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Title:
USE OF ADDITIVES IN ORIENTATION FILMS FOR FLC DISPLAYS TO REDUCE OPTICAL HYSTERESIS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/004394
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention calls for cyclic compounds with 12 or more ring members, cryptands, coronands, podands, ionophoric compounds and polymers which include rings, where the rings may contain hetero-atoms, to be used in FLC displays in order to reduce optical hysteresis.

Inventors:
Escher, Claus (Potsdamer Strasse 9, Hofheim, D-6238, DE)
Rösch, Norbert (Geisenheimer Straße 95, Frankfurt am Main, D-6000, DE)
Application Number:
PCT/EP1992/001724
Publication Date:
March 04, 1993
Filing Date:
July 29, 1992
Export Citation:
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Assignee:
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 80 03 20, Frankfurt am Main 80, D-6230, DE)
Escher, Claus (Potsdamer Strasse 9, Hofheim, D-6238, DE)
Rösch, Norbert (Geisenheimer Straße 95, Frankfurt am Main, D-6000, DE)
International Classes:
C08G69/26; C08G73/06; C08G73/14; C08G73/16; C08G85/00; C09K19/58; G02F1/1337; G02F1/141; (IPC1-7): G02F1/1337
Domestic Patent References:
WO1992013290A11992-08-06
Foreign References:
EP0453966A21991-10-30
Other References:
DATABASE WPI Derwent Publications Ltd., London, GB; AN 79-63859B & JP,A,54 091 253 (TOKYO SHIBAURA ELEC LTD) 19. Juli 1979
Attorney, Agent or Firm:
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT (Zentrale Patentabteilung, Postfach 80 03 20, Frankfurt am Main, D-65296, DE)
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Claims:
Patentansprüche:
1. Verwendung von cyclischen Verbindungen mit 12 oder mehr Gliedern, Kryptanden, Coronanden, Podanden, ionophoren Verbindungen sowie Polymeren die Ringe enthalten, wobei diese Ringe Heteroatome haben können, in oder auf Orientierungsschichten zur Reduzierung der optischen Hysterese in FLCDisplays.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der folgenden Formeln in oder auf Orientieruπgsschichten eingesetzt werden wobei a, b, c, d, e, f unabhängig voneinander eine ganze Zahl von Null bis 4, wobei a + b + c + d + e + f .≥. 7 ist, und A, B, C, D, E, F gleich oder verschieden CH2, CHR', CH = CH, CR = CR', C≡C, C AHCH, CO, COO, OCO, R O I CONH, CONR*, NR', C , C , CH , CH , Si , I l T I I NR' NNR' 0CONHR' OCOR' R wobei R Alkyl mit 1 bis 12 CAtomen und R' Alkyl mit 1 bis 12 CAtomen, wobei eine CH2Gruppe durch O, COO oder OCO ersetzt sein kann, Phenyl oder CI, F oder CN bedeuten kann; wobei Z 0 oder S m, n ganze Zahlen größer Null bedeuten und m+n = 2 bis 6 ist, X1, X2 gleich oder verschieden oder X1, X2 zusammen NCH2(CH2ZCH2),CH2N oder NCOfCHaJZCHjsJ CO sind, wobei R Alkyl oder Alkanoyl mit 1 bis 15 CAtomen, Phenyl, Benzyl oder Benzoyl und I 1 oder 2 bedeuten; wobei R1, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander <^° , H, CH3, CH2 — fö — COOH oder CH2 ÖΛ bedeuten und p, q, r, s unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 2 bis 4, wobei p+q+r+s = 8 bis 16, ist; wobei R\ R2, R3, R4 unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 15 CAtomen, bei dem eine CH2Gruppe durch COO oder CO oder eine nicht direkt an das NAtom gebundene CH2Gruppe durch O ersetzt sein kann, Cyclohexyl, Phenyl oder Benzyl bedeuten und X ein Alkylen mit 2 bis 9 CAtomen ist, bei dem ein oder zwei nicht benachbarte CH2Gruppen durch 0 ersetzt sein können, bei dem zwei benachbarte CH2Gruppen durch 1,2Phenylen oder 1 ,2Cyclohexylen ersetzt sein können, bei dem zwei benachbarte CH2Gruppen durch CH(CH3)CH(CH3) ersetzt sein können und bei dem ein HAtom einer CH2 Gruppe durch R5 oder R6 substituiert sein kann, wobei R5 Alkyl mit 1 bis 15 CAtomen R6 Alkyl mit 1 bis 15 CAtomen oder CH20CH2CONR1R2 bedeuten.
3. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Orientierungsschichten Polyetherketone, Polyamide, Polyimide, Polyvinylalkohole und elektrisch leitfähige Polymere eingesetzt werden.
4. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Formeln VI, VII, VIII und X in Konzentrationen von 0,01 bis 30 %, auf die Orientierungsschicht aufgebracht werden.
5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Formeln VI, VII, VIII und X in Konzentration von 0,01 bis 50 % mit der Orientierungsschicht vermischt werden.
6. Orientierungsschicht, enthaltend die Verbindungen der Formeln VI, VII, VIII und X gemäß Anspruch 2.
7. Elektrooptisches Schalt und Anzeigeelement, enthaltend eine Orientierungsschicht nach Anspruch 6.
Description:
Beschreibung

