DE69017984T2

DE69017984T2 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung.

Info

Publication number: DE69017984T2
Application number: DE69017984T
Authority: DE
Inventors: Ken Eguchi; Haruki Kawada; Hisaaki Kawade; Hiroshi Matsuda; Yuko Morikawa; Toshiharu Uchimi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1995-09-07
Anticipated expiration: 2010-09-01
Also published as: EP0415447A1; CA2024445A1; EP0629893A1; CA2024445C; EP0629893B1; DE69032018D1; US5046822A; DE69032018T2; EP0415447B1; DE69017984D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallvorrichtung, insbesondere eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung, die bei einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung oder bei einem optischen Flüssigkristall-Verschluß angewendet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Flüssigkristallvorrichtung, bei der wegen einer Verbesserung des Ausrichtungszustands der Flüssigkristallmoleküle eine Verbesserung des Anzeigeverhaltens erzielt worden ist.
Clark und Lagerwall haben eine Anzeigevorrichtung der Art vorgeschlagen, bei der die Brechungsindex-Anisotropie von ferroelektrischen Flüssigkristallmolekülen ausgenutzt wird und durchgelassene Lichtstrahlen durch Kombination der Vorrichtung mit einem Polarisator gesteuert werden (siehe Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 56-107216 und US-Patentschrift Nr. 4 367 924). Dieser ferroelektrische Flüssigkristall hat im allgemeinen in einem bestimmten Temperaturbereich eine chirale smektische C-Phase (Sm*C) oder H-Phase (Sm*H) mit einer nicht schraubenförmigen Struktur und hat in solch einem Zustand die Eigenschaft, daß er als Reaktion auf die Einwirkung eines elektrischen Feldes entweder einen ersten optisch stabilen Zustand oder einen zweiten optisch stabilen Zustand annimmt und außerdein diesen Zustand beibehält, wenn kein elektrisches Feld einwirkt, mit anderen Worten, den bistabilen Zustand (oder zwei stabile Zustände) annimmt. Dieser ferroelektrische Flüssigkristall spricht auch schnell auf Änderungen elektrischer Felder an, und es wird erwartet, daß er als schnell arbeitende Speicher-Anzeigevorrichtung weithin angewendet werden wird. In Anbetracht seiner Wirkung bzw. Funktion wird vor allem erwartet, daß er als Anzeigevorrichtung mit großem Bildschirm und hoher Bildfeinheit anwendbar sein wird.
Damit eine optische Modulationsvorrichtung, bei der solch ein bistabiler Flüssigkristall verwendet wird, ein erwünschtes Ansteuerungsverhalten zeigt, ist es erforderlich, daß sich ein Flüssigkristall, der zwischen einem Paar parallelen Substraten angeordnet ist, in einem derartigen Molekülorientierungszustand befindet, daß die Umwandlung zwischen den zwei vorstehend erwähnten stabilen Zuständen unabhängig von dem Einwirkungszustand eines elektrischen Feldes wirksam stattfinden kann.
Im Fall einer Flüssigkristallvorrichtung, bei der die Doppelbrechung eines Flüssigkristalls ausgenutzt wird, wird der Durchlässigkeitsgrad unter gekreuzten Nicols ausgedrückt durch:
I/I&sub0; = sin² 4θ sin² Δnd/λ π
worin I&sub0;: Intensität des einfallenden Lichts,
I: Intensität des durchgelassenen Lichts,
θ: Neigungswinkel
Δn: Brechungsindex-Anisotropie,
d: Filmdicke einer Flüssigkristallschicht,
λ : Wellenlänge des einfallenden Lichts.
Der Neigungswinkel θ bei der vorstehend erwähnten nicht schraubenförmigen Struktur ist dabei ein Winkel in der Richtung der durchschnittlichen Molekülachse eines Flüssigkristallmoleküls, das in dem ersten Ausrichtungszustand bzw. in dem zweiten Ausrichtungszustand verdrillt orientiert ist. Entsprechend dein vorstehenden Ausdruck erreicht der Durchlässigkeitsgrad einen Maximalwert, wenn der Neigungswinkel θ ein Winkel von 22,5º ist, und folglich muß der Neigungswinkel θ bei der nicht schraubenförmigen Struktur zum Realisieren des bistabilen Zustands so nahe wie möglich bei 22,50 liegen.
Es ist übrigens erwünscht, daß als Verfahren zum Ausrichten eines ferroelektrischen Flüssigkristalls ein Verfahren angewandt wird, durch das eine Molekülschicht, die aus einer Vielzahl von Molekülen, die einen smektischen Flüssigkristall bilden, gebildet ist, entlang ihrer Normalen monoaxial ausgerichtet werden kann, während das Fertigungsverfahren trotzdem durch eine einfache Ausrichtungsbehandlung durchgeführt werden kann.
Als Verfahren zur Ausrichtung eines ferroelektrischen Flüssigkristalls, insbesondere eines chiralen smektischen Flüssigkristalls mit einer nicht schraubenförmigen Struktur, ist das Verfahren bekannt, das beispielsweise in der US-Patentschrift Nr. 54 561 726 offenbart ist.
In den Fällen, daß auf den vorstehend erwähnten bistabilen ferroelektrischen Flüssigkristall mit einer nicht schraubenförmigen Struktur, worüber Clark und Lagerwall berichtet haben, bisher angewandte Ausrichtungsverfahren, vor allem Ausrichtungsverfahren, bei denen ein Polyimidfilm verwendet wird, der gerieben worden ist, angewandt werden, treten jedoch die folgenden Probleme auf.
Versuche, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung gemacht wurden, zeigten, daß ein Neigungswinkel (der Winkel, der in der nachstehend beschriebenen Fig. 3 gezeigt ist) bei einem ferroelektrischen Flüssigkristall mit einer nicht schraubenförmigen Struktur, der durch Ausrichten unter Anwendung des herkömmlichen geriebenen Polyimidfilms erhalten wird, kleiner wird als ein Neigungswinkel (der Winkel Θ, der die Hälfte des Scheitelwinkels einer in der nachstehend beschriebenen Fig. 2 gezeigten dreieckigen Pyramide beträgt) bei einem ferroelektrischen Flüssigkristall mit einer schraubenförmigen Struktur. Im einzelnen betrug der Neigungswinkel θ bei einem ferroelektrischen Flüssigkristall mit einer nicht schraubenförmigen Struktur, der durch Ausrichten unter Anwendung des herkömmlichen geriebenen Polyimidfilms erhalten worden war, im allgemeinen etwa 3 bis 8º und betrug der Durchlässigkeitsgrad in diesem Fall höchstens etwa 3 bis 5 %.
Somit sollte der Neigungswinkel bei einem ferroelektrischen Flüssigkristall mit nicht schraubenförmiger Struktur, bei dem der bistabile Zustand realisiert ist, gemäß Clark und Lagerwall denselben Wert haben wie der Neigungswinkel bei einem ferroelektrischen Flüssigkristall mit schraubenförmiger Struktur. In der Praxis ist jedoch der Neigungswinkel θ bei der nicht schraubenförmigen Struktur kleiner als der Neigungswinkel Θ bei der schraubenförmigen Struktur. Es wurde auch gezeigt, daß es der verdrillten Orientierung von Flüssigkristallmolekülen in der nicht schraubenförmigen Struktur zuzuschreiben ist, daß der Neigungswinkel θ bei der nicht schraubenförmigen Struktur kleiner ist als der Neigungswinkel Θ bei der schraubenförmigen Struktur. Im einzelnen sind Flüssigkristallmoleküle bei dem ferroelektrischen Flüssigkristall mit einer nicht schraubenförmigen Struktur in kontinuierlicher Weise mit einem Verdrillungswinkel δ, der von einer Achse eines Flüssigkristallmoleküls, das einem oberen Substrat benachbart ist, zu einer Achse eines Flüssigkristallmoleküls, das einem unteren Substrat benachbart ist, (d.h. in der Richtung der verdrillten Orientierung) in bezug auf die Normale jedes Substrats verdrillt ist, verdrillt orientiert. Aus diesem Grund wird der Neigungswinkel θ bei der nicht schraubenförmigen Struktur kleiner als der Neigungswinkel Θ bei der schraubenförmigen Struktur.
In dem Fall, daß ein chiraler smektischer Flüssigkristall unter Anwendung eines herkömmlichen geriebenen Polyimid-Ausrichtungsfilms ausgerichtet wird, ist der Polyimid-Ausrichtungsfilm als isolierende Schicht zwischen einer Elektrode und einer Flüssigkristallschicht vorhanden. Wenn eine Spannung mit einer Polarität derart angelegt wird, daß der erste optisch stabile Zustand (beispielsweise ein Zustand der Anzeige in Weiß) auf den zweiten optisch stabilen Zustand (beispielsweise einen Zustand der Anzeige in Schwarz) umgeschaltet wird, wird folglich in einer ferroelektrischen Flüssigkristallschicht nach Aufhebung des Anlegens dieser Spannung mit der einen Polarität ein umgekehrtes elektrisches Feld Vrev mit der anderen Polarität erzeugt, und dieses umgekehrte elektrische Feld Vrev hat während der Anzeige oft ein Nachbild verursacht. Die vorstehend erwähnte Erscheinung der Erzeugung eines umgekehrten elektrischen Feldes wird in Yoshida Akio, "Switching Characteristics of SSFLC", A Collection of Drafts for Liquid Crystal Forum, S. 142-143, Oktober 1987, erläutert.
Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkristallvorrichtung bereitzustellen, bei der die vorstehend erwähnten Probleme gelöst worden sind, und insbesondere eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung bereitzustellen, die in der nicht schraubenförmigen Struktur eines chiralen smektischen Flüssigkristalls einen großen Neigungswinkel θ erzeugen kann, die Anzeige eines Bildes mit einem hohem Kontrast ermöglicht und eine Anzeige erzielen kann, ohne daß ein Nachbild verursacht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkristallvorrichtung bereitgestellt, wobei die erwähnte Vorrichtung ein Paar Substrate und ein zwischen dem erwähnten Paar Substraten angeordnetes Flüssigkristallmaterial umfaßt, wobei mindestens eines der erwähnten Substrate mit einem Film versehen ist, der eine Polyimidverbindung umfaßt, die in ihrer Polyimid-Hauptketten- Struktureinheit mindestens eine Alkylseitenkette hat, die eine Alkylkettenkomponente mit einer Länge von 3 bis 10 Kohlenstoffatomen enthält. Die Alkylseitenkette ist vorzugsweise eine gerade Alkylkette.
Fig. 1 ist eine Schnittzeichnung einer Flüssigkristallvorrichtung.
Fig. 2 ist eine perspektivische Zeichnung eines Ausrichtungszustands eines chiralen smektischen Flüssigkristalls mit einer schraubenförmigen Struktur, und Fig. 3 ist eine perspektivische Zeichnung eines Ausrichtungszustands eines chiralen smektischen Flüssigkristalls mit einer nicht schraubenförmigen Struktur.
Fig. 4A ist eine Schnittzeichnung eines Ausrichtungszustands eines chiralen smektischen Flüssigkristalls gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 4B veranschaulicht C-Direktoren seiner zwei stabilen Zustände der gleichmäßigen Ausrichtung, und Fig. 4C veranschaulicht C-Direktoren von zwei stabilen Zuständen der schrägen Ausrichtung.
Fig. 5A ist eine Draufsicht zur Veranschaulichung eines Neigungswinkels θ im Zustand der gleichmäßigen Ausrichtung, und
Fig. 5B ist eine Draufsicht zur Veranschaulichung eines Neigungswinkels θ im Zustand der schrägen Ausrichtung.
Fig. 6A, 6B und 6C sind Schnittzeichnungen der Verteilung elektrischer Ladungen in einem ferroelektrischen Flüssigkristall, der Richtung der spontanen Polarisation Ps bzw. der Richtung eines umgekehrten elektrischen Feldes Vrev.
Fig. 7 ist eine Draufsicht zur Veranschaulichung von Änderungen des Neigungswinkels θ während des Einwirkens eines elektrischen Feldes und danach.
Fig. 8 veranschaulicht das optische Ansprechverhalten bei einem Beispiel nach dem bekannten Stand der Technik, und Fig. 9 veranschaulicht das optische Ansprechverhalten bei einem Beispiel der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 veranschaulicht Kurvenformen einer Steuerspannung, die bei Beispielen der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
Fig. 11 veranschaulicht ein Verfahren zur Bildung eines Ausrichtungsfilms, mit dem die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist, durch das LB-Verfahren.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch eine ferroelektrische Flüssigkristallzelle.
Die Zahlen 11a und 11b bezeichnen Substrate (Glasplatten), die mit lichtdurchlässigen Elektroden 12a bzw. 12b, die aus In&sub2;O&sub3; oder ITO (Indiumzinnoxid) hergestellt sind, bedeckt sind. Darauf sind Isolationsfilme 13a bzw. 13b (SiO&sub2;-Filme, TiO&sub2;-Filme, Ta&sub2;O&sub5;-Filme oder dergleichen) und Ausrichtungseinstellungsfilme 14a bzw. 14b, die unter Verwendung des Polyimids der vorliegenden Erfindung gebildet worden sind, laminiert. Zwischen den Substraten 11a und 11b ist ein Flüssigkristall 15 angeordnet. Der Abstand zwischen den Substraten 11a und 11b ist derart eingestellt, daß er ein Abstand (z.B. 0,1 um bis 3 um) ist, der klein genug ist, um in dem Fall, daß der Flüssigkristall 15 ein ferroelektrischer smektischer Flüssigkristall ist, die Bildung einer schraubenförmigen Struktur zu unterdrücken. Die Ausrichtung des Flüssigkristalls 15 weist in diesem Fall Bistabilität auf. Der vorstehende erwähnte Abstand, der klein genug ist, wird durch die Verwendung von perlförmigen Abstandshaltern 16 (z.B. Siliciumdioxidperlen oder Aluminiumoxidperlen), die zwischen den Substraten 11a und 11b angeordnet sind, aufrechterhalten.
Polyimidfilme, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als die vorstehend erwähnten Ausrichtungseinstellungsfilme 14a und 14b verwendet werden, können erhalten werden, indem aus einer Polyamidsäure, die durch Kondensationsreaktion eines Carbonsäureanhydrids mit einem Diamin synthetisiert wird, durch Auftragen bzw. Beschichten oder durch das LB-Verfahren Filme gebildet werden, worauf eine Imidierung folgt.
Ein alkylsubstituiertes Carbonsäureanhydrid und ein Diamin, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, schließen beispielsweise die folgenden ein:
- Diamine --
- Carbonsäureanhydride -
Im vorstehenden bedeuten m und n je eine ganze Zahl von 0 bis 3 und ist R aus der Gruppe ausgewählt, die aus folgenden besteht:
normal-ClH2l+1-, l = ganze Zahl von 3 bis 10;
normal-ClH2l+1CO-, l = ganze Zahl von 3 bis 10;
normal-ClH2l+1O-, l = ganze Zahl von 3 bis 10;
normal-CF&sub3;(CF&sub2;)k(CH&sub2;)l-, l + k = ganze Zahl von 2 bis 10 und k = 2, 3 oder 5;
normal-CF&sub3;(CF&sub2;)k(CH&sub2;)lO-, l + k = ganze Zahl von 2 bis 10 und k = 2, 3 oder 5;
(CF&sub3;)&sub2;CF(CH&sub2;)l-, l = ganze Zahl von 0, 1 bis 8 oder
(CF&sub3;)&sub2;CF(CH&sub2;)lCO-, l = ganze Zahl von 0, 1 bis 8.
Ferner kann R mit verschiedenen zwei oder mehr Arten der vorstehend erwähnten Gruppe kombiniert sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, daß zwei oder mehr Arten des vorstehend erwähnten R-substituierten Diamins und/oder zwei oder mehr Arten des Carbonsäureanhydrids verwendet werden. Es ist alternativ auch möglich, eine Polyamidsäure zu verwenden, die durch Kondensationsreaktion des vorstehend erwähnten R-substituierten Diamins oder Carbonsäureanhydrids mit einem üblicherweise bekannten Carbonsäureanhydrid oder unsubstituierten Diamin synthetisiert worden ist. Diese können in Form eines Copolymers verwendet werden, das aus verschiedenen Kombinationen besteht.
Der Polyimidfilm, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann durch das folgende Verfahren auf einem Substrat bereitgestellt werden: Zunächst werden die Polyamidsäure, die eine Vorstufe eines Polyimids ist, und ein langkettiges Alkylamin in einem Lösungsmittel wie z.B. Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid oder N-Methylpyrrolidon in einem Molverhältnis von 1:2 vermischt, um eine 0,1 x 10&supmin;³ m bis 1,0 X 10&supmin;³ m Lösung zu bilden (Monomereinheiten). Die resultierende Lösung wird auf einer Grenzfläche zwischen Luft und Wasser gespreitet, und auf dem Substrat wird durch ein üblicherweise bekanntes LB-Verfahren ein Film aufgebaut. Der aufgebaute Film wird danach auf eine Temperatur von 100 bis 350 ºC und vorzugsweise von 200 bis 300 ºC erhitzt, um eine Dehydratisierung, eine Cyclisierung und eine Entfernung von Aminen zu bewirken. Auf diese Weise kann ein Polyimidfilm gebildet werden. Dieser LB-Polyimidfilm kann ohne Reibbehandlung gleichmäßige monoaxiale Ausrichtungseigenschaften erhalten, und das LB-Verfahren ist somit als Verfahren zur Bildung eines Ausrichtungsfilms geeignet.
Zum Zweck der Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Filmbildungsverfahren keineswegs auf das vorstehend erwähnte LB-Verfahren beschränkt. Auch ein Film, der durch üblicherweise bekannten Schleuderauftrag, Spritzauftrag oder Walzenauftrag gebildet und dann einer Reibbehandlung unter Anwendung eines Tuches oder dergleichen unterzogen wird, kann als Ausrichtungsfilm ein ausgezeichnetes Verhalten zeigen. Das Reiben kann vorzugsweise in der Richtung A wie in Fig. 1 gezeigt derart durchgeführt werden, daß die Richtung für das obere und für das untere Substrat dieselbe ist.
