DE69018282T2

DE69018282T2 - Ausgleicher für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

Info

Publication number: DE69018282T2
Application number: DE69018282T
Authority: DE
Inventors: Takamichi Enomoto; Shigeki Iida; Yasuyuki Takiguchi; Takehiro Toyooka
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1989-01-26
Filing date: 1990-01-25
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2010-01-26
Also published as: EP0380338A3; EP0380338A2; JPH0387720A; EP0380338B1; JP2592694B2; DE69018282D1; US5326496A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kompensator für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und insbesondere einen Kompensator für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Typ STN [= super twisted nematic type (vom Superverdrillten nematischen Typ)].

Stand der Technik

Flüssigkristalldisplays nehmen wegen so charakteristischer Merkmale wie Antrieb bei niedriger Spannung, Leichtigkeit und geringe Kosten eine wichtige Stellung auf dem Gebiet der Anzeigevorrichtungen ein. Vor allem ist ein STN Flüssigkristalldisplay von einem multiplex getriebenen Punktmatrixtyp, der die Anzeige auf großen Schirmen gestattet und im Vergleich zu herkömmlichen Flüssigkristalldisplays vom TN-Typ [= twisted nematic (verdrillt nematisch)] insofern charakteristisch, als der Kontrast hoch und der Feldwinkel weit ist. Deshalb wird das STN-Flüssigkristalldisplay auf dem Gebiet der Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, wo die Anzeige auf einem großen Bildschirm wie z.B. Personalcomputern, Textverarbeitungen und verschiedenen Datenterminals erforderlich ist, verbreitet eingesetzt. Jedoch kann der STN-Typ im Grunde keine Anzeigen im Schwarzweißmodus liefern; die Anzeige ist stets grün bis gelblich rot, wenn kein elektrisches Feld vorhanden ist, und blau, wenn ein elektrisches Feld vorhanden ist. Eine solche farbige Anzeige ist nicht nur für Anwender unerwünscht, sondern hat auch den Nachteil, daß eine Displayeinheit nicht farbig gestaltet werden kann. Um diesen Nachteil zu überwinden, sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden. Die Änderung vom farbigen zum Schwarzweißmodus kann im Grunde dadurch erfolgen, daß man Licht, das beim Passieren einer Flüssigkristallzelle eliptisch polarisiert wurde, durch Einsatz eines Kompensators wieder linear polarisiert. Als eine Möglichkeit dafür ist ein sogenanntes Doppel-STN-Verfahren vorgeschlagen worden, wo der Ausgleich dadurch erfolgt, daß auf eine STN-Flüssigkristallzelle für die Anzeige eine andere Flüssigkristallzelle mit der gleichen Zelllücke und einem umgekehrten Verdrillungswinkel zum Ausgleich aufgebracht wird. Tatsächlich gestattet dieses Verfahren eine Schwarzweißanzeige, hat jedoch immer noch Nachteile; z.B. ist der Feldwinkel verhältnismäßig eng und bei Betrachtung aus einem schrägen Winkel ist eine Färbung zu beobachten. Außerdem ist die Herstellung der Zelle für den Ausgleich schwierig, die Ausbeute ist gering, und die Herstellungskosten sind hoch. Das ist ein gravierendes Problem. Um solche Nachteile des Verfahrens mit zwei Zellschichten zu überwinden, ist vorgeschlagen worden, die Kompensationszelle durch einen einzigen Film zu ersetzen, der eine gleichwertige optische Leistung aufweist, und dadurch ein Schwarzweißdisplay zu ermöglichen (Japanische OS Nr. 149624/1988). Wenn es prinzipiell möglich ist, einen Film mit der gleichen Doppelbrechungseigenschaft, der gleichen Dicke und dem gleichen Gangabstand wie die Displayzelle, aber einer umgekehrten Verdrillungsstruktur zu erhalten, kann ein Schwarzweißedisplay dadurch verwirklicht werden, daß man diesen Film auf die Displayzelle laminiert. Tatsächlich ist jedoch die Herstellung eines solchen Films außergewöhnlich schwierig, und in der vorstehend zitierten Offenlegungsschrift finden sich keinerlei Beschreibung oder Arbeitsbeispiele über die Struktur eines solchen Films und seine Herstellungsweise. Man kann sagen, daß dies zeigt, wie schwierig es ist, das fragliche Prinzip in die Tat umzusetzen. Als einfaches Verfahren zur Vermeidung dieser Schwierigkeit werden Studien über die praktische Anwendung von Ausgleichsfilmen durchgeführt, z.B. einem gereckten Polycarbonatfilm, dessen Doppelbrechungseigenschaften konform mit der Displayzelle angepaßt wurden. Allerdings ist der Ausgleichseffekt dieser Filme nicht ausreichend. Man erhält lediglich ein Pseudoschwarzweißdisplay in bläulichem Weiß, wenn keine Spannung vorhanden ist, und der Kontrast ist im Vergleich zum Zweischichtverfahren ziemlich schlecht. Es gibt deshalb kein Beispiel für die Verwirklichung eines Schwarzweißdisplays in einem STN-Flüssigkristalldisplay unter Verwendung eines Films.
Um die vorstehend aufgeführten Schwierigkeiten bei Filmen zum Farbausgleich in einem STN-Flüssigkristalldisplay zu überwinden, haben sich die Erfinder mit einem hochmolekularen Flüssigkristallfilm beschäftigt, in dem eine verdrillte nematische Orientierung mit einer einheitlichen Monodomänenstruktur immobilisiert wird. Sie haben ausgedehnte Studien betrieben und sind schließlich bei der Erfindung angelangt. Genauer gesagt betrifft die Erfindung einen Kompensator für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und stellt insbesondere einen Kompensator für eine STN-Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung eines hochmolekularen Kristallfilms zur Verfügung.