Verwendung von Zusatzstoffen in Orientierungsschichten von FLC-Displays zur Reduzierung der optischen Hysterese

Schalt- und Anzeigeelemente, bei denen ferroelektrische Flüssigkristalle als Schalt- und Anzeigemedium dienen (FLC-Displays), werden beispielsweise in US 4,367,924 beschrieben. Sie enthalten eine Schicht aus einem ferroelektrischen flüssigkristallinen Medium (FLC), die beiderseitig von elektrisch isolierenden Schichten, Elektroden und Begrenzungsscheiben, üblicherweise Glasscheiben, eingeschlossen ist. Außerdem enthalten sie einen Polarisator, wenn sie im Guest- Host-Mode, und zwei Polarisatoren, wenn sie im Doppelbrechungs-Mode betrieben werden. Die elektrisch isolierenden Schichten sollen elektrische Kurzschlüsse zwischen den Elektroden und die Diffusion von Ionen aus dem Glas der Begrenzungsscheiben in die flüssigkristalline Schicht verhindern. Ferner dient mindestens eine und vorzugsweise beide der isolierenden Schichten als Orientierungsschicht, die das flüssigkristalline Material in eine Konfiguration bringt, bei der die Moleküle der flüssigkristallinen Schicht mit ihren Längsachsen parallel zueinander liegen, und in der die smektischen Ebenen senkrecht oder schräg zur Orientierungsschicht angeordnet sind. In dieser Anordnung gibt es für die FLC- Moleküle zwei mögliche und gleichwertige Orientierungen, in die sie durch pulsartiges Anlegen eines elektrischen Feldes gebracht werden können. Sie verharren jeweils in der zuletzt erzeugten Orientierung, auch wenn das Feld abgeschaltet oder das Display kurzgeschlossen wird. FLC-Displays sind also bistabil schaltbar. Die Schaltzeiten liegen im Bereich von μs und sind um so kürzer, je höher die spontane Polarisation des verwendeten flüssigkristallinen Materials ist.

Gegenüber den bisher verwendeten Flüssigkristalldisplays, die in der Regel nicht ferroelektrisch sind, haben FLC-Displays insbesondere den Vorzug, daß das erreichbare Multiplexverhältnis, d.h. die maximale Zahl der im zeitlich sequentiellen

Verfahren ("Multiplex-Verfahren") ansteuerbareπ Zeilen, sehr viel größer ist als bei den bekannten nicht-ferroelektrischen Displays.