Der Polyimidfilm, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann derart gebildet werden, daß er eine Filmdicke von etwa 1 nm (10 Å) bis etwa 1 um, vorzugsweise von 3 nm (30 Å) bis 200 nm (2000 Å) und insbesondere von 3 nm (30 Å) bis 30 nm (300 Å) hat.
Die Anwendung der in Fig. 1 gezeigten Isolationsfilme 13a und 13b kann unterlassen werden. In dem Fall, daß die Polyimidfilme im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf den Isolationsfilmen 13a und 13b [wobei jeder vorzugsweise eine Filmdicke von 20 nm (200 Å) bis 100 nm (1000 Å) hat] bereitgestellt werden, können solche Polyimid-Ausrichtungsfilme derart gebildet werden, daß jeder eine Filmdicke von nicht mehr als 20 nm (200 Å) und vorzugsweise nicht mehr als 10 nm (100 Å) hat.
Zur Bildung des Polyimid-Ausrichtungsfilms der vorliegenden Erfindung durch Anwendung des vorstehend erwähnten LB-Verfahrens wird eine Polyamidsäure als Vorstufe über eine Wasseroberfläche gespreitet. Zu dieser Zeit müssen in das Molekül ein hydrophober Teil und ein hydrophiler Teil eingeführt sein. Dies kann erreicht werden, indem ein langkettiges Alkylamin eingemischt wird, um an einer Carboxylgruppe der Polyamidsäure ein Aminsalz zu bilden. Im einzelnen führt eine Quaternisierung des Stickstoffs eines langkettigen Alkylamins zur Einführung des hydrophilen Teils, und der Einführung des hydrophoben Teils ist eine langkettige Alkylkomponente zuzuschreiben. Das langkettige Alkylamin, das verwendet werden kann, schließt primäre Amine wie z.B. n-Hexadecylamin, n-Octadecylamin und n-Docosylamin, sekundäre Amine wie z.B. Di-n-decylamin, Di-n-dodecylamin und Di-n- tetradecylamin und tertiäre Amine wie z.B. N,N-Dimethyl-n-hexadecylamin, N,N-Dimethyl-n-octadecylamin, N-Methyl-di-n-decylamin, N-Methyl-di-n-dodecylamin, N-Methyl-di-n-tetradecylamin, Tri-n-nonylamin, Tri-n-decylamin und Tri-n-dodecylamin ein. Diese können in einem derartigen Verhältnis eingemischt werden, daß aus allen Carboxylgruppen der Polyamidsäure Aminsalze gebildet werden können. Im einzelnen sind je Repetiereinheit einer Polyamidsäure üblicherweise zwei Carboxylgruppen vorhanden, und in so einem Fall kann das Molverhältnis der Repetiereinheiten der Polyamidsäure zu einem- Amin vorzugsweise 1:2 bis 1:3 und insbesondere 1:2 bis 1:2,5 betragen. Als Lösungsmittel, das hier verwendet wird, wird N,N-Dimthylacetamid bevorzugt, jedoch können irgendwelche Lösungsmittel verwendet werden, solange sie die Polyamidsäure gut lösen können und bewirken können, daß die resultierende Lösung leicht über eine Wasseroberfläche gespreitet wird. Für die Konzentration der Polyamidsäure gibt es keine besonderen Einschränkungen. Unter dem Gesichtspunkt der Spreitbarkeit kann sie vorzugsweise eine Konzentration haben, die für die Repetiereinheit einer Polyimidsäure 1 X 10&supmin;&sup7; m bis 1 x 10&supmin;&sup5; m beträgt. Eine in dieser Weise hergestellte Lösung eines Polyamidsäure-Aminsalzes wird vorsichtig über eine wäßrige Phase gespreitet. Hier wird als wäßrige Phase üblicherweise reines Wasser von 5 bis 20 ºC verwendet. Sein pH kann durch Zugabe irgendeiner Art von Metallionen oder durch Zugabe eines Alkalis eingestellt werden. Das auf diese Weise über die Wasseroberfläche gespreitete Polyamidsäure-Aminsalz wird danach zusammengepreßt, um einen monomolekularen Film des Polyamidsäure-Aminsalzes zu bilden. Der Oberflächendruck für dieses Zusammenpressen hängt von den verwendeten Arten des Polyamids oder des Säure-Aminsalzes ab. Er kann etwa im Bereich von 5 bis 35 mN/m liegen. Das vorstehend beschriebene Substrat der Flüssigkristallzelle kann in den auf diese Weise hergestellten monomolekularen Film, der sich auf der Wasseroberfläche befindet, eingetaucht und dann in der Richtung, die den monomolekularen Film, der sich auf der Wasseroberfläche befindet, kreuzt, hinaufgezogen werden, während der Oberflächendruck konstant gehalten wird, so daß auf dem Substrat zwei Schichten aus monomolekularen Filmen aufgebaut werden können. Die Geschwindigkeit, mit der das Substrat eingetaucht und hinaufgezogen wird, hängt hier von den Arten des Polyamidsäure-Aminsalzes ab. Sie kann etwa 3 bis 50 mm/min betragen. Solch ein Vorgang kann wiederholt werden, wodurch ein aufgebauter Film aus monomolekularen Filmen, die das Polyamidsäure-Aminsalz umfassen, in den gewünschten Schichten erhalten werden kann. Um einen einschichtigen Film zu erhalten, können zwei Verfahren angewandt werden. Eines von ihnen ist ein Verfahren, bei dem ein Substrat vorher in einer wäßrigen Phase eingetaucht gehalten wird, danach auf einer Wasseroberfläche ein monomolekularer Film gebildet wird und dieser monomolekulare Film durch einen Schritt des Hinaufziehens auf das Substrat übertragen wird. Das andere von ihnen ist ein Verfahren, bei dem auf der Wasseroberfläche ein monomolekularer Film gebildet wird, dann ein Substrat derart darein eingetaucht wird, daß der monomolekulare Film auf das Substrat übertragen wird, der monomolekulare Film, der sich auf der Wasseroberfläche befindet, danach entfernt wird und das Substrat, auf dem ein einschichtiger Film gebildet worden ist, hinaufgezogen wird. Unter dem Gesichtspunkt der Stabilität des auf das Substrat übertragenen Films ist die Anwendung des ersteren Verfahrens wünschenswert.
Der monomolekulare Film oder ein aufgebauter Film aus monomolekularen Filmen, die das Polyamidsäure-Aminsalz umfassen, der in dieser Weise auf dem Substrat gebildet worden ist, kann erhitzt werden, um eine Dehydratisierungs- und Cyclisierungsreaktion (Imidierungsreaktion) und eine Desaminierungsreaktion durchzuführen. Auf diese Weise kann der gewünschte Polyimidfilm erhalten werden. Die hier durchgeführte thermische Behandlung sollte vorzugsweise etwa 10 bis 60 Minuten lang bei 150 ºC bis 300 ºC und in einer Stickstoffatmosphäre oder unter vermindertem Druck durchgeführt werden. Was die Richtung betrifft, in der das Substrat hinaufgezogen wird, sollten die Filme vorzugsweise derart gebildet werden, daß sie zwischen dem oberen und dem unteren Substrat in derselben Richtung (beispielsweise in der in Fig. 1 gezeigten Richtung A) liegen, wenn eine Zelle gebildet worden ist.
Wie vorstehend beschrieben wurde, können bei der unteren Schicht des monomolekularen Polyimidfilms oder des aufgebauten Films aus monomolekularen Polyimidfilmen zur Bildung eines Polyimidfilms Beschichtungsverfahren angewandt werden, die bisher weithin angewandt worden sind. Um auf dem Substrat einen derartigen Polyimidfilm bereitzustellen, kann eine Polyamidsäure, die eine Vorstufe des Polyimids ist, in einem Lösungsmittel wie z.B. N,N- Dimethylformamid, N, N-Dimethylacetamid, N,N-Dimethylsulfoxid oder N-Methylpyrrolidon gelöst werden, um eine 0,01- bis 40%ige (Masse%) Lösung zu bilden, und die resultierende Lösung kann durch Schleuderauftrag, Spritzauftrag oder Walzenauftrag auf ein Substrat aufgetragen werden, worauf bei einer Temperatur von 100 bis 350 ºC und vorzugsweise von 200 bis 300 ºC erhitzt wird, um eine Dehydratisierung und Cyclisierung (Imidierung) durchzuführen. Auf diese Weise kann der gewünschte Polyimidfilm gebildet werden. Der durch solche Beschichtungsverfahren gebildete Polyimidfilm kann vorzugsweise eine Filmdicke von etwa 3 nm (30 Å) bis etwa 200 nm (2000 Å) und insbesondere von 3 nm bis 30 nm haben. Die Anwendung der in Fig. 1 gezeigten Isolationsschichten 13a und 13b kann unterlassen werden.
Flüssigkristallmaterialien, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können vorzugsweise Flüssigkristalle sein, die bei dem Vorgang der Temperatursenkung über eine isotrope Phase, eine cholesterische Phase und eine smektische A- Phase eine chirale smektische Phase erzeugen. Ein Flüssigkristall, der eine Schraubenganghöhe von nicht weniger als 0,8 um hat, wenn er sich in einer cholesterischen Phase befindet (wobei die Schraubenganghöhe in einer cholesterischen Phase in der Mitte des Temperaturbereichs der cholesterischen Phase gemessen wird) wird besonders bevorzugt. Eine Flüssigkristallmischung, die die folgenden Flüssigkristallmaterialien "LC-1", "80B" und "80SI*" in den folgenden prozentualen Anteilen enthält, ist als ein bestimmter Flüssigkristall bevorzugt verwendbar.

