
  • (5) Analyse der Polarisierung
  • Mittels Ellipsometer DVA-36VWLD (K. K. Mizojiri Kogaku Kogyo) analysiert.
  • (6) Messung der Filmdicke
  • Ein Hochgenauigkeits-Filmniveaumessinstrument ET-10 (Kosaka Kenkyusho K. K.) wurde verwendet. Des weiteren wurde auch die Dicke des Films mittels Interferenzwellenmessung (Spektrophotometer V-570, Nippon Bunko K. K. für ultraviolettes, sichtbares Licht und Licht im nahen Infrarotbereich) und aus Daten über den Brechungsindex bestimmt.
  • Bezugsbeispiel 1
  • Synthese des Flüssigkristallpolyesters
  • 100 mMol 6-Hydroxy-2-naphthoesäure, 100 mMol Terephthalsäure, 50 mMol Chlorhydrochinon, 50 mMol tert-Butylcatechin und 600 mMol Essigsäureanhydrid wurden für die Acetylierung bei 140°C 2 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre verwendet. Anschließend wurde die Polymerisierung zwei Stunden bei 270°C, zwei Stunden bei 280°C und zwei Stunden bei 300°C durchgeführt. Das sich ergebende Reaktionsprodukt wurde in Tetrachlorethan gelöst und mittels Umkristallisierung aus Ethanol gereinigt, um 40,0 g Flüssigkristallpolyester (Formel (1)) zu ergeben. Dieses Flüssigkristallpolyester besaß eine logarithmische Viskosität von 0,35, eine nematische Phase als Flüssigkristallphase, eine Übergangstemperatur von isotroper Phase zu Flüssigkristallphase von 300°C oder mehr und einen Glasübergangspunkt von 135°C.
  • Orientierungstest des Flüssigkristallpolyesters
  • Dieser Flüssigkristallpolyester wurde verwendet, um eine 10 gew.-%ige Lösung in einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol/Tetrachlorethan (Gewichtsverhältnis von 6/4) herzustellen. Diese Lösung wurde mittels Siebdrucken auf eine Natronglasplatte aufgebracht, dann getrocknet und 30 Minuten bei 230°C wärmebehandelt und gekühlt und bei Raumtemperatur fixiert. Ein gleichmäßig orientierter Film 1 mit einer Dicke von 20 μm wurde erhalten. Eine konoskopische Beobachtung zeigte, dass der Flüssigkristallpolyester eine optisch positive Uniaxialität aufwies. Es wurde auch gezeigt, dass der Polyester eine homöotrope Orientierung besitzt.
  • Bestätigungsvorgangs ➀ der Orientierungsstruktur
  • Eine Lösung des 8 gew.-%igen Flüssigkristallpolyesters der Formel (1) in Tetrachlorethan wurde hergestellt und mittels Spinbeschichten auf eine Glasplatte mit einem Reibepolyimidfilm aufgebracht, getrocknet, 30 Minuten bei 250°C wärmebehandelt, an der Luft gekühlt und fixiert, um den Film 2 zu ergeben. Der sich ergebende Film 2 auf dem Substrat war transparent, frei von Orientierungsdefekten und gleichmäßig und wies eine Filmdicke von 2,0 μm auf.