Ein Nachteil von FLC-Displays kann sich jedoch daraus ergeben, daß ein Display, das sich längere Zeit in einem der beiden stabilen Zustände befunden hat (stehendes Bild), nur sehr schwer, d.h. mit sehr hoher Amplitude oder sehr langer Pulsdauer der angelegten Spannung, in den anderen Zustand umzuschalten ist, also eine ausgeprägte optische Hysterese zeigt. Bei bildhaften Anzeigen führt das dazu, daß ein längere Zeit eingeschriebenes Bild im Nachfolgebild schemenhaft als sog. "Geisterbild" zu erkennen ist. Diese Erscheinung der optischen Hysterese ist um so stärker ausgeprägt, je höher die spontane Polarisation des FLC-Materials ist. Da andererseits die Schaltzeit von FLC-Materialien zur spontanen Polarisation umgekehrt proportional ist, wird ein wichtiger Vorteil der FLC-Displays durch diese Hysterese wieder zunichte gemacht.

Es wurde bereits in DE-A 3 843 228 beschrieben, die optische Hysterese in FLC- Displays dadurch stark zu vermindern oder zu unterdrücken, daß mindestens eine der Elektroden in unmittelbaren elektrischen Kontakt mit dem flüssigkristallinen Medium gebracht wird. Es wurde ferner in EP 412408 beschrieben, daß man die optische Hysterese in FLC-Displays besonders effektiv dadurch unterdrücken kann, daß man ein FLC-Display verwendet mit einer Orientierungsschicht, die ein elektrisch leitfähiges Polymer enthält.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß Orientierungsschichten, die bestimmte Zusatzstoffe enthalten, ebenfalls eine Reduzierung der optischen Hysterese bewirken.

Die Erfindung betrifft somit die Verwendung von Zusatzstoffen in oder auf Orientierungsschichteπ zur Reduzierung der optischen Hysterese in FLC-Displays.

Das Phänomen der optischen Hysterese ist in Figur 1 dargestellt.

Ein FLC-Display wird einer Folge von bipolaren Spannungspulsen unterworfen, und zwar folgt jeweils auf einen "Reset-Puls" R, der so groß ist, daß das Display in jedem Fall schaltet, ein inverser Testpuls T. Ist die Spannung des Testpulses (V t ) groß genug, so schaltet das Display in umgekehrter Richtung wie beim Reset-Puls, was zu einer blinkenden Anzeige des Displays führt. Die Mindestspannung (kritische Spannung des Testpulses) V,C (Fig. 1b), die zum Schalten durch den Testpuls nötig ist, ist dabei von der Vorgeschichte des Schaltens des Displays abhängig. Ist die Ausgangssituation so, daß die Testpulse zu klein zum Schalten sind, so daß eine statische Anzeige vorliegt, so führt die Erhöhung der Testpulsspannung V, erst bei relativ hohen Werten V C Q (Fig. 1b) zu einer schaltenden, d.h. blinkenden, Anzeige (Fig. 1a, oben). Reduziert man ausgehend von V^ die Höhe des Testpulses (Fig. 1a unten), so schaltet das Display weiter (blinkende Anzeige), und erst bei Reduzierung des Testpulses auf deutlich unterhalb V^ schaltet der Testpuls das Display nicht mehr (\ t1 ), und die Anzeige wird wieder statisch. Diese "optische Hysterese" ist in Fig. 1b idealisiert dargestellt (Tr steht für die optische Transmission, V, ist die Spannung des Testpulses).

Die die optische Hysterese unterdrückenden Verbindungen können prinzipiell sowohl monomere, oligomere oder auch polymere Verbindungen sein. Sie haben im allgemeinen einen mittel bis stark lipophilen Charakter mit geringer Polarität, oder zeichnen sich dadurch aus, daß die Verbindung getrennt lokalisierte Bereiche höherer und niedriger Polarität/Hydrophilie besitzt. Cyclische Verbindungen können auch eine Exo-Sphäre mit eher lipophilen und eine Endo-Sphäre mit eher hydrophiler Natur aufweisen.

