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Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallvorrichtung zur Verwendung
in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, einem optischen
Flüssigkristallverschluß und dergleichen und insbesondere auf eine solche
Flüssigkristallvorrichtung, die einen ferroelektrischen Flüssigkristall verwendet
und genauer auf eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung, die
hervorragend ist im Bezug auf Beständigkeit gegen mechanischen Stoß und
dergleichen.
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Eine Anzeigevorrichtung von dem Typ, der den Durchlaß von Licht in
Kombination mit einer Polarisationsvorrichtung durch Ausnutzung der Anisotropie des
Brechungsindexes von ferroelektrischen Flüssigkristallmolekülen steuert, wurde
von Clark und Lagerwall vorgeschlagen (offengelegte japanische
Patentanmeldung Nr. 107 217/1981, US-Patent Nr. 4 367 924). Der ferroelektrische
Flüssigkristall besitzt im allgemeinen eine chirale, smektische C-Phase (SmC*) oder
H-Phase (SmH*), in der er mit einem bistabilen Ausrichtungs- oder
Anordnungszustand versehen ist, wobei die Flüssigkristallmoleküle in diesem
Anordnungszustand entweder einen ersten optisch stabilen Zustand oder einen zweiten
optisch stabilen Zustand annehmen in Reaktion auf ein angelegtes, elektrisches
Feld, zeigt eine Speichereigenschaft, die darin besteht, daß der sich ergebende
Zustand in Abwesenheit eines elektrischen Feldes beibehalten wird, und zeigt
auch ein Ansprechen mit hoher Geschwindigkeit auf eine Änderung des
elektrischen Feldes, so daß erwartet werden kann, daß der ferroelektrische
Flüssigkristall weit verbreitet in einer optischen Modulationsvorrichtung vom Typ mit
Speicherwirkung und hoher Geschwindigkeit eingesetzt werden kann.
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In einer solchen Anzeigevorrichtung wurde ein Verfahren allgemein
angenommen, das darin besteht, Abstandshalter, wie zum Beispiel Siliciumdioxidkugeln
oder Aluminiumoxidkugeln, in der Vorrichtung zu verteilen, um einen
ausreichend kleinen Abstand zwischen zwei Trägern zu erhalten. Ein Beispiel kann in
US-A 4 712 865 gefunden werden. Das schlichte Konstanthalten eines Abstandes
zwischen zwei Trägern ist allerdings nicht ausreichend, um insbesondere das
Auftreten von Zerstörung oder Unordnung in einer Ausrichtung zu verhindern,
die durch mechanischen Stoß oder Schlag verursacht wird.
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Um das vorstehend genannte Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen,
klebefähige Teilchen in der Vorrichtung zu dispergieren, um so ein Gleiten oder eine
Positionsabweichung zwischen den Trägern zu unterdrücken, zum Beispiel in der
offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 174 726/1987. Im
Hinblick auf die Ausrichtung eines Flüssigkristalls ist allerdings die Gegenwart von
Abstandshalterelementen, klebefähigen Teilchen und dergleichen in einer
Vorrichtung leicht Anlaß für Ausrichtungsstörungen in ihrem Umkreis.
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In dem Fall, in dem eine Flüssigkristallvorrichtung in einem solchen Zustand so
angesteuert wird, dass sie von einem ersten optisch stabilen Zustand in einen
zweiten optisch stabilen Zustand umschaltet, wird das Umschalten um die
Abstandshalterelemente und die klebenden Teilchen herum verzögert, wodurch ein
Flackerphänomen verursacht wird. Weiter tritt, wenn die Verzögerung besonders
groß ist, ein Remanenzphänomen auf, das darin besteht, daß ein Bildzustand vor
dem Schalten nach dem Schalten beobachtbar bleibt. Dieses Phänomen wird
bemerkbar, wenn die Zahl der Abstandshalterelemente oder klebefähigen Teilchen
anwächst, und ist problematisch, weil es die Bildqualität der
Flüssigkristallvorrichtung erkennbar verschlechtert.