Flüssigkristallmischung

(1) (LC-1)&sub9;&sub0;/(80B)&sub1;&sub0;
(2) (LC-1)&sub8;&sub0;/(80B)&sub2;&sub0;
(3) (LC-1)&sub7;&sub0;/(8OB)&sub3;&sub0;
(4) (LC-1)&sub6;&sub0;/(80B)&sub4;&sub0;
(5) 80SI*
(In der Tabelle wird durch die tiefgestellten Zahlen jeweils der Masseanteil ausgedrückt.)
Figur 2 ist eine schematische Zeichnung eines Beispiels für eine Zelle zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eines ferroelektrischen Flüssigkristalls. Die Zahlen 21a und 21b bezeichnen je ein Substrat (eine Glasplatte), das mit einer lichtdurchlässigen Elektrode bedeckt ist, die aus einem Dünnfilm besteht, der aus In&sub2;O&sub3;, SnO&sub2;, ITO (Indiumzinnoxid) oder dergleichen hergestellt ist. Zwischen den Substraten ist ein Flüssigkristall in einer SmC*-Phase (chiralen smektischen C-Phase) oder einer SmH*-Phase (chiralen smektischen H-Phase) abgeschlossen, der derart ausgerichtet ist, daß seine Flüssigkristallmolekülschicht 22 senkrecht zu den Glasoberflächen angeordnet sein kann. Eine Linie 23, die durch eine dicke Linie gezeigt ist, bezeichnet ein Flüssigkristallmolekül. Dieses Flüssigkristallmolekül 23 hat ein Dipolmoment (P ) 24 in der Richtung, die im rechten Winkel zu seinem Molekül verläuft. Wenn zwischen den Elektroden, die auf den Substraten 21a und 21b bereitgestellt sind, eine Spannung angelegt wird, die höher als ein vorgegebener Schwellenwert ist, wird die schraubenförmige Struktur des Flüssigkristallmoleküls 23 gelockert, und somit kann das Flüssigkristallmolekül 23 seine Ausrichtungsrichtung derart verändern, daß alle Dipolmomente (P ) 24 in die Richtung des elektrischen Feldes verlaufen. Das Flüssigkristallmolekül 23 hat eine schlanke Gestalt und zeigt Brechungsanisotropie zwischen der Richtung seiner Längsachse und der Richtung seiner Querachse. Es ist deshalb leicht zu verstehen, daß zum Beispiel dann, wenn auf beiden Seiten einer Glasoberfläche Polarisatoren, die miteinander gekreuzte Nicols bilden, angeordnet sind, eine optische Flüssigkristall-Modulationsvorrichtung bereitgestellt werden kann, die in Abhängigkeit von der Polarität einer angelegten Spannung optische Eigenschaften verändern kann.
Es kann dafür gesorgt werden, daß eine oberflächenstabilisierte ferroelektrische Flüssigkristallzelle im Zustand bistabiler Ausrichtung, die bei der Flüssigkristallvorrichtung der vorliegenden Erfindung angewandt wird, eine ausreichend geringe Dikke, beispielsweise von 0,1 um bis 3 um, hat. Wenn die Dicke einer Flüssigkristallschicht in dieser Weise geringer wird, lokkert sich die schraubenförmige Struktur eines Flüssigkristallinoleküls sogar in dem Zustand, daß kein elektrisches Feld einwirken gelassen wird, und es erhält eine nicht schraubenförmige Struktur, so daß sein Dipolmoment P oder P' entweder einen nach oben gerichteten Zustand (34a) oder einen nach unten gerichteten Zustand (34b) annimmt, wie es in Figur 3 gezeigt ist. Wenn auf so eine Zelle durch eine Einrichtung (31a) und (31b) zum Anlegen einer Spannung ein elektrisches Feld Ea oder Eb einwirken gelassen wird, dessen Spannung höher als ein vorgegebener Schwellenwert ist, wobei Ea und Eb eine unterschiedliche Polarität haben, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ändert das Dipolmoinent entsprechend dem elektrischen Feldvektor des elektrischen Feldes Ea oder Eb seine Richtung zu einer Richtung 34a nach oben oder einer Richtung 34b nach unten, und dementsprechend wird das Flüssigkristallmolekül in der Richtung entweder eines ersten stabilen Zustands 33a oder eines zweiten stabilen Zustands 33b ausgerichtet.
Die Wirkungen, die mit dieser ferroelektrischen Flüssigkristallzelle erzielbar sind, bestehen erstens darin, daß die Ansprechgeschwindigkeit sehr hoch ist, und zweitens darin, daß die Ausrichtung des Flüssigkristallmoleküls bistabil ist. Die zweite Wirkung wird beispielsweise unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher beschrieben. Wenn das elektrische Feld Ea einwirken gelassen wird, wird das Flüssigkristallmolekül in dem ersten stabilen Zustand 33a ausgerichtet, und dieser Zustand ist selbst dann stabil, wenn das elektrische Feld beseitigt worden ist. Andererseits wird das Flüssigkristallmolekül in dem zweiten stabilen Zustand 33b ausgerichtet, so daß seine Richtung verändert wird, wenn das elektrische Feld Eb, dessen Richtung entgegengesetzt ist, einwirken gelassen wird, und es bleibt selbst in dem Fall noch in diesem Zustand, daß das elektrische Feld beseitigt worden ist. Die jeweiligen Ausrichtungszustände werden auch beibehalten, solange das einwirkende elektrische Feld Ea einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreitet.
Fig. 4A ist eine Schnittzeichnung zur schematischen Veranschaulichung des Ausrichtungszustands von Flüssigkristallmolekülen, wie er in der Ausrichtungsrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
Die Zahlen 61a und 61b, die in Figur 4A gezeigt sind, bezeichnen ein oberes Substrat bzw. ein unteres Substrat. Die Zahl 60 bezeichnet eine Molekülschicht, die aus Flüssigkristallmolekülen 62 gebildet ist, und die Flüssigkristallmoleküle 62 sind derart angeordnet, daß sich ihre Lagen entlang der Grundfläche 64 (kreisförmig) eines Kegels 63 ändern.
Fig. 4B veranschaulicht C-Direktoren im Zustand gleichmäßiger Ausrichtung. U&sub1; in Fig. 4B zeigt C-Direktoren 81, die sich in einem Zustand der stabilen Ausrichtung befinden, und U&sub2; zeigt C-Direktoren 81, die sich in dem anderen Zustand der stabilen Ausrichtung befinden. Jeder C-Direktor 81 ist eine Projektion einer molekularen Längsachse (Molekülachse) auf eine gedachte Fläche, die sich senkrecht zu der Normalen der in Fig. 4A gezeigten Molekülschicht 60 erstreckt.
Andererseits wird durch die C-Direktoren in Fig. 4C der Ausrichtungszustand veranschaulicht, der unter Anwendung eines herkömmlichen geriebenen Polyimidfilms erzeugt wird. Für den in Fig. 4C gezeigten Ausrichtungszustand ist die Molekülachse von dem oberen Substrat 61a bis zu dem unteren Substrat 61b in so hohem Maße verdrillt, daß der Neigungswinkel θ klein ist.