Als Orientierungsschichten können alle herkömmlich verwendbaren Materialien eingesetzt werden, wie z.B. Polyetherketone, Polyamide, Polyimide und Polyvinylalkohole, insbesondere solche mit freien funktioneilen Gruppen, wie z.B. OH-, Ester, Amino- oder Carboxylgruppe sowie auch Siloxane, Oligomere oder Polymere mit SiO- oder Si-Einheiten, und elektrisch leitfähige Polymere.

Als Polyetherketone können insbesondere die in der deutschen Patentanmeldung P 40 02 082 vorgeschlagenen Substanzen verwendet werden:

Sie bestehen aus mindestens einer Struktureinheit der Formel I

-O-A-O-B- (I)

wobei A ausgewählt ist aus den Resten

und B ausgewählt ist aus den Resten

mit R 1 und R 2 , die gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Halogen, vorzugsweise Brom, (C,-C 8 )-Alkyl oder -Alkoxy, vorzugsweise (0,-CJ-Alkyl oder - Alkoxy, darstellen oder Aryl oder Aryloxy mit 6 bis 12 C-Atomen im Arylrest bedeuten, m und n sind gleich oder verschieden und bedeuten Null oder als ganze Zahl 1, 2, 3 oder 4, vorzugsweise Null, 1 oder 2, insbesondere Null oder 2. Stellen R 1 und R 2 in den Resten B 2 und B 3 Halogen dar, sind m und n vorzugsweise 2. D ist ausgewählt aus den zweiwertigen Resten.

1

0 - ^C s 0 , D" - CH-, -

C ( CK 3 ' ) 2 - , D" - c(αr 3 2)* 2

wobei das molare Verhältnis der Einheiten A und B 0,9 bis 1,1 zu 1,0, vorzugsweise 1:1, beträgt.

Die aufgeführten Polymere können Homopolykondensate sein, die also nur je eine Einheit vom Typ A und eine Einheit vom Typ B je wiederkehrender Einheit enthalten, oder Copoiykoπdensate, welche zwei oder mehrere verschiedene Einheiten vom Typ A und/oder zwei oder mehrere verschiedene Einheiten vom Typ B enthalten.

Als Polyamide können insbesondere die in EP 361467 und WO 91/08509 gezeigten Substanzen verwendet werden: Die Verbindungen bestehen aus Struktureinheiten der Formel II

O O ( l il C-E-C-NH-G- NH (II)

wobei die Einheiten E und G folgende Bedeutung haben:

mit R 1 , R 2 , die gleich oder verschieden sein

können und für H, (C C 6 )-Alkyl, vorzugsweise (C 4 -C 6 )-Alkyl, (C r C 6 )- Alkoxy, vorzugsweise (C 4 -C 6 )-Alkoxy, stehen, mit der Maßgabe, daß mindestens einer der Reste R 1 oder R 2 ein tertiär substituiertes C- Atom, vorzugsweise die Gruppe -C(CH 3 ) 3 , enhält, oder

/ und

- - > -U mit R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , die

gleich oder verschieden sein und für -CH 3 , -CF 3 , -OCH 3 , -F, -Cl, -Br oder -H stehen können, sowie X, das für -O-, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, - S0 2 -, -CO-, -CH 2 - oder den Rest

oben definiert und Y = -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, -S0 2 -, -CO-, -CH 2 -, -O- stehen kann, oder

= , wobei G 1 für die vorstehend genannten Bedeutungen von G stehen kann.

Die erfindungsgemäßen Polymerisate mit Struktureinheiten der Formel II können entweder Homokondensate sein, welche nur gleiche Struktureinheiten der Formel II enthalten, oder Cokondensate aus verschiedenen Struktureinheiten der Formel II. Bevorzugt sind Copolyamide, die verschiedene Struktureinheiten der Formel II in vorzugsweise statistischer Verteilung enthalten.