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Weiter wurde bei Experimenten im Rahmen der Erfindung ein Problem
beobachtet. Genauer gesagt werden, wenn eine Zelle, wie sie vorstehend beschrieben
wurde, die ein Paar Träger umfaßt, die durch klebefähige Elemente aneinander
befestigt sind, mit einem ferroelektrischen Flüssigkristallmaterial in isotroper
Phase gefüllt wird, worauf auf eine chirale, smektische Phase abgekühlt wird,
um eine Flüssigkristallzelle zu bilden, und die Zelle dann durch überkreuzt
angeordnete Nicol'sche Polarisatoren beobachtet wird, die die Zelle zwischen sich
einschließen, mit dem bloßen Auge Zickzacklinien oder Wellenlinien auf der
Zellenoberfläche erkannt. Diese Zickzacklinien oder Wellenlinien verursachen eine
Verringerung der Anzeigequalität.
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Solche Zickzacklinien oder Wellenlinien werden verursacht, wenn ein
Flüssigkristall in der isotropen oder cholesterischen Phase zum Füllen einer Zelle
eingespritzt und dann abgekühlt wird, wodurch er eine volumetrische Kontraktion
während eines Phasenüberganges in eine smektische A-Phase oder chirale,
smektische Phase verursacht, wodurch mikroskopische Räume in der Form von
Zickzacklinien oder Wellenlinien im chiralen, smektischen Flüssigkristall
zurückbleiben und durch überkreuzt angeordnete Nicol'sche Polarisatoren
beobachtbar sind.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine ferroelektrische
Flüssigkristallvorrichtung bereitzustellen, die die vorstehend genannten Probleme gelöst hat.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine ferroelektrische
Flüssigkristallvorrichtung bereitzustellen, die verbessert worden ist sowohl im Bezug
auf die Schlagbeständigkeit als auch die Anzeigequalität.
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Als Ergebnis wiederholter Experimente im Rahmen der Erfindung, um die
vorstehend genannten Aufgaben zu erfüllen, wurde eine Beziehung zwischen dem
Auftreten der vorstehend genannten Zickzacklinien oder Wellenlinien und der
Verteilung von klebefähigen Elementen aufgefunden, wodurch die vorliegende
Erfindung gemacht wurde.
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So wird gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung eine ferroelektrische
Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1 bereitgestellt, wobei die klebefähigen
Elemente so entlang den inneren Oberflächen der Träger, bevorzugt mit einer
mittleren Klebefläche pro Element von 1,25 · 10&supmin;³ mm² oder weniger, verteilt sind,
daß die Gleichung erfüllt wird:
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SA/SB = 2,5 · 10&supmin;² bis 1,0%
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worin SA die gesamte Klebefläche der klebefähigen Elemente bedeutet und SB die
Anzeigefläche der ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung bedeutet.
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Diese und andere Aufgaben, Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden
verständlicher bei Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung unter Berücksichtigung der beigefügten
Zeichnungen.
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Fig. 1A ist eine schematische Schnittansicht eines Ausschnittes quer durch die
Dicke einer erfindungsgemäßen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung. Fig.
1B ist eine schematische Draufsicht dieser Flüssigkristallvorrichtung.
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Fig. 2 ist eine schematische, perspektivische Veranschaulichung, die einen
Ausrichtungszustand der ferroelektrischen Flüssigkristallmoleküle, die in der
Erfindung verwendet werden, darstellt.
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Fig. 3 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen den
Leistungen einer Vorrichtung und der mittleren Klebefläche eines klebefähigen
Elementes und ihrer Verteilungsdichte darstellt.
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Fig. 4 ist eine teilweise Schnittansicht einer Flüssigkristallvorrichtung, die
stäbchenförmige Abstandshalter verwendet.
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Fig. 5 ist eine teilweise Schnittansicht einer Flüssigkristallvorrichtung, die
perlenförmige Abstandshalter verwendet.
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Fig. 6 ist eine teilweise Schnittansicht quer durch die Dicke des Trägers einer
Flüssigkristallvorrichtung, die in einem Beispiel verwendet wird.
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Fig. 7 ist eine grafische Darstellung, die Ansteuerwellenformen zeigt, die im
Beispiel verwendet werden.
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Fig. 1A ist eine teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
ferroelektrischen Flüssigkristallzelle 101. Die ferroelektrische Flüssigkristallzelle 101
umfaßt ein Paar Träger 102 und 103 aus Glas, Kunststoff und dergleichen und
dazwischen einen ferroelektrischen Flüssigkristall 104, starre Elemente 105 aus
Glasfaser, die als Abstandshalter wirken, und klebefähige Elemente 106, die die
Träger 102 und 103 miteinander verbinden.