Figur 5A ist eine Draufsicht, die den Neigungswinkel θ für den Fall zeigt, daß sich die C-Direktoren 81 in dem Zustand von Fig. 4B befinden (hierin als "Zustand der gleichmäßigen Ausrichtung" bezeichnet), und Figur 5B ist eine Draufsicht, die den Neigungswinkel θ für den Fall zeigt, daß sich die C-Direktoren 81 in dem Zustand von Fig. 4C befinden (hierin als "Zustand der schrägen Ausrichtung" bezeichnet). In Fig. 5A und 5B bezeichnet die Zahl 50 die Achse der Reibbehandlung, der der vorstehend beschriebene Polyimidfilm der vorliegenden Erfindung unterzogen wird, oder die Richtung, in der ein Substrat hinaufgezogen wird, wenn der vorstehend beschriebene Polyimidfilm der vorliegenden Erfindung durch das LB-Verfahren gebildet wird. Die Zahl 51a bezeichnet eine durchschnittliche Molekülachse, die im Zuständ der Ausrichtung U&sub1; gebildet wird; 51b bezeichnet eine durchschnittliche Molekülachse, die im Zustand der Ausrichtung U&sub2; gebildet wird; 52a bezeichnet eine durchschnittliche Molekülachse, die im Zustand der Ausrichtung S&sub1; gebildet wird; und 52b bezeichnet eine durchschnittliche Molekülachse, die im Zustand der Ausrichtung S&sub2; gebildet wird. Die durchschnittlichen Molekülachsen 51a und 51b können ineinander umgewandelt werden, indem eine Spannung mit entgegengesetzter Polarität, die eine Schwellenspannung überschreitet, angelegt wird. Dasselbe kann auch zwischen den durchschnittlichen Molekülachsen 52a und 52b stattfinden.
Nachstehend wird die Nützlichkeit des Zustands der gleichmäßigen Ausrichtung gegenüber der Verzögerung des optischen Ansprechens (Nachbild), die durch ein umgekehrtes elektrisches Feld Vrev verursacht wird, erläutert. Wenn die Kapazität einer Isolationsschicht (Ausrichtungseinstellungsfilm) einer Flüss igkristallzelle mit Ci bezeichnet wird, die Kapazität einer Flüssigkristallschicht mit CLC bezeichnet wird und die spontane Polarisation eines Flüssigkristalls mit Ps bezeichnet wird, wird der Vrev-Wert, der das Nachbild verursacht, durch den folgenden Ausdruck wiedergegeben:
Vrev = 2 Ps/(Ci + CLC)
Fig. 6A bis 6C sind Schnittzeichnungen zur Veranschaulichung der Verteilung elektrischer Ladungen in einem ferroelektrischen Flüssigkristall, der Richtung der spontanen Polarisation Ps bzw. der Richtung eines umgekehrten elektrischen Feldes Vrev. Fig. 6A zeigt den Zustand der Verteilung positiver und negativer elektrischer Ladungen in einem Speicherzustand vor der Einwirkung eines elektrischen Impulsfeldes. Die spontane Polarisation Ps ist von den positiven elektrischen Ladungen zu den negativen elektrischen Ladungen gerichtet. In Fig. 6B liegt die spontane Polarisation Ps unmittelbar nach der Beseitigung des elektrischen Impulsfeldes in einer Richtung, die der Richtung in dem in Fig. 6A gezeigten Zustand entgegengesetzt ist (folglich werden die Flüssigkristallmoleküle von dem einen Zustand der stabilen Ausrichtung zu dem anderen Zustand der stabilen Ausrichtung umgekehrt). Da jedoch der Zustand der Verteilung positiver und negativer elektrischer Ladungen derselbe ist wie in dem in Fig. 6A gezeigten Zustand, wird in dem Flüssigkristall in der Richtung des Pfeils ein umgekehrtes elektrisches Feld Vrev erzeugt. Dieses umgekehrte elektrische Feld Vrev verschwindet nach einer Weile, wie es in Fig. 6C gezeigt ist, und der Zustand der Verteilung positiver und negativer elektrischer Ladungen wird verändert.
Fig. 7 veranschaulicht Änderungen des optischen Ansprechwertes, die bei dem unter Anwendung eines herkömmlichen, Polyimid-Ausrichtungsfilms erzeugten Zustand der schrägen Ausrichtung auftreten und in Form von Änderungen des Neigungswinkels θ gezeigt sind. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, springt bei der Einwirkung eines elektrischen Impulsfeldes die Molekülachse entlang der Richtung eines Pfeil X&sub1; von der durchschnittlichen Molekülachse S(A), die in dem Zustand der schrägen Ausrichtung gebildet wird, zu der durchschnittlichen Molekülachse U&sub2;, die in dem Zustand der gleichmäßigen Ausrichtung gebildet wird und in der Nähe des maximalen Neigungswinkel über Θ liegt, unmittelbar nach der Beseitigung des elektrischen Impulsfeldes wirkt das umgekehrte elektrische Feld Vrev, wie es in Fig. 6B gezeigt ist, und der Neigungswinkel θ nimmt entlang der Richtung eines Pfeils X&sub2; zu der durchschnittlichen Molekülachse S(B), die in dem Zustand der schrägen Ausrichtung gebildet wird, ab. Dann kann ein Zustand der stabilen Ausrichtung erzielt werden, bei dem der Neigungswinkel θ wegen der Wirkung der in Fig. 6C gezeigten Abschwächung des umgekehrten elektrischen Feldes Vrev entlang der Richtung eines Pfeils X&sub3; zu der durchschnittlichen Molekülachse S(C), die in dem Zustand der schrägen Ausrichtung gebildet wird, etwas erhöht worden ist. Der optische Ansprechwert, der in diesem Fall erzielt wird, wird in Fig. 8 klargestellt.
Fig. 9 zeigt den optischen Ansprechwert, der erzielt wird, wenn der Polyimid-Ausrichtungsfilm der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, tritt keine Verzögerung des optischen Ansprechens ein, die durch das Nachbild verursacht wird, und wird ferner in einem Speicherzustand ein hoher Kontrast erzeugt.
Versuchen zufolge, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt haben, ist durch den Einsatz des Ausrichtungsverfahrens, bei dem der besondere Polyimid-Ausrichtungsfilm, der in den folgenden Beispielen näher erläutert wird, angewandt wird, ein Ausrichtungszustand erzielt worden, der einen hohen optischen Kontrast zwischen einem hellen Zustand und einem dunklen Zustand liefert, insbesondere während der Multiplexansteuerung, wie sie in der US-Patentschrift Nr. 4 655 561 usw. offenbart ist, nicht angewählten Bildelementen einen hohen Kontrast verleiht und ferner während der Umschaltung (während der Multiplexansteuerung) keine Verzögerung des optischen Ansprechens, die während der Anzeige das Nachbild verursachen kann, herbeiführt.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch Angabe von Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