  • Bei dem in 3 und 4 gezeigten optischen Messsystem wurde der Film 2 in Richtung auf die Reiberichtung des Orientierungssubstrats geneigt, um den Ver zögerungswert zu messen. Das Ergebnis zeigte, dass der Film 2 links und rechts unsymmetrisch war, und es keinen Winkel gab, bei dem der Verzögerungswert 0 wurde wie in 5 gezeigt. Aufgrund dieses Ergebnisses wurde gefunden, dass der Direktor des Flüssigkristallpolyesters in Richtung auf das Substrat geneigt war und sich nicht in der gleichmäßigen Neigungsrichtung (der Winkel zwischen dem Direktor und der Oberfläche des Substrats befindet sich in einem konstanten Orientierungszustand in der Dickenrichtung des Films) befand. Formel (1)
    Figure 00860001
  • Bestätigungsvorgang ➁ der Orientierungsstruktur
  • Dann wurde der Film 2 auf dem Substrat in 5 Stücke geschnitten, und jedes Stück wurde während einer vorbestimmten Zeit in eine Methanollösung, die 5 Gew.-% Chloroform enthielt, eingetaucht und von der oberen Fläche der Flüssigkristallschicht eluiert. Wenn die Eintauchzeit 15 Sekunden, 30 Sekunden, 1 Minute, 2 Minuten oder 5 Minuten betrug, betrug die Dicke der Flüssigkristallschicht, die ohne Eluieren verblieb, 1,5 μm, 1,2 μm, 1,0 μm, 0,8 μm, bzw. 0,5 μm. Der Verzögerungswert bei θ = 0 (vorderer Verzögerungswert) wurde in dem in 3 und 4 gezeigten optischen System gemessen, und die Beziehung zwischen der Filmdicke und dem Verzögerungswert wurde erhalten (6). Wie aus 6 ersichtlich ist, stehen die Filmdicke und der Verzögerungswert nicht in einer linearen Beziehung, was zeigt, dass der Film in keiner gleichmäßigen Neigungsorientierung ist.
  • Die gepunktete Linie in der Darstellung ist eine gerade Linie, die bei einem Film, der mit einer gleichmäßigen Neigung orientiert ist, beobachtet wird.
  • Bestätigungsvorgang ➂ der Orientierungsstruktur
  • Dann wurde der Flüssigkristallpolyester der Formel (1) auf die gleiche Weise wie vorstehend angegeben auf einem Glassubstrat mit einem hohen Brechungsindex (Brechungsindex von 1,84) orientiert und fixiert, das einen Reibepolyimidfilm aufwies, um den Film 3 herzustellen. Der sich ergebende Film 3 wurde mit Bezug auf seinen Brechungsindex gemessen. Wenn der Film 3 derart angeordnet wurde, dass das Glassubstrat mit der Prismafläche eines Refraktometers in Kontakt gebracht wurde, gab es eine Anisotropie des Brechungsindex in der Fläche des Films, und der Brechungsindex in einer Fläche rechtwinklig zur Reiberichtung betrug 1,56, der Brechungsindex einer parallelen Fläche betrug 1,73 und der Brechungsindex in der Dickenrichtung war der konstante Wert von 1,56 unabhängig von der Richtung des Films 3. Aufgrund hiervon wurde gezeigt, dass die stabförmigen Flüssigkristallmoleküle, die die Flüssigkristallpolyester in der Seite des Glassubstrats bilden, in einer Ebene parallel zum Substrat orientiert waren. Dann, wenn die Seite der Luftgrenzfläche des Films 3 so angeordnet wurde, dass sie in Kontakt mit der Prismafläche des Refraktometers stand, wies der Brechungsindex in der Fläche keine Anisotropie auf und der Brechungsindex war der konstante Wert von 1,56 und der Brechungsindex in der Dickenrichtung war der konstante Wert von 1,73 unabhängig von der Richtung des Films 3. Aufgrund hiervon wurde gezeigt, dass die stabförmigen Flüssigkristallmoleküle, die die Flüssigkristallpolyester in der Seite der Luftgrenzfläche bilden, rechtwinklig zur Ebene des Substrats orientiert waren.
  • Aus den Vorgängen ➀ bis ➂ wurde geschätzt, dass der aus dem Flüssigkristallpolyester der Formel (1) gebildete Film eine nematische hybride Orientierung bildet und wie in 7 dargestellt durch die regelnde Kraft der Substratgrenzfläche aufgrund des Reibens und der regelnden Kraft der Luftgrenzfläche orientiert ist.