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Auf den inneren Seiten der Träger 102 und 103 sind jeweils transparente
Elektroden 107 und 108, transparente dielektrische Filme 109 und 110 und
Ausrichtungssteuerfilme 111 und 112 angebracht. Es ist möglich, einen der
Ausrichtungssteuerfilme 111 und 112 wegzulassen.
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Der ferroelektrische Flüssigkristall 104 kann ausgewählt sein aus den
Flüssigkristallen, die zum Beispiel in den US-Patenten Nrr. 4 561 726, 4 589 996,
4 592 858 und 4 614 609 offenbart sind. Der ferroelektrische Flüssigkristall kann
in einem Ausrichtungszustand vorliegen, in dem seine helikale Struktur
unterdrückt oder aufgelöst ist, wie in den US-Patenten Nrr. 4 563 059 und 4 712 873
offenbart.
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Fig. 2 veranschaulicht einen bistabilen Ausrichtungszustand oder
Anordnungszustand, in dem eine helikale Ausrichtungsstruktur, die einem chiralen,
smektischen Flüssigkristall in seiner Phase in Masse zueigen ist, aufgelöst wurde. Ein
solcher bistabiler Ausrichtungszustand kann verwirklicht werden, indem der
Abstand zwischen dem Paar Träger 201 und 202 auf einem Wert gehalten wird (von
10 um oder weniger), der ausreichend klein ist, um die helikale
Ausrichtungsstruktur aufzulösen. Im bistabilen Ausrichtungszustand liegt ein
Flüssigkristallmolekül in der Abwesenheit eines elektrischen Feldes als ein
Flüssigkristallmolekül 203A oder 203B vor, das in jeweils einem der beiden stabilen Zustände
ausgerichtet ist, so daß es ein Dipolmoment aufweist, das durch einen Pfeil
angezeigt wird. Weiter ist es in der Erfindung möglich, einen Ausrichtungszustand
zu verwenden, in dem ein Flüssigkristallmolekül so ausgerichtet ist, daß es einen
Vorverdrillungswinkel im Bezug auf die Träger 201 und 202 aufweist. Die
Flüssigkristallmoleküle sind so angeordnet, daß sie vertikale molekulare Schichten
201 bilden, die jeweils aus einer Vielzahl von Flüssigkristallmolekülen
zusammengesetzt sind.
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Die klebefähigen Elemente 106, die in der Erfindung verwendet werden, können
zum Beispiel gebildet werden, indem zuvor klebefähige Epoxidharzteilchen mit
einem Durchmesser von 1 bis 50 um auf einen der beiden Träger verteilt und
dann die beiden Träger übereinander gelegt und schließlich einer
Wärmebehandlung unterworfen werden. Die starren Elemente 105 können bevorzugt im voraus
zusammen mit den klebefähigen Epoxidharzteilchen auf einem Träger verteilt
werden. Die starren Elemente 105 wirken als Abstandshalter, um einen Abstand
zwischen den Trägern 102 und 103 zu halten und können im allgemeinen einen
Durchmesser im Bereich von 1 bis 5 um aufweisen.
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Die Ausrichtungszustände in einer solchen ferroelektrischen Flüssigkristallzelle
101 können mit Hilfe eines Paares von Polarisatoren 113 und 114 optisch
unterschieden werden.
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Fig. 1B ist eine schematische Draufsicht einer solchen ferroelektrischen
Flüssigkristallzelle 101, worin ein Abdichtelement 115 so angeordnet ist, daß es die
Umgebung der Zelle abdichtet, indem die Träger 102 und 103 verklebt werden,
wobei eine Einspritzöffnung frei bleibt. Eine Fläche 117 im Inneren des
Abdichtelementes 115 wird als Anzeigefläche verwendet.
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Die Ausrichtungssteuerfilme 111 und 112 können aus einem Film aus einem
organischen, isolierenden Material gebildet sein, wie zum Beispiel
Polyvinylalkohol, Polyimid, Polyamidimid, Polyesterimid, Polyparaxylylen, Polyester,
Polycarbonat, Polyvinylacetal, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polystyrol, Celluloseharz,
Melaminharz, Harnstoffharz und Acrylharz, die einer uniaxialen
Ausrichtungsbehandlung, wie zum Beispiel Reiben, unterworfen wurden. Die transparenten,
dielektrischen Filme 109 und 110 können aus einem Film aus einen
anorganischen, isolierenden Material gebildet werden, wie zum Beispiel Siliciummonoxid,
Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Zirconiumoxid, Magnesiumfluorid, Ceroxid,
Cerfluorid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid und Bornitrid. Die
Ausrichtungssteuerfilme 111 und 112 können im allgemeinen eine Dicke von 50 Å bis 1000 Å
besitzen, und die transparenten, dielektrischen Filme 109 und 110 können im
allgemeinen eine Dicke von 100 Å bis 3000 Å besitzen.