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kompensator für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Lichtübertragungsbasis, einer auf dieser Basis ausgebildeten Orientierungsschicht und einem auf dieser Orientierungsschicht ausgebildeten Flüssigkristallpolymerfilm, der im Flüssigkristallzustand eine verdrillte nematische Orientierung aufweist und bei einer Temperatur unterhalb des Flüssigkristallübergangspunktes des Polymeren den Glaszustand annimmt. Die Erfindung betrifft auch einen Kompensator für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, in der das Flüssigkristallpolymer ein optisch aktiver Polyester mit einer ortho-substituierten aromatischen Einheit oder eine Zusammensetzung aus einem Polyester mit einer ortho-substituierten aromatischen Einheit als Komponente und einer optisch aktiven Verbindung ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kompensators für eine STN-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit den Schritten: Ausbildung eines Films, der durch Wärmebehandlung eines optisch aktiven Polyesters mit einer ortho-substituierten aromatischen Einheit oder einer Zusammensetzung, die einen Flüssigkristallpolyester mit einer ortho-substituierten aromatischen Einheit als Bestandteil und eine optisch aktive Verbindung enthält, erhalten wurde, auf einer Orientierungsschicht bei einer Temperatur oberhalb des Glasübergangspunkts des Polyesters und Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb des Glasübergangspunkts, um eine verdrillte nematische Struktur zu immobilisieren.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen beschrieben.
Der erfindungsgemäße Kompensator wird durch Wärmebehandlung einer Zusammensetzung auf einer Orientierungsschicht erhalten. Diese Zusammensetzung enthält einen hochmolekularen Flüssigkristall, der eine einheitliche nematische Monodomänenorientierung aufweist, deren Zustand auf einfache Weise immobilisiert werden kann, und eine vorher festgelegte Menge einer optisch aktiven Verbindung. Die Zusammensetzung kann auch einen hochmolekularen Flüssigkristall enthalten, der eine einheitliche verdrillte nematische Monodomänenorientierung aufweist, deren Zustand auf einfache Weise immobilisiert werden kann, um eine einheitliche, verdrillte nematische Monodomänenstruktur zu bilden. Anschließend wird abgekühlt, um den orientierten Zustand zu immobilisieren, ohne die Orientierung im Flüssigkristallzustand zu beeinträchtigen.
Zuerst soll ersterer Kompensator erläutert werden, bei dem eine Zusammensetzung aus einem nematischen Flüssigkristallpolymer und einer optisch aktiven Verbindung verwendet wird. Der hochmolekulare Flüssigkristall als Basis, der eine einheitliche nematische Monodomänenorientierung aufweist, deren Zustand auf einfache Weise immobilisiert werden kann, muß als wesentliche Voraussetzung folgende Eigenschaft aufweisen. Um die nematische Orientierung vom Gesichtspunkt der Phasensequenz des Flüssigkristalls stabil zu immobilisieren, ist es wichtig, daß es keine Kristallphase in dem Teil gibt, der eine niedrigere Temperatur als die nematische Phase aufweist. Wenn eine solche Kristallphase vorhanden ist, erfolgt das Abkühlen unweigerlich durch die Kristallphase, wodurch es zum Bruch der bereits erhaltenen nematischen Phase kommt. Deshalb muß der für die Zwecke der Erfindung verwendete hochmolekulare Flüssigkristall als wesentliche Voraussetzung eine Glasphase in dem Teil aufweisen, der eine niedrigere Temperatur als die nematische Phase hat. Durch Inkorporierung einer optisch aktiven Verbindung in das fragliche Polymer weist dieses im Flüssigkristallzustand eine verdrillte nematische Orientierung auf, während es bei Temperaturen unterhalb des Flüssigkristallübergangspunkts die Glasphase annimmt und die nematische Struktur deshalb auf einfache Weise immobilisiert werden kann. Bezüglich der verwendbaren Polymerarten kann jedes Polymer verwendet werden, das im Flüssigkristallzustand eine nematische Orientierung aufweist und bei Temperaturen unterhalb seines Flüssigkristallübergangspunktes den Glaszustand annimmt. Beispiele dafür sind Flüssigkristallpolymere vom Hauptkettentyp wie Polyester, Polyamide, Polycarbonate und Polyesterimide sowie Flüssigkristallpolymere vom Seitenkettentyp wie Polyacrylate, Polymethacrylate, Polymalonate und Polysiloxane. Besonders bevorzugt sind Polyester unter dem Gesichtspunkt der einfachen Herstellung, guten Orientierung und des hohen Glasübergangspunktes. Am meisten bevorzugt enthält der in der Erfindung verwendete Polyester eine ortho-substituierte aromatische Einheit als Komponente. Ebenfalls verwendbar sind Polymere, die als Bestandteil jeweils eine aromatische Einheit mit einer voluminösen Substituentengruppe anstelle einer ortho-substituierten aromatischen Einheit oder eine aromatischen Einheit mit Fluor oder eine fluorhaltige Substituentengruppe aufweisen. Die "ortho-substituierte aromatische Einheit", auf die hier Bezug genommen wird, bedeutet eine Struktureinheit mit hauptkettenbildenden Bindungen, die in ortho-Stellung zueinander stehen. Beispiele sind Catechin-, Salicylsäure- und Phthalsäureeinheiten sowie deren substituierte Derivate
In dieser Formel bedeutet X Wasserstoff, ein Halogen, z.B. Cl oder Br, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Phenyl, und k ist 0 bis 2.
Besonders bevorzugt sind folgende Verbindungen:
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Struktureinheiten umfaßt der in der Erfindung verwendete Polyester (a) eine von einem Diol abgeleitete Struktureinheit (nachstehend als "Diolkomponente" bezeichnet) und eine von einer Dicarbonsäure abgeleitete Struktureinheit (nachstehend "Dicarbonsäurekomponente") und/oder (b) eine von einer Hydroxycarbonsäure abgeleitete Struktureinheit (nachstehend "Hydrocarbonsäurekomponente"), die in einer Einheit sowohl eine Hydrocarbonsäure als auch eine Hydroxylgruppe aufweist.
Beispiele für die Diolkomponente sind folgende aromatische und aliphatische Diole:
In dieser Formel bedeutet Y Wasserstoff, ein Halogen, z.B. Cl oder Br, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Phenyl, und 1 ist 0 bis 2,
in der n eine ganze Zahl von 2 bis 12 ist,
Besonders bevorzugt sind folgende Verbindungen
In diesen Formel bedeuten Me und Bu Methyl bzw. Butyl.
Ein Beispiel für die Dicarbonsäurekomponente ist folgende Verbindung
in der Z Wasserstoff, ein Halogen, z.B. Cl oder Br, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Phenyl bedeutet und m 0 bis 2 ist.
Besonders bevorzugt werden folgende Verbindungen
Beispiele für die Hydroxycarbonsäurekomponente sind folgende Einheiten:
Das Molverhältnis von Dicarbonsäure zu Diol beträgt ungefähr 1 : 1 (wenn eine Hydroxycarbonsäure verwendet wird, das Verhältnis der Dicarbonsäure- zur Hydroxylgruppe). Der Anteil der ortho-substituierten aromatischen Einheiten im Polyester liegt im Bereich von vorzugsweise 5 bis 40 Mol.-%, noch bevorzugter 10 bis 30 Mol-%. Wenn dieser Anteil kleiner als 5 Mol-% ist, kann unter der nematischen Phase eine Kristallphase erscheinen, deshalb ist ein solcher Anteil nicht wünschenswert. Auch ein Anteil von mehr als 40 Mol-% ist nicht wünschenswert, weil das Polymere dann keine Flüssigkristallinität mehr aufweist. Die folgenden Verbindungen sind typische Beispiele für Polyester, die in der Erfindung verwendet werden können. Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Ebenfalls bevorzugt werden Polymere, die anstelle der ortho-substituierten aromatischen Einheiten als Bestandteile so voluminöse substituentenhaltige aromatische Einheiten oder aroinatische Einheiten mit Fluor oder fluorhaltigen Substituenten enthalten, wie im folgenden gezeigt:
Diese Polymere liegen bevorzugt in einem Molekulargewichtsbereich von 0,05 bis 3,0, noch bevorzugter 0,07 bis 2,0, ausgedrückt als inherente Viskosität, wie sie bei 30ºC z.B. in einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol und Tetrachlorethan (60/40) ermittelt wird. Eine inherente Viskosität von weniger als 0,05 ist nicht wünschenswert, weil die Festigkeit des dabei entstehenden hochmolekularen Kristalls gering sein wird. Ist die inherente Viskosität größer als 3,0, kommt es zu Problemen wie der Verschlechterung der Orientierbarkeit und eine Zunahme in der für die Orientierung erforderlichen Zeit. Die Glasübergangspunkte für diese Polyester sind ebenfalls wichtig, denn sie üben einen Einfluß auf die Stabilität der Orientierung nach der Immobilisierung aus. Angenommen die Arbeitstemperatur liegt bei oder nahe der Raumtemperatur, obwohl sie auch von der Verwendung abhängt, ist wünschenswert, daß die Glasübergangspunkte der Polyester nicht unter 30ºC, bevorzugt nicht unter 50ºC liegen. Wenn der Glasübergangspunkt unter 30ºC liegt, kann die Verwendung eines Kompensators bei oder nahe der Raumtemperatur eine Veränderung in der bereits immobilisierten Flüssigkristallstruktur bewirken und dadurch zu einer Verschlechterung der darauf basierenden Funktion führen. Deshalb ist ein so niedriger Glasübergangspunkt nicht wünschenswert.
Die Herstellungsart dieser Polymere ist nicht besonders eingeschränkt. Man kann jedes auf diesem Gebiet bekannte Polymerisationsverfahren verwenden, z.B. ein Schmelzpolymerisationverfahren oder ein Säurechloridverfahren unter Verwendung von Säurechloriden entsprechender Dicarbonsäuren. Nach dem Schmelzpolymerisationsverfahren können die Polymere durch Polymerisation von beispielsweise entsprechenden Dicarbonsäuren und acetylierten Verbindungen entsprechender Diole bei hohen Temperaturen und im Hochvakuum hergestellt werden. Ihr Molekulargewicht kann durch Steuerung der Polymerisationszeit oder der Beschickungszusammensetzung einfach eingestellt werden. Um die Polymerisationsreaktion zu beschleunigen, kann man bekannte Metallsalze wie Natriumacetat verwenden. Setzt man ein Lösungspolymerisationsverfahren ein, erhält man auf einfache Weise einen gewünschten Polyester, wenn man vorher festgelegte Mengen von Dicarbonsäuredichlorid und Diol in einem Lösungsmittel auflöst und die so entstehende Lösung in Gegenwart eines Säureakzeptors wie Pyridin erhitzt.
Es folgt eine Erklärung einer optisch aktiven Verbindung, die in die vorstehend beispielhaft aufgeführten nematischen Flüssigkristallpolymere inkorporiert wird, um diesen eine Verdrillung zu verleihen. Typische Beispiele sind optisch aktive niedrigmolekulare Verbindungen. In der Erfindung kann jede Verbindung mit optischer Aktivität verwendet werden doch vom Standpunkt der Kompatibilität mit dem Basispolymer ist es wünschenswert, optisch aktive Flüssigkristallverbindungen zu verwenden. Beispiele dafür sind Cholesterolderivate.
Beispiele für die in der Erfindung verwendete optisch aktive Verbindung sind auch optisch aktive hochmolekulare Verbindungen. Jedes Hochpolymer kann verwendet werden, solange es eine optisch aktive Gruppe im Molekül enthält, aber mit Rücksicht auf die Kompatibilität mit dem Basispolymer ist es wünschenswert, ein Hochpolymer zu verwenden, das Flüssigkristallinität aufweist. Beispiele sind folgende Flüssigkristallhochpolymere mit optischer Aktivität: Polyacrylate, Polymethacrylate, Polymalonate, Polysiloxane, Polyester, Polyamide, Polyesteramide, Polycarbonate, Polypeptide und Cellulose. Vom Standpunkt der Kompatibilität mit der nematischen Flüssigkristallpolymer, das als Basis dient, werden vor allem überwiegend aromatische, optisch aktive Polyester am meisten bevorzugt.
Beispiele sind folgende Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Polymer mit folgenden Struktureinheiten:
Diese Polymere liegen bevorzugt im Molekulargewichtsbereich von 0,05 bis 5,0 ausgedrückt als die inherente Viskosität, wie sie bei 30ºC beispielsweise in Phenol/Tetrachlorethan ermittelt wird. Eine inherente Viskosität von mehr als 5,0 ist nicht wünschenswert, weil die Viskosität dann so hoch wird, daß es zur Verschlechterung der Orientierbarkeit kommt. Eine inherente Viskosität von weniger als 0,05 ist ebenfalls nicht erwünscht, weil es dann schwierig wird, die Zusammensetzung zu steuern.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann dadurch hergestellt werden, daß man ein nematisches Flüssigkristallpolymer und eine optisch aktive Verbindung in einem vorher festgelegten Verhältnis durch Feststoffmischen, Lösungsmischen oder durch ein Schmelzmischverfahren mischt und falls nötig das verwendete Lösungsmittel verdampft. Der Anteil der optisch aktiven Komponente in der Zusammensetzung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 50 Gew.-%, noch bevorzugter 0,5 bis 30 Gew.-%, obwohl er je nach dem Anteil der in der optisch aktiven Verbindung enthaltenen optisch aktiven Gruppen oder der Verdrillungskraft schwankt, mit der dem nematischen Flüssigkristall eine Verdrillung verliehen wird. Wenn der Anteil der optisch aktiven Verbindung weniger als 0,1 Gew.-% beträgt, ist es unmöglich, dem nematischen Flüssigkristall eine ausreichende Verdrillung zu verleihen; liegt dieser Anteil über 50 Gew.-%, wird dadurch die Orientierung negativ beeinflußt.