  • Analyse der Neigungsrichtung und Schätzung des Winkels zwischen dem Direktor in der Orientierungssubstratgrenzfläche und der Substratebene Der Film 3, der auf dem stark lichtbrechenden Glassubstrat mit einem Reibeimidfilm gebildet wurde, wurde eng mit einem weiteren Glassubstrat mit einem Reibepolyimidfilm bedeckt. Das heißt, der Film 3 wurde sandwichartig zwischen zwei Reibepolyimidfilmen angeordnet. Die Reiberichtungen in dem oberen und unteren Polyimidfilm wurden so angeordnet, dass sie unter 180° zueinander waren. In diesem Zustand wurde er 30 Minuten bei 230°C wärmebehandelt. Der so erhaltene Probefilm wurde mit Bezug auf seinen Brechungsindex untersucht und mit Bezug auf seine Polarisierung analysiert. Das Ergebnis der Brechungsindexmessung zeigte, dass der gleiche Wert mit Bezug auf die obere und die untere Seite des Probefilms erhalten wurde, und der Brechungsindex in der Fläche des Films betrug 1,56 in einer Fläche rechtwinklig zur Reiberichtung, 1,73 in einer parallelen Fläche und 1,56 in der Dickenrichtung des Films. Hieraus wurde sowohl in der oberen als auch der unteren Seite des Probefilms gefunden, dass der Direktor etwa parallel zu der Ebene des Substrats in der Nachbarschaft der Grenzfläche des Substrats war. Des weiteren hatte als Ergebnis der Polarisierungsanalyse die Brechungsindexstruktur eine fast positive uniaxiale Anisotropie, und als Ergebnis der detaillierten Analyse auf der Grundlage der Kristalldrehungsmethode war der Direktor in der Nachbarschaft der Grenzfläche des Substrats leicht geneigt. Der Winkel zwischen der Ebene des Substrats und dem Direktor betrug etwa 3°. Des weiteren stimmte die Neigung des Direktors mit der Reiberichtung überein (die Neigungsrichtung des Films und die Reiberichtung stimmten überein).
  • Aus dem Vorstehenden wird unter der Annahme, dass der Direktor in der Grenzfläche des Substrats fast durch die Wechselwirkung zwischen dem Flüssigkristallpolyester und der Grenzfläche des Orientierungssubstrats bestimmt wird, geschätzt, dass der Winkel zwischen dem Direktor im Film 3 in der Substratgrenzfläche, der auf einem vorstehend angegebenen Orientierungssubstrat gebildet ist, und der Ebene des Films 3° ist.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Eine Tetrachlorethanlösung eines 5 gew.-%igen Flüssigkristallpolyesters (Formel (1)), der im Bezugsbeispiel 1 verwendet wurde, wurde hergestellt. Diese Lösung wurde mittels Spinbeschichten auf ein Glassubstrat mit einem Reibepolyimidfilm aufgebracht und das Lösungsmittel wurde entfernt. Danach wurde sie 30 Minuten bei 250°C wärmebehandelt. Danach wurde sie gekühlt, um die Orientierung des Polyesters zu fixieren. Der sich ergebende Film 4 auf dem Glassubstrat hatte eine nematische hybride Orientierungsstruktur, war transparent und frei von Orientierungsdefekten und hatte eine gleichmäßige Filmdicke (0,85 μm). Des weiteren betrug der durchschnittliche Neigungswinkel 44° und die Neigungsrichtung stimmte mit der Reiberichtung überein.