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Fig. 4 ist eine schematische Teilansicht eines Schnittes einer
Flüssigkristallvorrichtung, die einen stäbchenförmigen Abstandhalter verwendet und die Träger
(Elektrodenplatten) 41, ein klebefähiges Teilchen 42 und einen stäbchenförmigen
Abstandhalter 43 umfaßt. Auf der anderen Seite ist Fig. 5 eine schematische
Teilansicht einer Flüssigkristallvorrichtung, die einen perlenförmigen
Abstandshalter 54 verwendet.
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In dem Fall, in dem ein perlenförmiger Abstandshalter 54 verwendet wird,
berührt das Abstandshalterelement 54 eine Elektrodenplatte 41 in einem Punkt,
wie in Fig. 5 dargestellt. Auf der anderen Seite berührt in dem Fall, in dem ein
stäbchenförmiger Abstandshalter 43 verwendet wird, das Abstandselement 43
eine Elektrodenplatte 41 in einer Linie, wie in Fig. 4 dargestellt, so daß eine
größere Tragkraft durch ein einzelnes Abstandshalterelement 43 erreicht wird.
Entsprechend müssen perlenförmige Abstandshalter 54 in einer Dichte von 200
Abstandshaltern/mm² oder mehr verwendet werden, um einen stabilen Abstand
zwischen den Trägern einzuhalten. Im Gegensatz dazu können stäbchenförmige
Abstandshalter 43 einen Abstand zwischen den Trägern ausreichend stabil
halten, wenn sie in einer Dichte von 50 Abstandshaltern/mm² (bei einer Länge von
2 um) verwendet werden. Als Ergebnis kann die Anzahl der
Abstandshalterelemente, die in einer Vorrichtung verwendet werden, bemerkenswert verringert
werden, so daß die Zellenwand auf Abstand gehalten werden kann, während
Ausrichtungsfehler unterdrückt werden, wodurch eine bessere Bildqualität
erhalten wird, während die Zahl der klebefähigen Teilchen nicht geändert wird, das
heißt, während die erforderliche Schlagbeständigkeit erreicht wird.
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Die stäbchenförmigen Abstandshalter 43 können im allgemeinen aus Glas
bestehen, können aber auch aus einem Polymer gebildet sein. Beispiele eines solchen
Polymers können einschließen: Acetalharze, chlorierte Polyether, Epoxidharze,
fluorhaltige Harze, Phenolharze, Polyarylether, Polycarbonat, Polyarylsulfon,
Polyphenylenoxid, Polysulfon, Polyethersulfon, Polystyrol, Polyarylat,
Harnstoffharz, Melaminharz, Furanharz, Polyamid, Polyamidimid, Polybutadien,
Polyaminobismaleinsäureimid, Polypropylen, Polyphenylensulfid und
Polyphenylensulfon.
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Der Durchmesser des stäbchenförmigen Abstandshalters 43 bestimmt den
Abstand zwischen den Trägern der Flüssigkristallvorrichtung und wirkt sich auf die
Leistungen der Vorrichtung aus. Ein kleinerer Abstand ist bevorzugt, um einen
besseren bistabilen Ausrichtungszustand bereitzustellen und
Speichereigenschaften beizubehalten. Entsprechend haben die stäbchenförmigen
Abstandshalter einen Durchmesser von 1 bis 5 um. Wenn die stäbchenförmigen
Abstandshalter länger werden, kann ein Abstandshalter einen Träger in einer größeren
Länge berühren, so daß die Anzahl der Abstandshalter entsprechend verringert
werden kann. Wenn ein Abstandshalterelement 43 übermäßig lang ist, wird
allerdings ein größerer Ausrichtungsfehler verursacht, was den Effekt der
verbesserten Bildqualität, der der Verringerung der Anzahl von Abstandshaltern
zuzuschreiben ist, überdeckt und sogar eine schlechtere Bildqualität bereitstellt.
Unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Faktoren können die
Abstandshalterelemente bevorzugt eine Länge von 1,0 bis 25 um haben. Weiter können die
klebefähigen Teilchen bevorzugt solche sein, die eine mittlere Klebefläche pro
Teilchen von 1,25 · 10&supmin;³ mm oder weniger bereitstellen und bevorzugt in einer
Dichte verwendet werden können, die die folgende Beziehung erfüllt:
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SA/SB = 2,5 · 10&supmin;² bis 1,0%,
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worin SA die gesamte Klebefläche bedeutet, die durch die klebefähigen Elemente
gegeben ist, und SB die Anzeigefläche bedeutet, die durch die
Flüssigkristallvorrichtung gegeben ist.
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Im folgenden wird die Erfindung auf der Grundlage von spezifischen Beispielen
und Vergleichsbeispielen erläutert.
Beispiel 1
(fällt nicht in den Umfang der Erfindung)
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Zwei 1,1 mm dicke Glasplatten wurden bereitgestellt und jeweils mit
transparenten, streifenförmigen Elektroden aus ITO (Indium-Zinn-Oxid) und dann mit
einem 1000Å dicken, transparenten, dielektrischen Film aus SiO&sub2; durch
Sputtern beschichtet.
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Der SiO&sub2;-Film wurde weiter mit einem 500 Å dicken Ausrichtungssteuerfilm aus
Polyimid beschichtet, indem eine 4 gew.-%ige Lösung einer Polyimid bildenden
Flüssigkeit ("SP-710", erhältlich von Toray K. K.) in einer
Lösungsmittelmischung aus N-Methylpyrrolidon/n-Butylcellosolve (2/1) mit einem Druckprozeß
aufgebracht wurde, worauf bei 300ºC in der Hitze gehärtet wurde. Der Film
wurde nach dem Härten mit einem aus Acetatfasern hergestellten Tuch gerieben.
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Auf einem der beiden Träger, die in der vorstehend beschriebenen Weise
behandelt wurden, wurden klebefähige Teilchen aus Epoxidharz (Handelsname:
Toraypearl, erhältlich von Toray K. K.) mit einer mittleren Teilchengröße von 5 um mit
einer Verteildichte von 30 Teilchen/mm² mit Hilfe eines elektrostatischen
Verteilsystems von Nordson verteilt. Getrennt davon wurden auf den anderen
Träger Siliciumdioxidmikroperlen mit einem mittleren Durchmesser von 1,5 um mit
einer Verteildichte von 200 Perlen/mm² verteilt. Dann wurde ein flüssiger
Klebstoff (Handelsname: Struct Bond, erhältlich von Mitsui Toatsu K. K.) in einer
Dicke von 4 um als Dichtelement 115 aufgebracht. Dann wurden die beiden
Glasträger übereinandergelegt und miteinander verklebt, indem auf sie 5 min lang
ein Druck von 4 kg/cm² bei einer Temperatur von 70ºC aufgebracht wurde,
worauf ein Druck von 1 kg/cm² bei 150ºC aufgebracht wurde, um die zwei Sorten von
Klebstoffen in der Wärme zu härten, wodurch eine leere Zelle hergestellt wurde.
Zu diesem Zeitpunkt stellten die klebefähigen Teilchen eine mittlere Klebefläche
von 5 · 10&supmin;&sup5; mm²/Teilchen und ein Verhältnis von SA/SB von 15 · 10&supmin;²% bereit.
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Dann wurde die leere Zelle bis auf einen Druck von 10&supmin;&sup4; Torr evakuiert und mit
einem ferroelektrischen Flüssigkristall ("CS 1014", Handelsname, erhältlich von
Chisso K.K.) in isotroper Phase bei 90ºC gefüllt, der dann über eine
cholesterische Phase und eine smektische A-Phase auf 25ºC abgekühlt wurde, worauf eine
chirale, smektische Phase erhalten wurde. Die Flüssigkristallzelle, die auf diese
Weise hergestellt wurde, wurde einer Schlagbeständigkeitsprüfung mit Hilfe
einer Vorrichtung zum Prüfen der Fallbeständigkeit ("DT-50", erhältlich von Yoshida
Seiki K.K.) unterworfen, worin der durch Fall ausgeübte Schlag bei 20 G
begann und immer um Einheiten von 10 G erhöht wurde. Als Ergebnis
verursachte die Flüssigkristallvorrichtung, die gemäß vorstehender Beschreibung
hergestellt wurde, keine Verschlechterung in der Ausrichtung, selbst bei einem
durch Fall ausgeübten Schlag von 80 G.