Es können ferner Polymerisate eingesetzt werden aus Cokondensaten mit mindestens 10 Mol-%, bezogen auf das Polymerisat, Struktureinheiten der Formel II, die gleich oder verschieden sein können, und Struktureinheiten der Formel III,

-[C - L - 0 - NH - G - NH]- (III)

worin L für oder oder

steht und G die Bedeutung wie in Formel II hat.

Das Molverhältnis der Struktureinheiteπ der Formeln 11:111 in den Copolyamiden, bei vorzugsweise statistischer Verteilung der Struktureinheiten, liegt vorzugsweise im Bereich von 1 :9 bis 9,5:0,5, insbesondere 1 :9 bis 1 :8.

Als Maß für das Molekulargewicht der Polymerisate kann die Grenzviskosität [η], die nach bekannten Meßmethoden an Lösungen der Polymerisate ermittel werden kann, herangezogen werden. Die Grenzviskosität [η] der erfindungsgemäßen Polyamide bzw. Copolyamide kann in einem großen Bereich variiert werden. Sie beträgt vorzugsweise 0,2 bis 5 dl/g, insbesondere 0,4 bis 4,2 dl/g, gemessen in N- Methylpyrrolidon (NMP)-Lösung bei 25°C.

Ferner können aromatische Polyamide als Orientierungsschicht eingesetzt werden mit Struktureinheiten der Formel IV,

wobei die Symbole folgende Bedeutung haben:

wobei R 1 und R 2 gleich oder verschieden sind und für perfluoriertes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen stehen, R 3 und R 4 gleich oder verschieden sind und für H oder CF 3 stehen und wobei -W- für -O-, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, -S0 2 -, -CO-, -CH 2 -, eine Einfachbindung oder den Rest

steht, wobei R 5 , R 6 , R 7 und R 8 gleich oder verschieden sind und CH 3 , CF 3 , OCH 3 , F,

Cl, Br oder H bedeuten, und -Z- für -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, -S0 2 -, -CO-, -CH 2 - oder -O- steht.

Die Gruppe -X- kann darüber hinaus auch eine Vielzahl anderer bivalenter Gruppen bedeuten, da als Dicarbonsäure-Komponente auch beispielsweise 1 ,4-Cyclohexan- dicarbonsäure oder Pyridin-dicarbonsäuren eingesetzt werden können.

Als Polyimide werden insbesondere fluorierte Polyimide sowie solche mit freien funktioneilen Gruppen, wie z.B. OH-, Ester-, Amino-, Carboxylgruppen eingesetzt.

Als elektrisch leitfähige Polymere werden bevorzugt Verbindungen gemäß EP-A 412 408 mit wiederkehrenden Struktureinheiten der Formel V eingesetzt.

wobei

R 1 , R 2 unabhängig voneinander H oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder

Alkoxy mit 1-16 C-Atomen oder Halogen, X S oder NH Y " BF/, PF 6 -, PO, 3" , AsF 6 " , SbCI 6 \ S0 4 2 \ HS0 4 \ Alkyl-S0 3 ' , Perfluoralkyl-S0 3 " ,

Aryl-S0 3 " , F oder Cl, n eine ganze Zahl von 4 bis 100 und m eine ganze Zahl von 1 bis 10 bedeuten.

Bevorzugt wird eine Orieπtierungsschicht eingesetzt, die ein Polyimid, Polyamid oder einen Polyvinylalkohol (PVA) als Grundkomponente enthält. Hierbei enthält die Orientierungsschicht vorzugsweise 50 bis 99,99 Gew.-% des Polyimids, Polyamids bzw. PVAs und insgesamt 0,01 bis 50 Gew.-% einer oder mehrerer der wirksamen Verbindungen.

Die für Orientierungsschichten allgemein geeigneten Materialien, wie Polyamide, Polyimide bzw. PVA, werden beispielsweise von Birendra Bahadur in Mol. Cryst. üq. Cryst. 109, I (1984) beschrieben.

