DE3630012A1

DE3630012A1 - Ferroelektrische fluessigkristallvorrichtung

Info

Publication number: DE3630012A1
Application number: DE19863630012
Authority: DE
Inventors: Akira Tsuboyama; Yutaka Inaba; Hiroyuki Kitayama; Shinjiro Okada; Osamu Taniguchi; Hideyuki Kawagishi; Yukio Hanyu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-09-04
Filing date: 1986-09-03
Publication date: 1987-04-23
Also published as: GB2183054B; GB8621326D0; GB2183054A; US5013137A; FR2590392A1; FR2590392B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallvorrichtung zur Anwendung in einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung, einer optischen Blendenanordnung u. s. w., sowie insbesondere auf eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung mit verbesserten Anzeige- und Ansteuereigenschaften, die auf eine verbesserte Anfangsausrichtung oder -orientierung der Flüssigkristallmoleküle zurückzuführen sind.

Von Clark und Lagerwall wurde die Verwendung einer Flüssigkristallvorrichtung mit Bistabilität vorgeschlagen (siehe JP-OS 1 07 216/1981, US-PS 43 67 924 u. s. w.). Als bistabiler Flüssigkristall wird gewöhnlich ein ferroelektrischer Flüssigkristall mit chiral-smektischer C-Phase (SmC*) oder H-Phase (SmH*) verwendet. Der ferroelektrische Flüssigkristall hat Bistabilität, d. h. zwei stabile Zustände mit einem ersten und einem zweiten stabilen Zustand bezüglich eines an ihn angelegten elektrischen Feldes. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen verdrillt-nematischen (TN-) Flüssigkristallvorrichtung wird der Flüssigkristall bei den genannten ferroelektrischen Vorrichtung auf den einen elektrischen Feldvektor hin in den ersten stabilen Zustand ausgerichtet und auf den anderen elektrischen Feldvektor hin in den zweiten stabilen Zustand ausgerichtet. Darüber hinaus nimmt dieser Flüssigkristalltyp einen der beiden stabilen Zustände sehr schnell an, wenn er einem elektrischen Feld ausgesetzt wird bzw. dieses an ihn angelegt wird, und behält diesen Zustand in Abwesenheit eines elektrischen Feldes bei. Durch Ausnützen dieser Eigenschaften sind wesentliche Verbesserungen bezüglich der mit einer herkömmlichen TN-Flüssigkristallvorrichtung verknüpften Schwierigkeiten erzielbar.

Um eine gleichförmige Orientierungs- oder Ausrichtungscharakteristik bei einem ferroelektrischen Flüssigkristall des beschriebenen Vorrichtungstyps zu schaffen, ist es üblich, die Oberfläche eines Substrats einer uniaxialen bzw. unidirektionalen Ausrichtungsbehandlung zu unterziehen, zu der z. B. die Verfahren zählen, die Substratoberfläche mit Samt, Tuch oder Papier in einer Richtung zu reiben, oder auf der Substratoberfläche SiO oder SiO₂ schräg abzulagern.

Durch Behandlung der Substratoberfläche mit einem geeigneten Verfahren zur unidirektionalen Ausrichtung konnte ein spezieller bistabiler Zustand als Anfangsausrichtungscharakteristik erzielt werden. Als jedoch ein optischer Modulationstest unter Verwendung von bezüglich der Vorrichtung in nicolscher Überkreuzung angeordneten Polarisatoren durchgeführt wurde, wurden bei einem derartigen Anfangsausrichtungszustand Anwendungsprobleme beobachtet, wie z. B. ein schlechter Kontrast und eine geringe Lichtdurchlässigkeit.

So tritt insbesondere bei der ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung des vorstehend beschriebenen Typs leichter ein Zustand auf, bei dem die Moleküle eines Flüssigkristalls (der im folgenden teilweise mit "LC" abgekürzt wird) in einer LC-Molekülschicht gemäß Fig. 21 von einem oberen zu einem unteren Substrat hin verdrillt sind (verdrillter Ausrichtungszustand), als derjenige Zustand, bei dem die LC-Moleküle gemäß Fig. 22 in einer LC-Molekülschicht parallel zueinander ausgerichtet sind (paralleler Ausrichtungszustand). Eine derartige verdrillte Ausrichtung von LC-Molekülen führt insofern bei einer Anzeigevorrichtung zu verschiedenen Nachteilen, als der zwischen den LC-Molekülachsen im ersten und zweiten Ausrichtungs- bzw. Orientierungszustand gebildete Winkel (der sogenannte Neigungswinkel) deutlich verringert wird, was zu einer Herabsetzung des Kontrasts und der Lichtdurchlässigkeit führt, und als beim Ansprechen der LC-Moleküle während des Umschaltens zwischen den Orientierungszuständen ein Überschwingen auftritt, welches zu einer wahrnehmbaren Schwankung in der Lichtdurchlässigkeit führt. Aus diesem Grund wird es angestrebt, daß die LC-Moleküle bei einer Anzeigevorrichtung im parallelen Ausrichtungszustand angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausschaltung der genannten Probleme eine Flüssigkristallvorrichtung zu schaffen, die durch Verwirklichung eines parallelen Ausrichtungszustands der Flüssigkristallmoleküle verbesserte Anzeigeeigenschaften aufweist.