Beispiel 2 bis 9
(fallen nicht in den Umfang der beigefügten Ansprüche)
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Flüssigkristallvorrichtungen wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1
hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein UV-härtbares (durch ultraviolette Strahlung
härtbares) Klebemittel ("XLC-1", Handelsname, erhältlich von Kyoritsu Kagaku
K. K.) anstelle der klebefähigen Teilchen durch Buchdrucktechnik in Form von
Punkten mit einer jeweiligen Dicke von 3 um und einem Durchmesser im Bereich
von 5,5 bis 28 um mit variierende Verteilungsdichten, wie sie in der nachfolgend
dargestellten Tabelle 1 aufgeführt sind, aufgebracht wurde und das gleiche UV-
härtbare Klebemittel auch in einer Dicke von 4 um als Dichtelement aufgedruckt
wurde, und dann wurde das Trägerpaar übereinandergelegt und durch UV-
Bestrahlung miteinander verklebt.
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Die Flüssigkristallvorrichtungen, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurden
in dergleichen Schlagbeständigkeitsprüfung wie in Beispiel 1 unterzogen. Als
Ergebnis verursachte keine Vorrichtung eine Verschlechterung in der Ausrichtung
bei einem durch Fall ausgeübten Schlag von 80 G.
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Weiter zeigte keine Vorrichtung eine schlechte Einspritzung oder
Einspritzungsversagen des Flüssigkristalls über die gesamte Anzeigefläche.
Tabelle 1
Vergleichsbeispiele 1 bis 4
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Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtungen wurden in der gleichen Weise wie
in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die mittlere Klebefläche pro
Teilcheneinheit und die Verteilungsdichte der klebenden Teilchen geändert wurde,
wie es in der folgenden Tabelle 2 dargestellt ist, und dann der
Schlagbeständigkeitsprüfung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unterworfen wurde.
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Die Ergebnisse sind auch in der nachfolgenden Tabelle 2 dargestellt zusammen
mit der Untersuchung des Einspritzens der Flüssigkristalle in die entsprechende
Vorrichtungen.
Tabelle 2
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*1: Einspritzungsversagen wurde verursacht bei etwa 3% der Anzeigefläche.
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*2: kein Einspritzungsversagen wurde über die gesamte Anzeigefläche beobachtet.
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*3: nach der Schlagprüfung wurde eine sandartige Textur entwickelt.
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Die Flüssigkristallzellen, die in den vorstehend genannten Beispielen 1 bis 10
und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 hergestellt wurden, wurden jeweils
zwischen einem Paar von gekreuzt stehenden Nicol'schen Polarisatoren
eingeschlossen und mit dem bloßen Auge betrachtet. Als Ergebnis wurde eine große Zahl
von schwarzen Zickzacklinien oder Wellenlinien klar mit dem bloßen Auge in
den Zellen der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 beobachtet, wohingegen keine solchen
schwarzen Störlinien in irgendeiner Zelle der Beispiele 1 bis 10 beobachtet
wurde.
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Fig. 3 ist eine grafische Darstellung, die auf der Grundlage der experimentellen
Ergebnisse einschließlich derer der vorstehend genannten Beispiele 1 bis 10 und
Vergleichsbeispiele 1 bis 5 hergestellt wurde. In Fig. 3 stellen und die
gemessenen Werte dar, wobei die Werte darstellt, die durch die Beispiele
erhalten wurden und die Werte dar, die durch die Vergleichsbeispiele erhalten
wurden. Weiter bezieht sich der Hinweis "schlechte Bildqualität" in Fig. 3 auf einen
Bereich, in dem die vorstehend genannten, schwarzen Zickzacklinien oder
Wellenlinien auftraten, und "schlechte Einspritzung" auf einen Bereich, in dem ein
Einspritzversagen oder ein Versagen, die Zelle vollständig zu füllen, beobachtet
wurde.