Der erfindungsgemäße Kompensator kann auch unter Verwendung eines hochmolekularen Flüssigkristalls hergestellt werden, der sich selbst eine einheitliche, verdrillte nematische Orientierung verleiht, ohne daß eine andere optisch aktive Verbindung verwendet wird, und der es möglich macht, diesen Orientierungszustand auf einfache Weise zu immobilisieren. Es ist sehr wichtig, daß das fragliche Polymer eine optisch aktive Gruppe in seinem Molekül hat und optisch aktiv ist. Beispiele sind die Flüssigkristallpolymere vom Hauptkettentyp wie Polyester, Polyamide, Polycarbonate und Polyesterimide sowie die Flüssigkristallpolymere vom Seitenkettentyp wie Polyacrylate, Polymethacrylate und Polysiloxane. Unter dem Gesichtspunkt der einfachen Herstellbarkeit, überlegenen Orientierbarkeit und einem hohen Glasübergangspunkt werden Polyester besonders bevorzugt. Am meisten bevorzugt sind solche Polyester, die ortho-substituierte aromatische Einheiten als Komponenten enthalten. Ebenfalls verwendbar sind jedoch auch Polymere, die anstelle solcher ortho-substituierter aromatischer Einheiten als Komponenten voluminöse Substituenten enthaltende aromatische Einheiten oder aromatische Einheiten mit Fluor oder fluorhaltigen Substituentengruppen enthalten. Diese optisch aktiven Polyester kann man dadurch erhalten, daß man in die bereits erläuterten nematischen Flüssigkristallpolyester die nachstehend aufgeführten optisch aktiven Gruppen einbringt, und zwar unter Verwendung von Diolen, Dicarbonsäuren und Hydroxycarbonsäuren (das Zeichen * in den folgenden Formeln bedeutet ein optisch aktives Kohlenstoffatom):
Der Anteil dieser optisch aktiven Gruppen in den Polymeren liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 20 Mol-%, noch bevorzugter 0,5 bis 10 Mol-%. Wenn dieser Anteil weniger als 0,1 Mol-% beträgt, erhält man keine verdrillte Struktur, wie sie für den Kompensator erforderlich ist, und ein Anteil von mehr als 20 Mol-% ist unerwünscht, weil eine zu starke Verdrillungskraft zur Verschlechterung der Kompensationswirkung führt. Die Molekulargewichte dieser Polymere liegen im Bereich von vorzugsweise 0,05 bis 3,0, noch bevorzugter 0,07 bis 2,0 ausgedürckt als die intrinsische Viskosität wie sie bei 30ºC beispielsweise in einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol und Tetrachlorethan (60/40) ermittelt wird. Eine intrinsische Viskosität von weniger als 0,05 ist nicht erwünscht, weil dann die Festigkeit des dabei entstehenden hochmolekularen Flüssigkristalls gering ist. Ist sie dagegen größer als 3,0, treten Probleme wie die Verschlechterung der Orientierbarkeit und ein höherer Zeitaufwand für die Orientierung auf, weil die Viskosität während der Ausbildung des Flüssigkristalls zu hoch ist. Ebenfalls wichtig sind die Glasübergangspunkte dieser Polyester, die einen Einfluß auf die Stabilität der Orientierung nach deren Immobilisierung ausüben. Angenommen, daß die Arbeitstemperatur bei oder nahe der Raumtemperatur liegt, ist es wünschenswert, daß der Glasübergangspunkt nicht unter 30ºC, bevorzugter nicht unter 50ºC liegt, obwohl dieser Wert je nach Verwendung schwankt. Wenn der Glasübergangspunkt unter 30ºC liegt, kann die Verwendung des Kompensators bei oder nahe der Raumtemperatur eine Veränderung in der bereits immobilisierten Flüssigkristallstruktur bewirken, was zu einer Verschlechterung der auf der Flüssigkristallstruktur basierenden Funktion führt.
Diese Polymere können durch das vorstehende Schmelzpolykondensationsverfahren oder das Säurechloridverfahren hergestellt werden.
Der erfindungsgemäße Kompensator umfaßt im Grunde eine Lichtübertragungsbasis, eine auf der Lichtübertragungsbasis ausgebildete Orientierungsschicht und einen Flüssigkristallpolymerfilm. Als Lichtübertragungsbasis kann beispielsweise Glas, ein lichtübertragender Plastikfilm oder eine Plastikfolie verwendet werden. Was die Plastikbasis angeht, ist diese wünschenswerterweise optisch isotrop. Zu den Beispielen für solche verwendbaren Kunststoffe gehören Polymethylmethacrylate, Polystyrole, Polycarbonate, Polyethersulfone, Polyphenylensulfide, Polyolefine und Epoxidharze. Geeignete Beispiele für die Orientierungsschicht sind Polyimidfilme, die einer Reibebehandlung unterzogen wurden. Der auf diesem Gebiet bekannte Film wie ein durch ein Dampfabscheideverfahren schräg aufgebrachter Siliciumdioxidfilm und ein einer Reibebehandlung unterzogener Film aus Polyvinylalkohol sind natürlich ebenfalls verwendbar. Durch Ausbildung eines hochmolekularen Flüssigkristallfilms, der auf der Orientierungsschicht auf der Lichtübertragungsbasis eine kompensierende Wirkung aufweist, erhält man den erfindungsgemäßen Kompensator. Wenn eine ein nematisches Flüssigkristallpolymer und eine optisch aktive Verbindung enthaltende Zusammensetzung verwendet wird, beispielsweise im Fall von Lösungsmischen, werden beide Komponenten in einem vorher festgelegten Verhältnis in einem Lösungsmittel aufgelöst, um eine Lösung mit einer vorher festgelegten Konzentration herzustellen. Wenn man anstelle der hochmolekularen Flüssigkristallzusammensetzung ein optisch aktives Polymer verwendet, das selbst eine verdrillte nematische Orientierbarkeit aufweist, kann dieses allein in einer vorher festgelegten Konzentration in einem vorher festgelegten Lösungsmittel aufgelöst werden, um eine Lösung herzustellen. In diesem Fall schwankt das zu verwendende Lösungsmittel je nach Art des verwendeten Polymeren, doch im allgemeinen können beispielsweise alle halogenierten Kohlenwasserstoffe wie Chloroform, Dichlorethan, Tetrachlorethan, Trichlorethylen, Tetrachlorethylen