Es wurden zwei Platten aus 1,1 mm dicken Glasscheiben hergestellt, die je mit einem 100 nm (1000 Å) dicken Film aus ITO (Indiumzinnoxid) versehen waren. Die jeweiligen Glas-Substrate wurden in gesättigtem Dampf von Hexamethyldisilazan (HMDS) stehengelassen, um eine Hydrophobierungsbehandlung durchzuführen. Danach wurde auf jedem so behandelten Substrat durch das LB- Verfahren ein aufgebauter Film aus monomolekularen Polyimidfilmen, der in 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30 oder 40 Schichten aufgebaut war, gebildet, um einen Ausrichtungsfilm ohne Reibbehandlung bereitzustellen.
Das Verfahren zur Bildung des aufgebauten Films aus monomolekularen Polyimidfilmen wird nachstehend ausführlich beschrieben. Die Polyamidsäure, die durch die Formel (1) wiedergegeben wird, wurde in N,N-Dimethylacetamid (in einer auf die Repetiereinheit der Polyamidsäure bezogenen Konzentration von 1 x 10&supmin;³ m) gelöst, und danach wurden die Lösung und eine 2 x 10&supmin;³ in Lösung, die getrennt durch Auflösen von N,N-Dimethyloctadecylamin in demselben Lösungsmittel hergestellt worden war, in äquimolaren Mengen (Vol./Vol.) vermischt. Auf diese Weise wurde eine Lösung des durch die Formel (2) wiedergegebenen Polyamidsäure-Octadecylamin-Salzes hergestellt.
Die resultierende Lösung wurde über eine wäßrige Phase 111 (Fig. 11), die aus reinem Wasser mit einer Wassertemperatur von 20 ºC bestand, gespreitet, um auf der Wasseroberfläche einen monomolekularen Film zu bilden. Nach Entfernung des Lösungsmittels wurde ein als Trennplatte 113 dienender Schwimmer bewegt, um die Spreitungsfläche zu vermindern, bis der Oberflächendruck auf 25 mN/m erhöht war. Während der Oberflächendruck konstant gehalten wurde, wurde das vorstehend erwähnte ITO-Glas-Substrat mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/min in der die Wasseroberfläche kreuz enden Richtung vorsichtig eingetaucht und daran anschließend mit einer Geschwindigkeit von 3 mm/min vorsichtig hinaufgezogen, so daß ein aus monomolekularen Schichten aufgebauter zweischichtiger Film vom Y-Typ hergestellt wurde. Solche Vorgänge wurden wiederholt, um einen aus monomolekularen Schichten aufgebauten zweischichtigen Film (LB-Film) mit einer vorgegebenen Zahl von monomolekularen Schichten, der das Polyamidsäure-Octadecylamin-Salz umfaßte, zu bilden. Danach wurde solch ein Substrat im Vakuum unter den Bedingungen einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 20 ºC/min und eines 10minütigen Erhitzens bei einer konstanten Temperatur von 300 ºC erhitzt, um eine Imidierung durchzuführen. Auf diese Weise wurden die gewünschten Ausrichtungsfilme erhalten.
Danach wurden auf eines der Glas-Substrate Aluminiumoxidperlen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1,5 um aufgesprüht. Dann wurden die zwei plattenförmigen Glas-Substrate derart verbunden, daß die Achsen der Eintauchrichtungen (der Richtungen bei dem oberen und dem unteren Substrat) der jeweiligen Ausrichtungsfilme einander parallel waren und in derselben Behandlungsrichtung lagen. Auf diese Weise wurde eine Zelle hergestellt.
In die resultierende Zelle wurde unter Vakuum ein ferroelektrischer smektischer Flüssigkristall "CS-1014" (Handelsname; Produkt von Chisso Corporation) im Zustand einer isotropen Phase eingespritzt und dann vom Zustand der isotropen Phase ausgehend mit einer Geschwindigkeit von 0,5 ºC/h auf 30 ºC abgekühlt. Es war auf diese Weise möglich, den Flüssigkristall auszurichten. In der Zelle des vorliegenden Beispiels, bei der dieser "CS-1014" verwendet wurde, waren die Phasenänderungen wie folgt:
Iso T 80,5 ºC CH T 69,1 ºC SmA T 50 ºC SmC* Iso(Iso: isotrope Phase, Ch: cholesterische Phase, SmA: smektische A-Phase, SmC*: chirale sinektische C-Phase)
Die Flüssigkristallzelle, die mit den Ausrichtungsfilmen versehen war, die jeweils aus dem wie vorstehend beschrieben hergestellten 10schichtigen LB-Film bestanden, wurde zwischen ein Paar in einem Winkel von 90º gekrezte Nicolsche Polarisatoren eingefügt. Danach wurde daran 50 us lang ein Impuls von 30 V angelegt, und dann wurden die in einem Winkel von 90º gekreuzten Nicolschen Polarisatoren in die Auslöschungsstellung (den dunkelsten Zustand) gebracht. Zu dieser Zeit wurde unter Anwendung eines Photoelektronenvervielfachers der Durchlässigkeitsgrad gemessen. Anschließend wurde 50 us lang ein Impuls von -30 V angelegt, und der Durchlässigkeitsgrad zu dieser Zeit (in einem hellen Zustand) wurde in derselben Weise gemessen. Als Ergebnis zeigte sich, daß der Neigungswinkel θ 16º, der Durchlässigkeitsgrad im dunkelsten Zustand 0,9 %, der Durchlässigkeitsgrad in dem hellen Zustand 50 % und das Kontrastverhältnis somit 55:1 betrug.
Die Verzögerung des optischen Ansprechens, die ein Nachbild verursacht, betrug 0,2 Sekunden oder weniger.
Unter Anwendung dieser Flüssigkristallzelle wurde gemäß einer Multiplexansteuerung, bei der die in Fig. 10 gezeigten Ansteuerungs-Kurvenformen angewandt wurden, eine Anzeige durchgeführt. Als Ergebnis wurde eine Anzeige mit einem hohen Kontrast und von hoher Qualität erhalten. Nachdem durch Eingabe vorgegebener Schriftzeichen bzw. Buchstaben ein Bild angezeigt worden war, wurde der gesamte Bildschirm zu einem weißen Zustand ausgeschaltet, wobei bestätigt wurde, daß das Auftreten eines Nachbildes nicht beobachtet wurde. Die Buchstabensymbole SN, SN+1 und SN+2 in Fig. 10 bedeuten Kurvenformen der an Abtastzeilen angelegten Spannungen. Das Buchstabensymbol I bedeutet eine Kurvenform der an eine typische Datenzeile bzw. -leitung angelegten Spannung. I-SN ist eine kombinierte Kurvenform der Spannung, die an den Kreuzungsbereich der Datenzeile bzw. -leitung I und der Abtastzeile SN angelegt wird. In dem vorliegenden Beispiel wurden Versuche unter den Bedingungen V&sub0; = 5 V bis 8 V und ΔT = 20 us bis 70 us durchgeführt. In Tabelle 1 sind Ergebnisse von Versuchen in Abhängigkeit von der Zahl der LB-Filmschichten gezeigt. Tabelle 1 Zahl der LB-Filmschichten Kontrastverhältnis Verzögerung des optischen Ansprechens oder weniger
Es war unabhängig von der Zahl der LB-Filmschichten möglich, Ausrichtungsfilme zu erhalten, deren Umschaltverhalten im Vergleich zu herkömmlichen Ausrichtungsfilmen überlegen war.