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In den vorstehend genannten Beispielen kann die mittlere Klebefläche (y) pro
Element der klebefähigen Teilchen 106 auf 1,25 · 10&supmin;³ mm² oder weniger, die
Verteilungsdichte (x) dafür auf 100 Elemente/mm² oder weniger und das Produkt
von x · y, daß heißt, das Verhältnis (SA/SB) der gesamten Klebefläche SA (mm²)
zur Anzeigefläche SB (mm²), auf 2,5 · 10&supmin;² bis 1,0% eingestellt werden. Die
Verteilungsdichte der klebefähigen Elemente 106 kann auf 50 Elemente/mm² oder
weniger eingestellt werden.
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Im übrigen stellt die mittlere Klebefläche ein Mittel der gemessenen Werte für
200 klebefähige Elemente dar, und die Verteilungsdichte der klebefähigen
Elemente stellt ein Mittel der gemessenen Werte für 200 Punkte (jeweils 10 Punkte
aus einem 5 · 4 Elemente umfassenden Schachbrettmuster, das auf der
Anzeigefläche gebildet wurde) mit einer Fläche von jeweils 1,08 mm² dar.
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Wie vorstehend beschrieben, kann das Auftreten von sandartigen Texturen
aufgrund von Schlag verhindert werden, während Einspritzversagen des
Flüssigkristalls verhindert wird und gleichzeitig das Auftreten von schwarzen Zickzacklinien
oder Wellenlinien verhindert wird, die zu einer Erniedrigung der
Anzeigequalität führen.
Beispiel 11
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Zwei 0,7 mm dicke Glasplatten wurden bereitgestellt und, wie in Fig. 6
dargestellt, wurde jede der Platten 68 mit 1500 Å dicken, streifenförmigen Elektroden
65 aus ITO und weiter mit einer 1000 Å dicken Elektrode 66 nach dem
Molybdenverfahren als Zuleitungsleitung mit niedrigem spezifischem Widerstand in
der Weise beschichtet, daß sie über die ITO-Elektrode und den leeren
Trägerbereich streicht. Weiter wurde eine 500 Å dicke SiO&sub2;-Schicht 67 darauf durch
Sputtern als eine Schicht zum Verhindern des Kurzschlusses zwischen der oberen und
der unteren Elektrode gebildet, und diese wurde weiter mit einem 200 Å dicken
Polyimidausrichtungsfilm 69 beschichtet, der gebildet wurde, indem eine 2%ige
Lösung einer Polyimid bildenden Lösung ("SP-710", erhältlich von Toray K.K.) in
einer Lösungsmittelmischung aus N-Methylpyrrolidon/n-Butylcellosolve (= 2/1)
mit Hilfe einer Rotationsvorrichtung, die sich mit 3000 U/min drehte, 30 s lang
aufgebracht wurde, worauf etwa 1 h lang in der Wärme bei 300ºC gehärtet
wurde. Der Polyimidfilm wurde nach dem Härten gerieben.
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Auf einen der beiden Glasträger, die in der vorstehend beschriebenen Weise
behandelt wurden, wurden stäbchenförmige Abstandshalter mit einem
Durchmesser von etwa 1,7 um, einer Länge von etwa 2 um (erhältlich von Nippon Denki
Garasu K.K.) mit einer Dichte von 80 Abstandshaltern/mm² verteilt. Auf dem
anderen Träger wurden klebefähige Teilchen mit einer mittleren Größe von 5 um
("Toraypearl", erhältlich von Toray K.K.) mit einer Dichte von 50 Teilchen/mm²
verteilt. Die zwei Träger wurden übereinandergelegt und aneinander geklebt, so
daß ihre Streifenelektroden einander überkreuzten und ihre Reiberichtungen
parallel zueinander standen, wodurch eine leere Zelle gebildet wurde. Zu diesem
Zeitpunkt stellten die klebefähigen Teilchen eine mittlere Klebefläche pro
Teilchen von 5 · 10&supmin;&sup5; mm² bereit.
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In die Zelle wurde ein chiraler, smektischer Flüssigkristall "CS-1014" (erhältlich
von Chisso K.K.) in isotroper Phase unter Vakuum eingespritzt und nach dem
Abdichten durch Abkühlen von der isotropen Phase aus mit einer
Geschwindigkeit von 0,5ºC/h ausgerichtet. Die im folgenden beschriebenen Experimente
wurden weiter bei 25ºC durchgeführt.