Als Zusatzstoffe, die die optische Hysterese reduzieren, sind insbesondere geeignet cyclische Verbindungen mit 12 oder mehr Gliedern, Kryptaπden, Coronanden, Podanden, ionophore Verbindungen sowie Polymere, die Ringe enthalten, wobei diese Ringe wiederum Heteroatome (O, S, N usw.) enthalten können. Als Beispiel für letztere sei genannt:

wobei n = 3 bis 1000 ist.

Erfindungsgemäß einzusetzende cyclische Verbindungen sind in der deutschen Patentanmeldung P 40118045 beschrieben und werden hier durch die allgemeine Formel VI wiedergegeben.

V I

wobei

a, b, c, d, e, f unabhängig voneinander eine ganze Zahl von Null bis 4, wobei a + b + c + d + e + f .≥. 7 ist, und -A-, -B-, -C-, -D-, -E-, -F- gleich oder verschieden

-CH 2 -, -CHR'-, -CH = CH-, -CR=CR'-, -C≡C-, -C ΛH-CH-, -CO-, -COO-, -OCO-,

-CONH-, -CONR'-, -NR'-, -C- , -C- , -CH- , -CH- , - ?Si- ,

NR' N-NR' 2 O-CO-NHR' O-CO-R' R

wobei

R Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen und

R' Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei eine -CH 2 -Gruppe durch -O-, -COO- oder -OCO- ersetzt sein kann, Phenyl oder Cl, F oder CN bedeuten kann.

Kryptanden und Coronanden, wie in WO 91/08272 genannt, sind ebenfalls besonders erfindungsgemäß geeignet.

Zur Klassifizierung der genannten Komplexliganden sei auf E. Weber und F. Vögtle, Inorganica ChimicaActa, Bd. 45, (1989) L65-L67 verwiesen. Die dort aufgeführten Ligandtopologien sind im folgenden wiedergegeben:

offenkettig eydlsch sphärisch

Podand Cofonaπd Cry tαnd D : Donor 0 - 0 : Kronenather B-rüekenkopfαtom

. A-C tey ic (podanάi) O-F: mono γdic (eoromaαs); C-H: bieyciie (coronandi, o-j undi); I-K: tπeycüc (eryp ndi).

Einzusetzende Kryptanden oder Coronanden können mit der allgemeinen Formel VII oder VIII dargestellt werden.

wobei

-Z- -0- oder -S- m, n ganze Zahlen größer Null bedeuten und m+n = 2 bis 6 ist,

-X 1 -, -X 2 - gleich oder verschieden

oder

-X 1 -, -X 2 - zusammen N-CH 2 (-CH 2 -Z-CH 2 ),-CH 2 -N < oder ^N-COO-CH^-Z-CHJ.-CO-N sind,

wobei

-R Alkyl oder Alkanoyl mit 1 bis 15 C-Atomen, -Phenyl, -Benzyl oder -Benzoyl und I 1 oder 2 bedeuten;

R 1 R 2

I I

N - (CHJ p - N (VIII)

wobei -R 1 , -R 2 , -R 3 und -R 4 unabhängig voneinander \ o -CH 3 ,

(ö -, -H, -C CHH 3 ,,, --CCHH 2 ,—— ( < ö O ) — COOH oder -CH, <E> bedeuten

und p, q, r, s unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 2 bis 4, wobei p+q + r+s = 8 bis 16, ist.