und o-Dichlorbenzol, gemischte Lösungsmittel davon mit Phenol, Dimethylformamid, Dimethylacetamid und Dimethylsulfoxid verwendet werden. Die Konzentration der Lösung schwankt erheblich je nach der Viskosität des verwendeten Polymeren, liegt aber üblicherweise im Bereich von 5 bis 50 %, bevorzugt 10 bis 30 %. Die Lösung wird dann auf eine lichtübertragende Glasplatte, eine Plastikplatte oder einen Plastikfilm aufgebracht, die einer Orientierungsbehandlung unterzogen wurden. Die Orientierungsbehandlung kann durch ein beliebiges Verfahren erfolgen, solange die Flüssigkristallmoleküle parallel zur Schnittstelle orientiert werden. Ein geeignetes Beispiel ist eine Glasplatte oder ein Film, auf den Polyimid aufgebracht und der dann einer Reibebehandlung unterzogen wurde. Als Aufbringungsverfahren kann z.B. das Spinnbeschichtungsverfahren, das Walzenbeschichtungsverfahren oder das Eintauch/Hochzieh-Verfahren verwendet werden. Nachdem die Lösung aufgebracht ist, wird das Lösungsmittel durch Trocknen entfernt und die Wärmebehandlung über einen vorher festgelegten Zeitraum bei einer vorher festgelegten Temperatur durchgeführt, um eine verdrillte nematische Monodomänenorientierung zu erhalten. Um die Orientierung auf der Basis einer Grenzflächenwirkung zu fördern, ist eine möglichst geringe Polymerviskosität am besten. Daraus folgt auch, daß es um so besser ist, je höher die Temperatur liegt. Eine zu hohe Temperatur ist jedoch unerwünscht, weil dies zu einer Kostensteigerung und einer Verschlechterung der Arbeitseffizienz führen würde. Da einige Polymere eine isotrope Phase in einem höheren Temperaturbereich als die nematische Phase aufweisen, erhält man darüber hinaus selbst dann keine Orientierung, wenn die Wärmebehandlung in diesem Temperaturbereich durchgeführt wird. So ist es wünschenswert, die Wärmebehandlung gemäß den Eigenschaften des verwendeten Polymeren bei einer Temperatur oberhalb des Glasübergangspunkts des Polymeren und unterhalb des Übergangspunkts einer isotropen Phase durchzuführen. Ein geeigneter Temperaturbereich ist von 50 bis 300ºC, insbesondere von 100 bis 250ºC. Der Zeitaufwand, bis man eine zufriedenstellende Orientierung im Flüssigkristallzustand auf der Orientierungsschicht erhält, hängt von der Polymerzusammensetzung und dem Molekulargewicht ab, liegt jedoch vorzugsweise im Bereich von 10 Sekunden bis 60 Minuten, bevorzugt 30 Sekunden bis 30 Minuten. Wenn diese Zeit kürzer als 10 Sekunden ist, ist die Orientierung nicht zufriedenstellend; übersteigt sie 60 Minuten, sinkt die Produktivität.
Den gleichen Orientierungszustand kann man auch dadurch erhalten, daß man das Polymer im geschmolzenen Zustand auf die Basis aufbringt, die der Orientierungsbehandlung unterzogen wurde, und es anschließend mit Wärme behandelt. Wenn man diese Behandlungen unter Verwendung des erfindungsgemäßen hochmolekularen Flüssigkristalls durchführt, kann man auf der ganzen Oberfläche auf der Orientierungsschicht eine einheitliche, verdrillte nematische Orientierung erhalten. Durch anschließendes Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb des Glasübergangspunkts des hochmolekularen Flüssigkristalls kann der erhaltene Orientierungszustand ohne Beeinträchtigung der Orientierung immobilisiert werden. Wenn man ein Polymer mit einer Kristallphase in einem niedrigeren Temperaturbereich als die Flüssigkristallphase verwendet, wird die Orientierung im Flüssigkristallzustand beim Abkühlen im allgemeinen gebrochen. Weil ein polymeres System mit einer Glasphase unter der Flüssigkristallphase verwendet wird, tritt beim erf indungsgemäßen Verfahren dieses Phänomen nicht auf, und es ist möglich, die verdrillte nematische Orientierung vollständig zu immobilisieren. Die Abkühlgeschwindigkeit ist nicht sonderlich eingeschränkt. Die Orientierung kann dadurch immobilisiert werden, daß man das Polymer aus der Erhitzungsatmosphäre einfach einer Atmosphäre mit einer Temperatur unterhalb des Glasübergangspunktes des Polymeren aussetzt. Um die Produktionseffizienz zu verbessern, kann man ein Zwangskühlungsverfahren wie Luft- oder Wasserkühlung einsetzen. Die Filmdicke nach dem Immobilisieren beträgt bevorzugt bis zu 100 um, noch bevorzugter bis zu 50 um. Wenn die Filmdicke 100 um übersteigt, verschlechtert sich der Effekt des orientierten Films, so daß es schwierig wird, eine einheitliche Orientierung zu erhalten.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein hohes Maß an Orientierungssteuerung und Immobilisierung der Orientierung erreicht werden kann, wenn man nur eine Seite des Polymerfilms mit der Orientierungsschicht in Kontakt bringt, um seine Orientierung zu steuern, während man seine andere Seite frei läßt, z.B. in Kontakt mit Luft. Im allgemeinen erfolgt die Orientierungssteuerung für Flüssigkristall dadurch, daß man beide Schnittstellen mit der Orientierungsschicht in Kontakt bringt; wenn eine Seite in Kontakt mit der Luft ist, ist die molekulare Orientierung an der Luftschnittstelle nicht einheitlich, was es unmöglich macht, eine Orientierung zu erhalten, die auf der ganzen Fläche in Richtung der Filmdicke einheitlich ist. Bei der Erfindung erhält man eine verdrillte nematische Orientierung, wenn man nur eine Seite steuert, und diese Orientierung kann immobilisiert werden. Dies ist ein herausragendes Merkmal der Erfindung. Der so erhaltene Film kann so, wie er ist, verwendet werden, es kann jedoch auch zum Schutz der Filmoberfläche eine Schutzschicht aus einem transparenten Plastikmaterial ausgebildet werden. Auch kann er in Kombination mit einem anderen optischen Element wie einem Polarisationsfilm verwendet werden. So ermöglicht der erfindungsgemäß hergestellte Kompensator für die Anzeigevorrichtung, insbesondere der Farbkompensator für eine STN-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nicht nur ein vollständiges Schwarzweiß display, sondern ist wegen seiner niedrigen Herstellungskosten und der hohen Produktivität auch von außergewöhnlich hohem industriellem Wert.