  • Die zwei Filme 4, die auf dem Glassubstrat mit einem Reibepolyimidfilm gebildet wurden, wurden jeweils an der oberen und der unteren Seite der TN-Zelle, wie in der axialen Anordnung von 8 gezeigt, angeordnet. Sowohl der obere als auch der untere Film 1 auf der Zelle wurden so angeordnet, dass die Glassubstratseite von beiden Filmen nahe des Zellsubstrats angeordnet war. Bei der TN-Zelle wurde ZLI-4792 (Δn = 0,094) als Flüssigkristallmaterial verwendet, und die Zellparameter waren ein Zellspalt von 4,2 μm, ein Δnd-Wert von 395 nm, ein Verdrillwinkel von 90° (Verdrillung nach links) und ein Winkel vor der Neigung von 3°. Die Richtung vor der Neigung stimmte mit der Reiberichtung in dem Flüssigkristallzellsubstrat überein. Eine Spannung (Rechteckwelle bei 300 Hz) wurde an die TN-Zelle angelegt. Der Transmissionsgrad (weiße Anzeige)/(schwarze Anzeige) der weißen Anzeige bei 0 V und der schwarzen Anzeige bei 6 V wurde als Kontrastverhältnis in allen Richtungen mittels Verwendung des optischen FFP Systems DVS-3000 (Hamamatsu Photonix K. K.) gemessen, um eine Isokontrastkurve zu zeichnen. Die Ergebnisse sind in 9 angegeben.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Die Flüssigkristallpolyester der Formeln (2) und (3) wurden synthetisch hergestellt. Der Flüssigkristallpolyester der Formel (2) wies eine logarithmische Viskosität von 0,10, eine nematische Phase als Flüssigkristallphase und eine Übergangstemperatur von isotroper Phase zur Flüssigkristallphase von 180°C auf. Der gleiche Orientierungstest wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt und das Ergebnis zeigte, dass der Flüssigkristallpolyester der Formel (2) eine homöotrope Orientierung und eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufwies.
  • Der Flüssigkristallpolyester der Formel (3) wies eine logarithmische Viskosität von 0,18, eine nematische Phase als Flüssigkristallphase und eine Übergangstemperatur von isotroper Phase zur Flüssigkristallphase von 300°C oder mehr auf. Der gleiche Orientierungstest wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt, und das Ergebnis zeigte, dass das Flüssigkristallpolyester der Formel (3) eine homogene Orientierung aufwies. Formel (2)
    Figure 00900001
    Formel (3)
    Figure 00910001
  • Eine N-Methyl-2-pyrrolidonlösung, die 8 Gew.-% Flüssigkristallpolyester der Formel (2) und (3) in einem Verhältnis von 50 : 50 (Gewichtverhältnis) enthielt, wurde hergestellt.
  • Diese Lösung wurde auf eine Länge von 10 m mittels Schmelzbeschichtung auf einen Polyetheretherketonfilm mit einer Breite von 40 cm aufgebracht, mit heißer Luft bei 120°C getrocknet und dann 10 Minuten bei 220°C wärmebehandelt. Danach wurde eine Kühlung durchgeführt, um die Orientierung der Polyesterzusammensetzung (Zusammensetzung, die Polyester der Formeln (9) und (10) im Verhältnis von 50 : 50 (Gewichtsverhältnis) enthält) zu fixieren.
  • Triacetylcellulose wurde mittels eines Selbstklebers an der Oberfläche des so erhaltenen Films 5 befestigt, und dann wurde der als Orientierungssubstrat verwendete Polyetheretherketonfilm abgeschält und entfernt, und der Film 5 wurde auf den Triacetylcellulosefilm übertragen. Die Dicke des Films 5 betrug 0,60 μm und der durchschnittliche Neigungswinkel in der Dickenrichtung betrug 35°. Zwei Filme 5, die auf diesen Triacetylcellulosefilm übertragen wurden, wurden jeweils an der oberen und der unteren Seite der TN-Zelle, wie in der Struktur von 8 gezeigt, angeordnet. Die verwendete TN-Zelle war die gleiche wie im Vergleichsbeispiel 1.
  • Das Kontrastverhältnis in allen Richtungen wurde auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 gemessen, und das Ergebnis ist in 10 angegeben.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Eine Isokontrastkurve wurde auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 mit dem Unterschied gezeichnet, dass der Film 4 nicht verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in 11 angegeben.