Es wurde gefunden, daß der beschriebene verdrillte Ausrichtungszustand in den parallelen Ausrichtungszustand übergeführt werden kann, indem an einen bistabilen ferroelektrischen Flüssigkristall eine geeignete Wechselspannung (die nachfolgend teilweise als Wechselspannung zur Parallelausrichtung bezeichnet wird) angelegt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird demzufolge gelöst durch eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung mit zwei Substraten mit jeweils einer darauf befindlichen Elektrode und einer zwischen den Substraten in einer Dicke, die ausreichend dünn zur Freigabe der spiralen Struktur des ferroelektrischen Flüssigkristalls ist, angeordneten ferroelektrischen Flüssigkristallschicht, bei der der ferroelektrische Flüssigkristall zwei einen Winkel 2R zwischen sich bildende Durchschnitts-Molekülachsenrichtungen, von denen jede einem der zwei stabilen Orientierungszustände des ferroelektrischen Flüssigkristalls entspricht, zwei einen Winkel 2 zwischen sich bildende Durchschnitts-Molekülachsenrichtungen, wenn die Schwellenspannung des ferroelektrischen Flüssigkristalls übersteigende Spannungen an diesem anliegen, sowie zwei einen Winkel 2R a zwischen sich bildende Durchschnitts- Molekülrichtungen bzw. -Molekülachsenrichtungen aufweist, wenn an den ferroelektrischen Flüssigkristall ein elektrisches Wechselfeld angelegt und wieder entfernt wird, wobei die Winkel R, und R a der Beziehung R≦ωτR a genügen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht eine erfindungsgemäße Flüssigkristallzelle,

Fig. 2 und 3 eine Draufsicht auf bzw. einen Querschnitt durch eine Flüssigkristallzelle,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Anordnung zum Anlegen einer Wechselspannung,

Fig. 5 und 6 schematische Ansichten einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle,

Fig. 7, 10, 12, 15, 17 und 20 Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen der Flüssigkristallvorrichtung,

Fig. 8 und 11 Schaltpläne von in den Ausführungsbeispielen der Fig. 7 bzw. 10 verwendeten Schaltern,

Fig. 9 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Flüssigkristallvorrichtung,

Fig. 13 und 18 Zeitdiagramme zur Erläuterung von bei Ausführungsbeispielen verwendeten Signalspannungen,

Fig. 14 eine Ausführungsform erfindungsgemäßer Matrix- Bildelemente,

Fig. 16 und 19 Schaltpläne von Endstufen von Ansteuerschaltungen der in den Fig. 15 und 17 gezeigten Ausführungsbeispiele, und

Fig. 21 und 22 schematisch die Projektion von C-Leitdipolen auf eine chiral-smektische Schicht in einem verdrillten bzw. in einem parallelen Ausrichtungszustand.

Für die Erfindung am besten geeignet ist aus chiral-smektischen Flüssigkristallen mit Ferroelektrizität bestehendes Flüssigkristallmaterial. So sind insbesondere Flüssigkristalle mit chiral-smektischer C-Phase (SmC*), G-Phase (SmG*), F-Phase (SmF*), I-Phase (SmI*) oder H-Phase (SmH*) geeignet.

Näheres über ferroelektrische Flüssigkristalle findet sich beispielsweise in der Druckschrift "Le Journal de Physique Lettres" 36 (L-69) 1975 unter der Überschrift "Ferroelectric Liquid Crystals", in "Applied Physics Letters" 36 (11) 1980 unter "Submicro Second Bistable Elektrooptic Switching in Liquid Crystals", in "Kotai Butsuri (Solid State Physics)" 16 (141) 1981 und in "Liquid Crystals". Für die Erfindung sind die in diesen Veröffentlichungen beschriebenen ferroelektrischen Flüüssigkristalle verwendbar.