Beispiele

Nachstehend werden erfindungsgemäße Arbeitsbeispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, die Erfindung ist jedoch selbstverständlich nicht auf diese Arbeitsbeispiele beschränkt. In den Beispielen wurden folgende Analyseverfahren verwendet:

(1) Bestimmung der Polymerzusammensetzung

Polymer wurde in deuteriertem Chloroform oder deuterierter Trifluoressigsäure aufgelöst und die Zusammensetzung mittels 400 MHz ¹H-NMR (JNM-GX400, ein Produkt von Japan Electron Optics Laboratory Co., Ltd.) bestimmt.

(2) Bestimmung der inherenten Viskosität

Die Bestimmung erfolgte bei 30ºC in einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol und Tetrachlorethan (Gewichtsverhältnis 60 / 40) unter Verwendung eines Viskosimeters von Ubbelohde.

(3) DSC Bestimmung

Die Bestimmung erfolgte unter Verwendung eines Dupont 990 Thermoanalysators.

(4) Beobachtung mit einem optischen Mikroskop

Die Beobachtung erfolgte mit einem Polarisationsmikroskop BH2 (ein Produkt von Olympus Optical Co., Ltd.)

Beispiel 1

Unter Verwendung von 60 mMol Terephthalsäure, 30 mMol Methylhydrochinondiacetat, 30 mMol Catechindiacetat und 120 mg Natriumacetat wurde die Polymerisation in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt, während die Temperatur schrittweise 30 Minuten bei 100ºC, 30 Minuten bei 130ºC, 1 Stunde bei 150ºC, 1 Stunde bei 200ºC und 1 Stunde bei 250ºC gesteigert wurde. Dann wurde die Polymerisation unter einem Stickstoffgasstrom 3 Stunden bei 250ºC und dann eine weitere Stunde bei der gleichen Temperatur mit verringertem Druck fortgesetzt. Das dabei entstehende Polymer wurde in Tetrachlorethan aufgelöst, filtriert und anschließend erneut mit Methanol ausgefällt. Dabei erhielt man 10,5 g gereinigtes Polymer mit den in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften.
Es wurde eine 15%ige Tetrachlorethanlösung hergestellt, die diesen Polyester und einen optisch aktiven Polyester der folgenden Formel mit einem Gewichtsverhältnis von 95 : 5 enthielt. Dann wurde diese Lösung durch ein Spinnbeschichtungsverfahren auf eine 12 cm x 12 cm Glasplatte (ein Produkt von EHC Co.) aufgebracht, auf deren einer Seite sich ein Orientierungsfilm aus Polyimid befand, der einer Reibebehandlung unterzogen worden war, und anschließend getrocknet:
Als nächstes wurde diese Probe 5 Minuten in einem Luftbad mit einer konstanten Temperatur von 190ºC wärmebehandelt. Dann nahm man sie aus dem Bad und ließ sie abkühlen, damit sie immobilisiert werden konnte. Der so auf dem Glas erhaltene Film war ein vollkommen transparenter und glatter Film mit einer Dicke von 1,1 um. Der Orientierungszustand dieses Films wurde unter einem gekreuzten Nicol eines polarisierenden Mikroskops beobachtet; im Ergebnis zeigten sich auf der ganzen Fläche keine Defekte. Als nächstes wurde dieser Film einer Polarisationsanalyse unterzogen und dabei die Verzögerung (Δ n d, wo Δ n die Doppelbrechung und d die Filmdicke bedeutet) und der Verdrillungswinkel bestimmt, welche 0.26 um (630 nm) bzw. 40ºC ausmachten. Es stellte sich heraus, daß eine verdrillte nematische Struktur immobilisiert worden war.

Beispiel 2

Die in Beispiel 1 beschriebene Zusammensetzung wurde mittels eines Siebdruckers auf eine Glasplatte mit einer reibebehandelten Polyimidschicht mit einer Größe von 5 cm x 10 cm und einer Dicke von 0,1 cm aufgebracht und getrocknet. Anschließend wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wärmebehandelt und immobilisiert, um einen Film für den Farbausgleich mit einer Dicke von 3,4 um und einer immobilisierten verdrillten nematischen Struktur zu erhalten.
Eine Glasplatte mit diesem Farbausgleichsfilm auf ihrer oberen Fläche wurde mittels eines Klebstoffs und gemäß der in Fig. 1 gezeigten Anordnung auf die obere Fläche einer STN-Flüssigkristallzelle von 1/100 Sollantrieb laminiert. Außerdem wurde eine Polarisationsplatte darauf geklebt, um eine Zelle zu erhalten. In diesem Fall sind die Richtung der oberen/unteren Polarisationsplatte, die Reiberichtung der oberen/unteren Elektrodenbasis und die Richtung der molekularen Orientierung des verdrillten nematischen Films (des Farbausgleichsfilms) wie in Fig. 1 gezeigt. Insbesondere beträgt der Verdrillungswinkel des Flüssigkristallmoleküls in der Flüssigkristallzelle 240º, der Winkel zwischen den Polarisationsachsen der oberen und unteren Polarisationsplatte 90º, der Winkel zwischen der Reiberichtung der oberen Elektrodenbasis und der Richtung der molekularen Orientierung am Boden des verdrillten nematischen Films 90º, der Winkel zwischen der Polarisationsachse der unteren Polarisationsplatte und der Reiberichtung der unteren Elektrodenplatte etwa 40º und der Verdrillungswinkel des Moleküls im verdrillten nematischen Film 240ºC in der entgegengesetzten Richtung zum Flüssigkristallmolekül in der Flüssigkristallzelle. Die Farbanzeige dieser Flüssigkristallzelle war ohne Spannung schwarz und, wenn Spannung angelegt wurde, weiß. Somit konnte ein vollständiges Schwarzweißdisplay verwirklicht werden.

Beispiele 3 - 10

60 mMol Terephthalsäuredichlorid, 25 mMol Methylhydrochinon, 25 mMol Catechin, 10 mMol 1,6 Hexandiol und 35 ml Pyridin wurden in 300 ml o-Dichlorbenzol aufgelöst. Die dabei entstehende Lösung wurde 3 Stunden in einem Stickstoffgasstrom bei 70ºC polymerisiert. Dann wurde die Reaktionslösung filtriert, in Methanol gegossen, um das Polymer auszufällen, erneut filtriert und dann unter verringertem Druck getrocknet. Dabei entstand ein Polyester mit den in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften. Die Ausbeute betrug 10,3 g.
Unter Verwendung des hier gezeigten Säurechloridverfahrens und des in Beispiel 1 gezeigten Schmelzolykondensationsverfahrens wurden verschiedene Polyester mit ortho-substituierten aromatischen Einheiten wie in Tabelle 1 dargestellt hergestellt. Unter Verwendung von Zusammensetzungen mit diesen Polyestern und verschiedenen optisch aktiven Verbindungen wurden Farbausgleichsfilme mit einer verdrillten nematischen Struktur hergestellt, die jeweils unter den in Tabelle 2 aufgeführten Bedingungen auf einer Glasplatte oder einem Plastikfilm immobilisiert wurde. Dann wurden die Filme auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 auf ihren Farbausgleicheffekt geprüft. Im Ergebnis erhielt man auf dem gesamten Film ein Schwarzweißdisplay. Somit ist erwiesen, daß die erfindungsgemäßen Filme für den Farbausgleich eine farbausgleichende Wirkung haben.