  • Bezugsbeispiel 2
  • Analyse des Neigungswinkels der TN-Flüssigkristallzelle
  • ZLI-4792 wurde als Flüssigkristallmaterial verwendet, um eine TN-Flüssigkristallzelle 1 mit einem Zellspalt von 4,8 μm, einem Δnd-Wert von 470 nm und einem Verdrillwinkel von 90° (Verdrillung nach links) herzustellen. Separat wurde das gleiche Flüssigkristallmaterial verwendet, um eine verdrillfreie Flüssigkristallzelle 2 (der Zellspalt war der gleiche wie bei der TN-Flüssigkristallzelle) herzustellen. Als Ergebnis der detaillierten Analyse der Zelle 2 auf der Grundlage eines Kristalldrehungsverfahrens wurde bestätigt, dass der Winkel vor der Neigung in der Fläche des Orientierungssubstrats auf der hergestellten TN-Flüssigkristallzelle 1 3° betrug. Die Flüssigkristallzelle 1 wurde mit Bezug auf den Transmissionsgrad unter Verwendung des in 13 und 14 gezeigten optischen Messinstruments gemessen, wobei sie unter Anlegen von Spannung in Richtung der langen Achse des Flüssigkristallmoleküls, das in dem Zentrum in der Dickenrichtung der Zelle vorhanden ist, geneigt wurde. Das Ergebnis und der berechnete Wert der Abhängigkeit des Transmissionsgrads von dem Winkel, wenn der Neigungswinkel des Flüssigkristallmoleküls im Zentrum in der Dickenrichtung der TN-Flüssigkristallzelle 1 variiert wurde, sind in 15 angegeben. Aus der Übereinstimmung der Messdaten und des berechneten Werts wurde der Neigungswin kel des Flüssigkristallmoleküls, der in dem Zentrum in der Dickenrichtung der TN-Flüssigkristallzelle bei Anlegen der Spannung vorhanden ist, bestimmt.
  • Beispiel 1
  • Eine Tetrachlorethanlösung aus 5 gew.-%igem Flüssigkristallpolyester (Formel (1)), die in dem Bezugsbeispiel 1 verwendet wurde, wurde hergestellt. Diese Lösung wurde mittels Spinbeschichtung auf einem Glassubstrat mit einem Reibepolyimidfilm aufgebracht, und das Lösungsmittel wurde entfernt. Danach wurde 30 Minuten bei 250°C eine Wärmebehandlung durchgeführt. Danach wurde eine Kühlung durchgeführt, um die Orientierung des Flüssigkristallpolyesters zu fixieren. Der sich ergebende Film 4, der aus dem Flüssigkristallpolyester auf dem Glassubstrat bestand, wies eine nematische hybride Orientierung auf, war transparent und frei von Orientierungsdefekten und besaß eine gleichmäßige Filmdicke (0,60 μm). Des weiteren betrug der durchschnittliche Neigungswinkel des Films 4 35°, und die Neigungsrichtung stimmte mit der Reiberichtung überein.
  • Die zwei Filme 4, die auf dem Glassubstrat mit einem Reibepolyimidfilm gebildet wurden, wurden an der oberen und der unteren Seite der TN-Zelle angeordnet, wie in 16 gezeigt ist. Die Filme 4, die an der oberen und der unteren Seite der TN-Flüssigkristallzelle angeordnet wurden, wurden so angeordnet, dass die Glassubstratseite des Films nahe am Zellsubstrat war.
  • Die TN-Flüssigkristallzelle wurde aus ZLI-4792 als Flüssigkristallmaterial hergestellt und wies einen Zellspalt von 4,8 μm, einen Δnd-Wert von 470 nm, einen Verdrillwinkel von 90° (Verdrillung nach links) und einen Winkel vor der Neigung von 3° als Zellparameter auf. Die Richtung vor der Neigung stimmte mit der Reiberichtung des Zellsubstrats überein.