Beispiel 2

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurden zwei Platten aus 1,1 mm dicken Glasscheiben hergestellt, die je mit einem 100 nm (1000 Å) dicken ITO-Film versehen waren. Die jeweiligen Glas-Substrate wurden mit einer Lösung von 3,0 Masse% der in Beispiel 1 verwendeten Polyainidsäure, die durch Formel (1) wiedergegeben wird, die in einer Lösungsmittelmischung aus N-Methylpyrrolidon/n-Butylcellosolve (5/1) gelöst waren, 30 Minuten lang unter Anwendung einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung mit 3000 U/min beschichtet. Nachdem Filme gebildet worden waren, wurde jeder Film erhitzt und etwa 1 Stunde lang bei 300 ºC thermisch behandelt. Der hierdurch gebildete Film hatte eine Dicke von 25 nm (250 Å). Der resultierende Beschichtungsfilm wurde unter Anwendung eines Tuches aus Polyamid in einer Richtung gerieben. Danach wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 eine Zelle hergestellt und das Kontrastverhältnis und die Verzögerung des optischen Ansprechens gemessene wobei sich zeigte, daß wie in dem Fall, daß die Filme durch das LB-Verfahren hergestellt wurden, ausgezeichnete Vorrichtungseigenschaften erzielbar waren.
Kontrastverhältnis: 50: 1
Verzögerung des optischen Ansprechens: 0,4 s.
Es wurde auch gemäß einer Multiplexansteuerung in derselben Weise wie in Beispiel 1 eine Anzeige durchgeführt, wobei in bezug auf Kontrast und Nachbild dieselben Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten wurden.