Beispiel 11

34 mMol Terephthalsäuredichlorid, 24 mMol Methylhydrochinon, 24 mMol Catechin, 1,4 mMol (S)-2-Methyl-1,4- butandiol und 35 ml Pyridin wurden in 300 ml o-Dichlorbenzol aufgelöst. Die dabei entstehende Lösung wurde 2 Stunden in einem Stickstoffgasstrom bei 70ºC polymerisiert. Dann wurde die Reaktionslösung filtriert, in Methanol gegossen, um das Polymer auszufällen, erneut filtriert und dann unter verringertem Druck getrocknet. Dabei entstand ein Polyester mit den in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften. Die Ausbeute betrug 7,5 g.
Dieser Polyester wurde bei einer Konzentration von 15 Gew.-% in einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol und Tetrachlorethan (60 /40 Gewichtsverhältnis) aufgelöst. Unter Verwendung dieser Lösung wurde ein Film für den Farbausgleich mit einer immobilisierten verdrillten nematischen Struktur unter den in Tabelle 2 aufgeführten Bedingungen auf einer Glasplatte ausgebildet und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 auf seinen farbausgleichenden Effekt untersucht. Im Ergebnis erhielt man ein vollständiges Schwarzweißdisplay; somit ist erwiesen, daß der erfindungsgemäße Film für den Farbausgleich eine farbausgleichende Wirkung hat.

Beispiel 12

25 mMol 4,4'-Biphenyldicarbonsäuredichlorid, 18 mMol Methylhydrochinon, 18 mMol Catechin, 0,68 mMol (S)-3- Methyl-1,6-hexandiol und 35 ml Pyridin wurden in 300 ml o-Dichlorbenzol aufgelöst. Die dabei entstehende Lösung wurde 2 Stunden in einem Stickstoffgasstrom bei 70ºC polymerisiert. Dann wurde die Reaktionslösung filtriert, in Methanol gegossen, um das Polymer auszufällen, erneut filtriert und dann unter verringertem Druck getrocknet. Dabei entstand ein Polyester mit den in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften. Die Ausbeute betrug 8,3 g.
Dieser Polyester wurde bei einer Konzentration von 17 Gew.-% in einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol und Tetrachlorethan (60 /40 Gewichtsverhältnis) aufgelöst. Unter Verwendung dieser Lösung wurde ein Film für den Farbausgleich mit einer immobilisierten verdrillten nematischen Struktur unter den in Tabelle 2 aufgeführten Bedingungen auf einer Glasplatte ausgebildet und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 auf seinen farbausgleichenden Effekt untersucht. Im Ergebnis erhielt man ein vollständiges Schwarzweißdisplay; somit ist erwiesen, daß der erfindungsgemäße Film für den Farbausgleich eine farbausgleichende Wirkung hat.

Beispiel 13

50 mMol 4,4'-Biphenyldicarbonsäuredichlorid, 25 mMol t-Butylhydrochinon, 25 mMol 1,4-Butandiol und 35 ml Pyridin wurden in 300 ml o-Dichlorbenzol aufgelöst. Die dabei entstehende Lösung wurde 3 Stunden in einem Stickstoffgasstrom bei 70ºC polymerisiert. Dann wurde die Reaktionslösung filtriert, in Methanol gegossen, um das Polymer auszufällen, erneut filtriert und dann unter verringertem Druck getrocknet. Dabei entstand ein Polyester mit den in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften. Die Ausbeute betrug 8,3 g.
Dieser Polyester und der in Beispiel 1 verwendete optisch aktive Polyester wurden bei einer Konzentration von 17 Gew.-% in einem gemischten Lösungsmittel aus Phenol und Tetrachlorethan (60 /40 Gewichtsverhältnis) aufgelöst. Unter Verwendung dieser Lösung wurde ein Film für den Farbausgleich mit einer immobilisierten verdrillten nematischen Struktur unter den in Tabelle 2 aufgeführten Bedingungen auf einer Glasplatte ausgebildet und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 auf seinen farbausgleichenden Effekt untersucht. Im Ergebnis erhielt man ein vollständiges Schwarzweißdisplay; somit ist erwiesen, daß der erfindungsgemäße Film für den Farbausgleich eine farbausgleichende Wirkung hat.

Beispiel 14

8 mMol 2,2'-Bistrifluormethyl-4,4'-biphenyldicarbonsäuredichlorid, 35 mMol Trifluormethylterephthalsäuredichlorid, 45 mMol Chlorhydrochinon und 35 ml Pyridin wurden in 300 ml o-Dichlorbenzol aufgelöst. Die dabei entstehende Lösung wurde 3 Stunden in einem Stickstoffgasstrom bei 80ºC polymerisiert. Dann wurde die Reaktionslösung filtriert, in Methanol gegossen, um das Polymer auszufällen, erneut filtriert und dann unter verringertem Druck getrocknet. Dabei entstand ein Polyester mit den in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften. Die Ausbeute betrug 12,5 g.
Dieser Polyester und der in Beispiel 1 verwendete optisch aktive Polyester wurde bei einer Konzentration von 12 Gew.-% in Tetrachlorethan aufgelöst. Unter Verwendung dieser Lösung wurde ein Film für den Farbausgleich mit einer immobilisierten verdrillten nematischen Struktur unter den in Tabelle 2 aufgeführten Bedingungen auf einer Glasplatte ausgebildet und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 auf seinen farbausgleichenden Effekt untersucht. Im Ergebnis erhielt man ein vollständiges Schwarzweißdisplay; somit ist erwiesen, daß der erfindungsgemäße Film für den Farbausgleich eine farbausgleichende Wirkung hat.

Vergleichsbeispiel 1

60 mMol Terephthalsäuredichlorid, 40 mMol Nethylhydrochinon, 20 mMol 1,6-Hexandiol und 35 ml Pyridin wurden in 300 ml o-Dichlorbenzol aufgelöst. Die dabei entstehende Lösung wurde 3 Stunden in einem Stickstoffgasstrom bei 70ºC polymerisiert. Dann wurde die Reaktionslösung filtriert, in Methanol gegossen, um das Polymer auszufällen, erneut filtriert und dann unter verringertem Druck getrocknet. Dabei entstand ein Polyester mit den in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften. Unter Verwendung einer diesen Polyester und den in Beispiel 1 verwendeten optisch aktiven Polyester enthaltenden Zusammensetzung wurde eine 20%ige Lösung in Tetrachlorethan hergestellt und die Immobilisierung der Orientierung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 versucht. Der dabei entstehende Film war jedoch weißlich trüb und nicht transparent. Durch Beobachtung mit einem Polarisationsmikroskop zeigt sich, daß der Film überwiegend eine ungeordnete Orientierung aufwies, obwohl teilweise auch eine verdrillte nematische Orientierung verblieb. Deshalb konnte er nicht als Farbausgleichsfilm verwendet werden.