  • Eine Spannung (Rechteckwelle bei 300 Hz) wurde an die Flüssigkristallzelle angelegt. Bei Anzeige in weiß bei 1,92 V und in schwarz bei 6 V wurde die An triebsspannung jedes Tons derart eingestellt, dass der Transmissionsgrad zwischen dem Transmissionsgrad von weiß und dem Transmissionsgrad von schwarz in 8 gleiche Teile unterteilt wurde. Als Ergebnis der Polarisierungsanalyse mit geneigtem einfallenden Licht der TN-Flüssigkristallzelle bei Anlegen einer Spannung von 1,92 V, betrug der Neigungswinkel des Flüssigkristallmoleküls im Zentrum in der Dickenrichtung der Flüssigkristallzelle etwa 17°, wie auf die gleiche Weise wie bei dem Bezugsbeispiel 2 (15) bestimmt.
  • Die Messung des Transmissionsgrads in allen Richtungen der TN-Flüssigkristallzelle, wobei der Film wie in 16 gezeigt angeordnet war, wurde unter Verwendung des optischen FEP Systems DVS-3000 (Hamamatsu Photonix K. K.) durchgeführt, und die Toncharakteristiken in der oberen und der unteren und der linken und der rechten Seite wurden bewertet. Die Ergebnisse sind in 17 angegeben.
  • In der linken und der rechten Richtung wurde keine Tonumkehr bei den jeweiligen Tönen beobachtet und der Tonumkehrblickwinkel im weißen Pegel in der oberen Richtung (Blickwinkel: positiv) war um etwa 10° im Vergleich zu demjenigen bei der Antriebsspannung von 0 V für die Anzeige in weiß erweitert. Des weiteren war die Verringerung des Transmissionsgrads und des Kontrasts an der Vorderseite auf 0,5 % oder weniger im Vergleich zu derjenigen bei der Antriebsspannung von 0 V für die Anzeige in weiß begrenzt.
  • Beispiel 2
  • Eine Phenol/Tetrachlorethanlösung aus 10 gew.-%igem Flüssigkristallpolyester (Formel (1)), die beim Bezugsbeispiel 1 verwendet wurde, wurde hergestellt. Diese Lösung wurde mittels Siebbeschichten auf ein Glassubstrat mit einem Reibepolyimidfilm aufgebracht, und das Lösungsmittel wurde entfernt. Danach fand 35 Minuten bei 250°C eine Wärmebehandlung statt. Danach wurde eine Kühlung durchgeführt, um die Orientierung des Flüssigkristallpolyesters zu fixieren. Der sich ergebende Film 5 auf dem Glassubstrat wies eine nematische hybride Orien tierung auf, war transparent und frei von Orientierungsdefekten und hatte eine gleichmäßige Filmdicke (0,70 μm). Des weiteren betrug der durchschnittliche Neigungswinkel 45°, und die Neigungsrichtung stimmte mit der Reiberichtung in dem Reibepolyimidfilm überein.
  • Die zwei Filme 5, die auf dem Glassubstrat mit einem Reibepolyimidfilm gebildet wurden, wurden jeweils an der oberen und der unteren Seite der TN-Flüssigkristallzelle, wie in 16 gezeigt, angeordnet. Die Filme 5 an der oberen und der unteren Seite der TN-Flüssigkristallzelle waren so angeordnet, dass die Glassubstratseiten der Filme 5 nahe dem Zellsubstrat waren.
  • Die TN-Flüssigkristallzelle wurde aus ZLI-4792 als Flüssigkristallmaterial hergestellt und wies einen Zellspalt von 4,4 μm, einen Δnd-Wert von 420 nm, einen Verdrillwinkel von 90° (Verdrillung nach links) und einen Winkel vor der Neigung von 3° als Zellparameter auf. Die Richtung vor der Neigung stimmte mit der Reiberichtung des Flüssigkristallzellsubstrats überein.
  • Die Spannung (Rechteckwelle bei 300 Hz) wurde an die TN-Flüssigkristallzelle angelegt. Bei der Anzeige in weiß bei 2 V und in schwarz bei 6 V wurde die Antriebsspannung jedes Tons derart eingestellt, dass der Transmissionsgrad zwischen dem Transmissionsgrad von weiß und dem Transmissionsgrad von schwarz in 8 gleiche Teile unterteilt wurde.