Beispiele 3 bis 10

Zellen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß die Ausrichtungseinstellungsfilme (Ausrichtungsfilme) und Flüssigkristallmaterialien, wie sie in Tabelle 2 gezeigt sind, angewendet wurden. Die jeweiligen Zellen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 geprüft. Ergebnisse, die in bezug auf das Kontrastverhältnis und die Verzögerung des optischen Ansprechens erhalten wurden, sind in Tabelle 3 gezeigt.
Es wurde auch gemäß einer Multiplexansteuerung in derselben Weise wie in Beispiel 1 eine Anzeige durchgeführt, wobei in bezug auf Kontrast und Nachbild dieselben Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten wurden. Tabelle 2 Nr. Ausrichtungsfilm (Vorstufe: Polyamidsaüre) Flüssigkristallmaterial CS1014 (Handelsname) Ferroelektrischer Flüssigkristall, Produkt von Chisso Corporation dasselbe Tabelle 2 (Fortsetzung) Nr. Ausrichtungsfilm (Vorstufe: Polyamidsäure) Flüssigkristallmaterial CS1014 (Handelsname) Ferroelektrischer Flüssigkristall, Produkt von Chisso Corporation dasselbe Tabelle 3 Beispiel Ausrichtungsfilm Nr.* Zahl der LB-Filmschichten Kontrastverhältnis Verzögerung des optischen Ansprechens oder weniger * Nr. in Tabelle 2

Beispiele 11 bis 15

Zellen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 2 erhalten, außer daß die Ausrichtungseinstellungsfilme (Ausrichtungsfilme) und Flüssigkristallmaterialien, wie sie in Tabelle 2 gezeigt sind, angewendet wurden. Die jeweiligen Zellen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 geprüft. Ergebnisse, die in bezug auf das Kontrastverhältnis und die Verzögerung des optischen Ansprechens erhalten wurden, sind in Tabelle 4 gezeigt.
Es wurde auch gemäß einer Multiplexansteuerung in derselben Weise wie in Beispiel 1 eine Anzeige durchgeführt, wobei in bezug auf Kontrast und Nachbild dieselben Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten wurden. Tabelle 4 Beispiel Ausrichtungsfilm Nr.* Zahl der LB-Filmschichten Kontrastverhältnis Verzögerung des optischen Ansprechens oder weniger * Nr. in Tabelle 2

Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Zellen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, außer daß die Ausrichtungseinstellungsf ilme (Ausrichtungsfilme) und Flüssigkristallmaterialien, wie sie in Tabelle 5 gezeigt sind, angewendet wurden. Die jeweiligen Zellen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 geprüft. Ergebnisse, die in bezug auf das Kontrastverhältnis und die Verzögerung des optischen Ansprechens erhalten wurden, sind in Tabelle 6 gezeigt.
Es wurde auch gemäß einer Multiplexansteuerung in derselben Weise wie in Beispiel 1 eine Anzeige durchgeführt, wobei die Ergebnisse erhalten wurden, daß der Kontrast niedriger war als der der Beispiele der vorliegenden Erfindung und ferner ein Nachbild auftrat. Tabelle 5 Ausrichtungsfilm (Polamidsäure-Lack) Flüssigkristallmaterial Vergleichsbeispiel: (Handelsname)* derselbe dasselbe * Aromatischer Polyimid-Lack, Produkt von Toray Industries Inc. ** Polyimid-Lack, Produkt von Hitachi Chemical Co., Ltd. *** Ferroelektrischer Flüssigkristall, Produkt von Chisso Corporation Tabelle 6 Kontrastverhältnis Verzögerung des optischen Ansprechens Vergleichsbeispiel:
Bei den vorstehenden Beispielen wurden Eigenschaften von Flüssigkristallvorrichtungen, die unter Verwendung des ferroelektrischen Flüssigkristalls CS1014 hergestellt wurden, bewertet. Die Flüssigkristallmaterialien, die verwendet werden, sind keineswegs aufferroelektrische Flüssigkristalle beschränkt. Beispielsweise können auch nematische Flüssigkristalle, cholesterische Flüssigkristalle und smektische Flüssigkristalle allein oder in Form einer Mischung verwendet werden. Ein Beispiel für eine Vorrichtung, bei der ein nematischer Flüssigkristall verwendet wird, ist nachstehend gezeigt.

Beispiel 16

Substrate wurden in derselben Weise wie in Beispiel 2 hergestellt. Die Substrate wurden derart verbunden, daß sich die Reibrichtungen im rechten Winkel kreuzten, und ihre Umfangsränder wurden mit Ausnahme einer Einspritzöffnung unter Verwendung eines heißhärtbaren Epoxyharzes abgedichtet. Der Abstand zwischen den Substraten betrug 6 um.
Danach wurde ein nematischer Flüssigkristall (ZLI-1285, Produkt von Merck AG, Westdeutschland) in die Zelle eingespritzt, und dann wurde die Einspritzöffnung abgedichtet.
Ein Paar Polarisatoren wurden parallel zu der Reibrichtung eines benachbarten Substrats angeordnet, und der Flüssigkristall wurde mit einem Mikroskop betrachtet, wobei bestätigt wurde, daß eine verdrillte Ausrichtung mit einer ausgezeichneten Gleichmäßigkeit erzielt wurde.
Unter Anwendung dieser Flüssigkristallvorrichtung wurde eine kontinuierliche Betriebsprüfung durchgeführt.
Als Ergebnis wurde selbst nach 30tägiger Ansteuerung unter Anwendung eines Wechselstroms von 10 V mit 50 Hz eine gute verdrillte Ausrichtung beibehalten, und somit wurde eine ausgezeichnete Haltbarkeit bestätigt.

Claims

1. Flüssigkristallvorrichtung, die ein Paar Substrate und ein zwischen dem erwähnten Paar Substraten angeordnetes Flüssigkristallmaterial umfaßt, wobei mindestens eines der erwähnten Substrate mit einem Film versehen ist, der eine Polyimidverbindung umfaßt, die in ihrer Polyiinid-Hauptketten-Struktureinheit mindestens eine Alkylseitenkette hat, die eine Alkylkettenkomponente mit einer Länge von 3 bis 10 Kohlenstoffatomen enthält.

2. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erwähnte Alkylseitenkette eine gerade Alkylkette ist.

3. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erwähnte Polyimidf ilm ein monomolekularer Film oder ein aufgebauter Film aus monomolekularen Filmen ist.

4. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erwähnte Flüssigkristallmaterial ein ferroelektrischer Flüssigkristall ist.

5. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erwähnte Polyimidfilm, der die erwähnte Polyimidverbindung umfaßt, ein Film ist, der durch Imidierung einer durch Kondensationsreaktion eines Carbonsäureanhydrids mit einem Diamin synthetisierten Polyamidsäure erhalten wird, wobei mindestens eines von dem erwähnten Carbonsäureanhydrid oder dem erwähnten Diamin mit der erwähnten Alkylseitenkette substituiert ist.

6. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 5, bei der das erwähnte Carbonsäureanhydrid oder das erwähnte Diamin, von denen mindestens eines mit der erwähnten Alkylseitenkette substituiert ist, aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgenden besteht:

- Diamine --

und

- Carbonsäureanhydride --

worin m und n je eine ganze Zahl von 0, 1 bis 3 bedeuten und R aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgenden besteht:

normal-ClH2l+1-, l = ganze Zahl von 3 bis 10;

normal-ClH2l+1CO-, l = ganze Zahl von 3 bis 10;

normal-ClH2l+1O-, l = ganze Zahl von 3 bis 10;

normal-CF&sub3;(CF&sub2;)k(CH&sub2;)l-, l + k = ganze Zahl von 2 bis 10 und k = 2, 3 oder 5;

normal-CF&sub3;(CF&sub2;)k(CH&sub2;)lCO-, l + k = ganze Zahl von 2 bis 10 und k = 2, 3 oder 5;

(CF&sub3;)&sub2;CF(CH&sub2;)l-, l = ganze Zahl von 0, 1 bis 8 oder

(CF&sub3;)&sub2;CF(CH&sub2;)lCO-, l = ganze Zahl von 0, 1 bis 8,

wobei R mit verschiedenen zwei oder mehr Arten der Gruppe davon kombiniert sein kann.

7. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erwähnte Polyimidfilin eine Dicke von 1 nm bis 1 um hat.

8. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erwähnte Polyimidfilm eine Dicke von 3 bis 200 nm hat.

9. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erwähnte Polyimidfilm eine Dicke von 3 bis 30 nm hat.