Bevorzugte Coronanden sind:

Or ° τ6

^s^

hβny(en

Charakteristische Vertreter von Podanden sind:

n -C w H_,-0-CH--

Auch ionophore Verbindungen, wie sie in der eingereichten deutschen Patentanmeldung P 4 011 792.2 vorgestellt werden, sind besonders geeignet, um die optische Hysterese zu reduzieren. Die lonophore werden dabei durch die allgemeine Formel X näher definiert:

wobei

R\ R 2 , R 3 , R 4 unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen, bei dem eine -CH 2 -Gruppe durch -COO- oder -CO- oder eine nicht direkt an das N-Atom gebundene CH 2 -Gruppe durch -O- ersetzt sein kann, Cyclohexyl, Phenyl oder Benzyl bedeuten und

X ein Alkylen mit 2 bis 9 C-Atomen ist, bei dem ein oder zwei nicht benachbarte -CH 2 -Gruppen durch -O- ersetzt sein können, bei dem zwei benachbarte CH 2 -Gruppeπ durch 1 ,2-Phenylen oder 1 ,2-Cyclohexylen ersetzt sein können, bei dem zwei benachbarte -CH 2 -Gruppen durch -CH(CH 3 )-CH(CH 3 )- ersetzt sein können und bei dem ein H-Atom einer CH 2 - Gruppe durch R 5 oder R 6 substituiert sein kann, wobei R 5 Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen R 6 Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen oder CH 2 -0-CH 2 -CO-NR 1 R 2 bedeuten.

Ganz allgemein gibt es für die genannten Verbindungen folgende Arten der Ankopplung an die bzw. in der Orientierungsschicht.

I Chemische Ankopplung - d.h. die wirksame Verbindung wird bevorzugt über

Kovalenz-Bindungen - an/in der Orientierungsschicht gebunden. Die anzubindende Verbindung hat die allgemeine Formel

C y - G - R g .

Dabei bedeuten:

C y eine der vorgannten wirksamen Verbindungen;

eine geradkettige oder verzweigte Alkyleneinheit mit 0-18 C-Atomen, bei der auch eine oder mehrere -CH 2 -Gruppen ersetzt sein können durch -0-, -S-, -C-, -CO-, -CH=CH-, -C≡C-, -N-, -N- , -N-SO

|ι II ) J /

0 0 H S0 2 R R

-Si-(CH 3 ) 2 -, Cycloalkandiyl, Areπ-diyl oder Hetero-Aren-diyl, wobei auch ein oder mehrere H-Atome der -CH 2 -Gruppen durch F ersetzt sein können;

R g eine Reaktivgruppe (kuppelnde Funktionalität), z.B. -OH, -C0 2 H, - C0 2 R, -NH 2 , -NHR', -SH, -CN, -N=C=0, -N = C = S, -CH=CH 2I -Si(CH 3 ) 2 CI, Si(CH 3 ) 2 OR', -Si(OR) 3> -N 3 , Halogenid, -N ≡C, S0 2 CH=CH 2

Bevorzugt werden Verbindungen, in denen C y die eingangs beschriebenen Makrocyclen, Kryptanden oder Coronanden darstellt.

Ganz besonders bevorzugt werden Verbindungen, in denen C y die folgende Bedeutung hat:

n: 0, 1 oder 2

R' = H, C C 12 -Alkyl

Im höchsten Maße bevorzugt sind Verbindungen, in denen bedeuten:

G -0-{C l m -, -(CH^-

Y -O- oder N-Alkyl oder N-Aryl

R G -C0 2 R', -N=C=0, -Si(CH 3 ) 2 OR\ -NH 2 , -OH

II Physisorption

Die wirksame Verbindung wird durch schwächere oder stärkere intermolekulare Anziehungskräfte an die Oberfläche der Orientierungsschichtmolekühle angelagert. Die Stärke der Ankopplung an die Oberfläche kann durch die Einbindung polarer oder polarisierbarer Gruppen erhöht werden.

Die Verbindungen der Formel VI, VII, VIII und X werden in Konzentrationen von 0,01 bis 30 %, bevorzugt 0,1 bis 10 % auf die Orientierungsschicht aufgebracht, bzw. können in Konzentrationen von 0,01 bis 50 % mit der Orientierungsschicht vermischt werden.