  • Als Ergebnis der Polarisierungsanalyse mit geneigtem einfallenden Licht der TN-Flüssigkristallzelle bei Anlegen einer Spannung von 2 V betrug der Neigungswinkel des Flüssigkristallmoleküls in dem Zentrum in der Dickenrichtung der Flüssigkristallzelle etwa 25°, wie auf die gleiche Weise wie im Bezugsbeispiel 2 bestimmt.
  • Die Messung des Transmissionsgrads in allen Richtungen der TN-Flüssigkristallzelle, wobei der Film wie in 16 gezeigt angeordnet war, wurde durchgeführt und die Toncharakteristiken in der oberen und der unteren und der linken und der rechten Seite wurden bewertet. Die Ergebnisse sind in 18 angegeben.
  • In der linken und der rechten Richtung wurde keine Umkehr bei den jeweiligen Tönen beobachtet und der Tonumkehrblickwinkel im weißen Pegel in der oberen Richtung (Blickwinkel: positiv) war um etwa 12° im Vergleich zu demjenigen bei der Antriebsspannung von 0 V für die Anzeige in weiß erweitert. Des weiteren war die Verringerung des Transmissionsgrads und des Kontrasts an der Vorderseite auf 5 % oder weniger im Vergleich zu derjenigen bei der Antriebsspannung von 0 V für die Anzeige in weiß begrenzt.
  • Vergleichsbeispiel 4
  • Die Toncharakteristiken der TN-Flüssigkristallzelle wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet mit dem Unterschied, dass die Antriebsspannung der weißen Anzeige 0 V betrug. Als Ergebnis der Polarisierungsanalyse mit geneigtem einfallenden Licht der TN-Flüssigkristallzelle betrug der Neigungswinkel des Flüssigkristallmoleküls im Zentrum in der Dickenrichtung der Flüssigkristallzelle etwa 2°.
  • Die Bewertungsergebnisse der Toncharakteristiken sind in 19 angegeben. In der linken und der rechten Richtung wurde eine Tonumkehr am weißen Pegel beobachtet und der Umkehrblickwinkel am weißen Pegel in der oberen Richtung war auch im Vergleich zu Beispiel 1 um etwa 10° verschlechtert.
  • Vergleichsbeispiel 5
  • Die Toncharakteristiken der TN-Flüssigkristallzelle wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet mit dem Unterschied, dass die Antriebsspannung der Weißanzeige 2,4 V betrug. Als Ergebnis der Polarisierungsanalyse mit geneigtem einfallenden Licht der TN-Flüssigkristallzelle betrug der Neigungswinkel des Flüssigkristallmoleküls im Zentrum in der Dickenrichtung der Flüssigkristallzelle etwa 40°.
  • Die Bewertungsergebnisse der Toncharakteristiken sind in 20 angegeben. Die Toncharakteristiken in der linken und der rechten Richtung und der oberen Richtung waren verbessert, aber der Transmissionsgrad und der Kontrast an der Vorderseite waren um etwa 20 % im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 4 verschlechtert.
  • Vergleichsbeispiel 6
  • Die Toncharakteristiken der TN-Flüssigkristallzelle wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 bewertet mit dem Unterschied, dass die Antriebsspannung der weißen Anzeige 0 V betrug. Als Ergebnis der Polarisierungsanalyse mit geneigtem einfallenden Licht der TN-Flüssigkristallzelle betrug der Neigungswinkel des Flüssigkristalmoleküls im Zentrum in der Dickenrichtung der Flüssigkristallzelle etwa 2°.
  • Die Bewertungsergebnisse der Toncharakteristiken sind in 21 angegeben. Es wurde in der linken und rechten Richtung eine Tonumkehr am weißen Pegel beobachtet und der Umkehrblickwinkel am weißen Pegel in der oberen Richtung war um etwa 12° im Vergleich zum Beispiel 2 verschlechtert.