Vergleichsbeispiel 2

60 mMol Terephthalsäuredichlorid, 30 mMol Hydrochinon, 30 mMol 2-Methyl-1,4-butandiol und 35 ml Pyridin wurden in 300 ml o-Dichlorbenzol aufgelöst. Die dabei entstehende Lösung wurde 2 Stunden in einem Stickstoffgas-Strom bei 70ºC polymerisiert. Dann wurde die Reaktionslösung filtriert, in Methanol gegossen, um das Polymer auszufällen, erneut filtriert und dann unter verringertem Druck getrocknet. Dabei entstand ein Polyester mit den in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften. Unter Verwendung einer diesen Polyester und den in Beispiel 4 verwendeten optisch aktiven Polyester in einem Verhältnis von 82 : 18 enthaltenden Zusammensetzung wurde eine 20%ige Lösung in Dimethylacetamid hergestellt. Dann wurde unter Verwendung dieser Lösung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 ein Farbausgleichsfilm gebildet und dessen farbausgleichende Eigenschaften untersucht, wenn er auf eine Flüssigkristallzelle geklebt war. Der einzige Unterschied bestand darin, daß die Wärmebehandlung 60 Minuten bei 130ºC durchgeführt wurde. Der erhaltene Film war durchsichtig, und bei Beobachtung mit einem Polarisationsmikroskop stellte sich heraus, daß eine verdrillte nematische Polydomänenstruktur immobilisiert worden war. Der Farbausgleicheffekt dieses Films war höchst unvollständig. Obwohl teilweise eine schwarzweiße Fläche vorlag, war der Film wegen der auffälligen Uneinheitlichkeit der Farbe nicht geeignet für den praktischen Einsatz.

Auswirkungen der Erfindung

Der erfindungsgemäße Kompensator für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen kann nicht nur eine farbiges Display, das ein Nachteil der herkömmlichen STN- Anzeigevorrichtungen ist, zu einem vollständigen Schwarzweißdisplay verändern, sondern durch Verwendung eines einzigen Films auch einen Farbausgleich bieten.
Er ist deshalb außergewöhnlich effektiv, wenn man das Gewicht einer Displayeinheit und deren Farbgebung verringern will. Darüber hinaus ist die Herstellung einfach und die Ausbeute so hoch, daß die Produktionskosten niedrig sind. Somit ist der industrielle Wert des erfindungsgemäßen Kompensators außergewöhnlich hoch. TABELLE 1 Beispiel Polymerzusammensetzung (Mol-%) Inherente Viskosität Glasübergangspunkt (ºC) Phasenserie Vergleichsbeispiel
TPA: Terephthalsäureeinheit, NDCA: 2,6-Naphthalindicarbonsäureeinheit, BPDA: 4,4-Biphenyldicarbonsäureeinheit, PA: Phthalsäureeinheit, SA: Salicylsäureeinheit, MHQ: Methylhydrochinoneinheit, CHQ: Chlorhydrochinoneinheit, HQ: Hydrochinoneinheit, t-BHQ: t-Butylhydrochinoneinheit, CT: Catechineinheit, MCT: 3-Methylcatechineinheit, CCT: 3-Chlorcatechineinheit, 1,6-HD: 1,6-Hexandioleinheit MBD: 2,2'-Bistrifluormethyl-4,4'-biphenyldicarbionsäureeinheit, FTPA: Trifluormethylterephthalsäure. I: isotrope Phase, N: nematische Phase, N*: verdrillte nematische Phase, g: Glasphase, K: Kristallphase
*1) bezeichnet eine Kristallisationstemperatur, keinen Glasübergangspunkt TABELLE 2 Beispiel Optisch aktive Verbindungen Zusammensetzungsverhältnis*1 Basis Wärmebeh.-Bedingungen (ºC X min) Filmdicke (um) Verdrillungswinkel º Farbausgleicheffekt keine Polyethersulfonfilm Glasplatte Polyimidfilm
*1) Gewichtsverhältnis eines eine o-substituierte aromatische Einheit und eine optisch aktive Verbindung enthaltenden Polyesters

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Teilansicht der in den erfindungsgemäßen Arbeitsbeispielen verwendeten Flüssigkristallzelle, bei der die für das Zusammenkleben von Schichten verwendete Klebemittelschicht fehlt, und Fig. 2 zeigt eine Wechselbeziehung der Achsen der Bestandteile der in den erfindungsgemäßen Arbeitsbeispielen verwendeten Flüssigkristallzelle.
In Fig. 1 ist
1 eine obere Polarisationsplatte,
2 ein Farbkompensator (ein verdrillter nematischer Film und eine Basis),
3 eine Flüssigkristallzelle,
4 eine Polarisationsplatte.
In Fig. 2 ist
5 die Polarisationsachsenrichtung der unteren Polarisationsplatte,
6 die Reiberichtung der unteren Elektrodenplatte in der Flüssigkristallzelle,
7 die Reiberichtung der oberen Elektrodenplatte in der Flüssigkristallzelle,
8 die Richtung der molekularen Orientierung am Boden des verdrillten nematischen Films,
9 die Richtung der molekularen Orientierung am oberen Ende des verdrillten nematischen Films,
10 die Polarisationsachse der oberen Polarisationsplatte,
11 der Verdrillungswinkel des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallzelle
12 die molekulare Verdrillung im verdrillten nematischen Film
13 der Winkel zwischen 7 und 8
14 der Winkel zwischen 5 und 6.

Claims

1. Kompensator für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit

einer Lichtübertragungsbasis;

einer auf dieser Basis ausgebildeten Orientierungsschicht und

einem Flüssigkristallpolymerfilm auf dieser Orientierungschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristallpolymerf ilm im Flüssigkristallzustand eine verdrillte nematische Orientierung aufweist und bei einer Temperatur unterhalb seines Flüssigkristallübergangspunkts den Glaszustand annimmt.

2. Kompensator für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Flüssigkristallpolymerfilm einen optisch aktiven Polyester enthält, der eine ortho-substituierte aromatische Einheit aufweist.

3. Kompensator für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei dem der Flüssigkristallpolymerfilm als Hauptkomponente einen Polyester mit einer ortho-substituierten aromatischen Verbindung als Bestandteil und eine optisch aktive Verbindung enthält.

4. Kompensator für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 3, bei dem die optisch aktive Verbindung ein Hochpolymer mit einer optisch aktiven Gruppe ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Kompensators für eine STN-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit den Schritten:

Ausbildung eines Films, der durch Wärmebehandlung eines optisch aktiven Polyesters mit einer orthosubstituierten aromatischen Einheit oder einer Zusammensetzung, die einen Flüssigkristallpolyester mit einer ortho-substituierten aromatischen Einheit als Bestandteil und eine optisch aktive Verbindung enthält, erhalten wurde, auf einer Orientierungsschicht bei einer Temperatur oberhalb des Glasübergangspunkts des Polyesters

und Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb des Glasübergangspunkts, um eine verdrillte nematische Struktur zu immobilisieren.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die optisch aktive Verbindung ein Hochpolymer mit einer optisch aktiven Gruppe ist.