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Der Flüssigkristall "CS-1014" zeigte die folgende Phasenübergangsserie:
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Cry.: Kristall
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SmC*: chirale, smektische C-Phase
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SmA: smektische A-Phase
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Ch.: cholesterische Phase
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Iso.: isotrope Phase
Beispiel 12
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Eine Flüssigkristallzelle wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 11
hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein Flüssigkristall ("CS-1011", erhältlich von
Chisso K. K.) verwendet wurde, der die folgende Phasenübergangsserie zeigt:
Beispiel 13
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Eine Flüssigkristallzelle wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 11
hergestellt, mit der Ausnahme, daß die stäbchenförmigen Abstandshalter mit einer
Länge von 3 um in einer Häufigkeit von 50 Abstandshaltern/mm² verteilt
wurden.
Vergleichsbeispiel 6
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Eine Flüssigkristallzelle wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 11
hergestellt, mit der Ausnahme, daß perlenförmige Abstandshalter mit einem
Durchmesser von 1,6 um in einer Häufigkeit von 250 Abstandshaltern/mm² verteilt
wurden.
Vergleichsbeispiel 7
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Eine Flüssigkristallzelle wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 11
hergestellt, mit der Ausnahme, daß perlenförmige Abstandshalter mit einem
Durchmesser von 1,6 um in einer Häufigkeit von 80 Abstandshaltern/mm² verteilt
wurden.
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Die Flüssigkristallzellen, die in den vorstehend genannten Beispielen 11 bis 13
und Vergleichsbeispielen 6 und 7 hergestellt wurden, wurden in der folgenden
Weise untersucht.
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Die Einheitlichkeit des Zellenspaltes oder des Abstandes wurden mit einem
Berek-Kompensator (Messung durch Phasenunterschied) untersucht.
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Die Bildqualität wurde untersucht, indem jede Flüssigkristallzelle gemäß dem
Ansteuerschema, das in Fig. 7 (ΔT = 50 us, V&sub0; = 10 V) dargestellt ist, beschrieben
wurde.
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Gemäß dem Ansteuerschema wurden ein heller Zustand und ein dunkler
Zustand in einem Einzelbild geschrieben, und es wurde eine Eins-Abtastdauer von
3ΔT verwendet im Bezug auf eine Schreibimpulsdauer von 4Δ. Unter Bezug auf
Fig. 7 wird in (A) ein Abtastsignal dargestellt, das an die n-te Abtastzeile Sn
angelegt wird, werden in (B) Datensignale dargestellt, die an eine Datenleitung I
gelegt werden zum Bereitstellen einer Sequenz von W (weiß) → W → W → W →
B (schwarz) → W → W → W, und wird in (C) eine künstliche Wellenform einer
Spannung dargestellt, die an einen Pixel angelegt wird, der durch den
Kreuzungspunkt der Abtastleitung Sn und der Datenleitung I gebildet wird.
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Jede Flüssigkristallvorrichtung, die in der vorstehend dargestellten Weise
angesteuert wurde, wurde durch rechtwinklig gekreuzte Nicol'sche Polarisatoren
beobachtet.
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Die Ergebnisse der vorstehenden Auswertung sind in der folgenden Tabelle 3
dargestellt.
Tabelle 3
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Die Standards der Auswertung waren die folgenden:
Bildqualität:
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: keine Probleme mit sowohl dem Flackern als auch der Remmanenz
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Δ: etwas bemerkbar
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X: außerordentlich bemerkbar
Einheitlichkeit des Zellenspaltes
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: einheitlich über die gesamte Fläche
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Δ: teilweise wurden Unregelmäßigkeiten beobachtet
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X: Unregelmäßigkeiten wurden über die gesamte Fläche beobachtet
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Die vorstehend genannten Ergebnisse zeigen, daß die Änderung des
Abstandhalters von Perlen zu Stäbchen die Anzahl der Abstandshalter verringern konnte,
wodurch eine bessere Bildqualität bereitgestellt wurde, während ein Spalt
zwischen den beiden Elektrodenplatten einheitlich beibehalten wurde.
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So wurde eine Flüssigkristallvorrichtung bereitgestellt, die einen einheitlichen
Abstand zwischen zwei Elektrodenplatten aufwies, eine ausreichende
Beständigkeit gegen mechanischen Schlag aufwies und auch eine gute
Ausrichtungseigenschaft zeigte, wodurch Bilder mit guter Qualität hergestellt wurden.