Die positive Wirkung der genannten Verbindungen auf die Orientierungsschicht wird wesentlich verstärkt durch Flüssigkristallmischungen, die ebenfalls diese Verbindungen, insbesondere Coronanden und Kryptanden, enthalten.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusatzstoffe in oder auf Orientierungsschichten wird eine deutliche Verringerung der optischen Hysterese erzielt.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung noch weitergehend erläutern.

Beispiele

1. Bau von Testzellen

Zum Nachweis der vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen FLC- Displays wurden Testzellen hergestellt, die mit ferroelektrischen Flüssigkristallmischungen gefüllt und anschließend geprüft wurden. Dazu wurden Glasplatten, die mit einer 4 x 4 mm 2 großen Elektrodenfläche aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) beschichtet sind, mit einer wäßrigen Tensidlösung und anschließend mit

Ethanol gereinigt und danach entweder mit einem Naßfilm aus einer Lösung einer Polyamidcarbonsäure-Lösung im N-Methylpyrrolidon (NMP) oder mit einer wäßrigen Lösung eines Polyvinylalkohols (PVA) beschichtet. Die Beschichtung wurde mit einem "Spin-coater" durchgeführt, kann aber auch mit anderen, z.B. Druck- oder Tauchverfahren erfolgen. Die Orientieruπgsschicht wird dann mit einem samtartigen Stoff gerieben und die Gläser zu den fertigen Testzellen zusammengeklebt.

Bei den monomeren Orientierungsschicht-Vorstufen (z.B. der Polyimide) kann dabei die chemische Anbinduπg in Konkurrenz zu der Imidisierungsreaktion erfolgen. Bei Verwendung von bereits polymerisierten Orieπtierungsschichten müssen dagegen zusätzlich noch freie Funktionalitäten im Polymer bereitgestellt sein (z.B. freie Carboxyl-, Hydroxyl- oder Estergruppen).

Anwendungsbeispiele

Die im Display auf die Orientierungsschicht aufgebrachten Substanzen (als Zusatzschicht) sind im folgenden aufgeführt:

Als eine Orientierungsschicht wurde ein Polyvinylalkohol gewählt,

OH -[CH 2 -CH] n -

der als wäßrige Lösung (1,5 %) auf die gereinigten mit transparenten Elektroden (ITO) versehenen Gläser mit 6000 rpm, 30s aufgeschleudert wurde. Die Trocknung des Naßfilms erfolgte bei 180°C, 90 min. In einem weiteren Schritt wurden die Zusatzstoffe Z1 bzw. Z2, gelöst in Isopropanol (2 %ig), bei 3000 Umdrehungen auf geschleudert. Die chemische Anbindung erfolgte bei 180°C, 60 min. Anschließend wurden die Substrate gerieben und zu FLC-Testzellen zusammengeklebt.

Die eingesetzte FLC-Mischung M1 besaß folgende Zusammensetzung (in Mol-%)

0C 1 Q H 21 6,78 %

(K) eis (R)

(S) trar.≤ (S)

und die Phasenfolge S c * 58 S A * 67 N* 84 I mit einer spontanen Polarisation von 35 nC«cm '2 bei einer Temperatur von 20 °C.

Die FLC-Mischung wurde in die Testzellen TZ1 mit Z1 und TZ2 mit Zusatzstoff Z2 eingefüllt und die optische Hysterese gemessen. Als Vergleich dienten Zellen, die keinen Zusatzstoff hatten.

Die optische Hysterese der Testzellen wurde mit den oben beschriebenen Ansteuer-Schema ermittelt. Tabelle 1 zeigt, daß die optischen Hysterese bei Zellen mit Z1 deutlich geringer ist als bei Zellen mit Orientierungsschichten, die diesen Stoff nicht enthalten. Auch Z2 beeinflußt die Hysteresebreite günstig.

Hysteresebreite

TZ1 Ref. TZ2 Ref.

1.24 V 4.52 V 2.15 V 2.60 V