  • Vergleichsbeispiel 7
  • Die Toncharakteristiken der TN-Flüssigkristallzelle wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet mit dem Unterschied, dass der Film mit fixierter nematischer hybrider Orientierung, der aus dem Flüssigkristallpolyester gebildet wurde, nicht verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in 22 angegeben. In der linken und der rechten Richtung wurde eine Tonumkehr am schwarzen Pegel beobachtet und der Umkehrblickwinkel am weißen Pegel in der oberen Richtung war um etwa 15° im Vergleich zum Beispiel 1 verschlechtert.

Claims (7)

  1. Verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige, umfassend – mindestens einen Kompensationsfilm, der im Wesentlichen aus einem Flüssigkristallpolymer gebildet ist, wobei die durch das Flüssigkristallpolymer in einem Flüssigkristallzustand gebildete nematische hybride Orientierung fixiert wurde; – eine verdrillte nematische Flüssigkristallzelle, die aus einem mit Elektroden und sandwichartig zwischen den Substraten angeordneten nematischen Flüssigkristallen ausgestatteten transparenten Substratpaar gebildet wird, wobei zwei polarisierende Platten oberhalb und unterhalb der Flüssigkristallzelle angeordnet sind; und – ein Antriebssystem zum Aufbringen einer Antriebsspannung auf die verdrillte nematische Flüssigkristallzelle, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkristallpolymer eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist und das Antriebssystem dazu bestimmt ist, im Betrieb eine Antriebsspannung auf die verdrillte nematische Flüssigkristallzelle aufzubringen, wenn die Anzeige weiß ist, so dass der Neigungswinkel des die Flüssigkristallzelle bildenden nematischen Flüssigkristallmoleküls im Bereich von 10 bis 30° liegt.
  2. Verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, in der das Produkt (Δnd) der Brechungsanisotropie (Δn) der die Flüssigkristallzelle bildenden nematischen Flüssigkristalle multipliziert mit der Dicke (d) der Flüssigkristallschicht in der Flüssigkristallzelle im Bereich von 200 nm bis 500 nm liegt.
  3. Verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1 oder 2 mit einer oder mehreren langkettigen substituierten oder monosubstituierten C3-C20-Alkylgruppen oder langkettigen C2-C20-Fluoralkylgruppen an einem oder beiden Enden des Flüs sigkristallpolymers oder Polymermoleküls, das eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist.
  4. Verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Flüssigkristallpolymer Flüssigkristallpolyester ist.
  5. Verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der Δnd im Bereich von 250 nm bis 470 nm liegt.
  6. Verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der dieser Winkel im Bereich von 15 bis 25° liegt.
  7. Verfahren zum Antrieb einer verdrillten nematischen Flüssigkristallanzeige, umfassend – mindestens einen Kompensationsfilm, der im Wesentlichen aus einem Flüssigkristallpolymer gebildet ist, wobei die durch das Flüssigkristallpolymer in einem Flüssigkristallzustand gebildete nematische hybride Orientierung fixiert wurde; – eine verdrillte nematische Flüssigkristallzelle, die aus einem mit Elektroden und sandwichartig zwischen den Substraten angeordneten nematischen Flüssigkristallen ausgestatteten transparenten Substratpaar gebildet wird, wobei zwei polarisierende Platten oberhalb und unterhalb der Flüssigkristallzelle angeordnet sind; und – ein Antriebssystem zum Aufbringen einer Antriebsspannung auf die verdrillte nematische Flüssigkristallzelle, wobei das Verfahren das Aufbringen einer Antriebsspannung auf die verdrillte nematische Flüssigkristallzelle umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Anzeige in der Zelle weiß ist, die Antriebsspannung so eingestellt wird, dass der Neigungswinkel des die Flüssigkristallzelle bildenden nematischen Flüssigkristallmoleküls im Bereich von 10 bis 30° liegt, und dass das Flüssigkristallpolymer eine optisch positive uniaxiale Anisotropie aufweist.
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