Beispiele Ferroelektrischer Flüssigkristallverbindungen sind Decycloxybenzyliden-p′-Amino-2-Methylbutyl Cinnamat (DOBAMBC), Hexyloxybenzyliden-p′-Amino-2-Chloropropyl Cinnamat (HOBACPC), 4-o-(2-Methyl)-Butylresorcyliden-4′-Octylanilin (MBRA 8), usw.. Eine für die erfindungsgemäße Flüssigkristallvorrichtung bevorzugt verwendete Klasse chiral-smektischer Flüssigkristalle sind solche, die bei einer Temperatur, die höher als die für die smektische Phase erforderliche Temperatur ist, eine cholesterische Phase aufweisen. Ein spezielles Beispiel für einen derartigen chiral-smektischen Flüssigkristall ist eine Biphenyl- Ester-Flüssigkristallverbindung, die die in nachfolgendem Beispiel beschriebenen Phasen-Übergangstemperaturen besitzt.

Wenn eine Vorrichtung gebildet wird, bei der diese Materialien bzw. Verbindungen verwendet sind, kann diese in einem Kupferblock oder dergleichen gelagert werden, in dem eine Heizeinrichtung eingebettet ist, um eine Temperaturbedingung zu schaffen, bei der die Flüssigkristallverbindungen die gewünschte Phase annehmen.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung der Fig. 5 die Funktionsweise einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle näher erläutert, wobei angenommen sei, daß die gewünschte Phase eine SmC*-Phase ist. Auf Grund- bzw. Glasplatten 51 und 51 a sind transparente Elektroden angeordnet, die z. B. aus In203, Sn02, Indium- Zinn-Oxid u. s. w. bestehen. Zwischen den Glasplatten ist ein Flüssigkristall mit einer SmC*-Phase, in der Flüssigkristall- Molekülschichten 52 senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatten ausgerichtet sind, hermetisch eingeschlossen. Eine fette Linie 53 zeigt Flüssigkristallmoleküle, von denen jedes ein zu seiner Achse senkrechtes Dipolmoment (P _⟂) 54 hat. Wenn eine Spannung, die höher als ein bestimmter Schwellenwert ist, zwischen die auf den Glasplatten 51 und 51 a ausgebildeten Elektroden angelegt wird, wird eine helixförmige bzw. schraubenartig gewundene Struktur der Flüssigkristallmoleküle 53 zur Änderung ihrer Orientierungsrichtung gelockert oder freigegeben, so daß die Dipolmomente (P _⟂) 54 alle in Richtung des elektrischen Feldes ausgerichtet werden. Die Flüssigkristallmoleküle 53 haben eine längliche Form und weisen zwischen ihren langen und kurzen Achsen eine Brechungsanisotropie auf. Demzufolge ist leicht zu verstehen, daß dann, wenn z. B. in nicolscher Überkreuzung zueinander angeordnete, d. h. sich mit ihren Polarisationsrichtungen kreuzende Polarisatoren auf der oberen und unteren Fläche der Glasplatte angebracht sind, die dadurch gebildete Flüssigkristallzelle als optische Flüssigkristall-Modulationseinrichtung wirkt, deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der Polarität einer angelegten Spannung ändern.

Die Dicke der Flüssigkristallschicht der Flüssigkristallvorrichtung sollte ausreichend dünn gemacht werden (z. B. dünner als 10 µm). Wenn die Dicke der Flüssigkristallschicht verringert wird, wird die helixförmige Struktur der Flüssigkristallmoleküle selbst in Abwesenheit eines elektrischen Feldes gelockert, wodurch das Dipolmoment einen von zwei Zuständen annimmt, nämlich gemäß Fig. 6 einen Zustand P in einer Aufwärtsrichtung 64 und einen Zustand Pa in einer Abwärtsrichtung 64 a. Die Hälfte des Winkels zwischen einer Molekularachse 63 und einer Molekularachse 63 a wird als Neigungswinkel bezeichnet, der der Hälfte des Spitzenwinkels des Konus der Helixstruktur entspricht. Wenn gemäß Fig. 6 ein elektrisches Feld E oder Ea, das jeweils größer als ein bestimmter Schwellenwert ist und jeweils eine unterschiedliche Polarität hat, an eine Zelle mit den beschriebenen Eigenschaften angelegt wird, wird das Dipolmoment in Abhängigkeit von dem Vektor des elektrischen Feldes E oder Ea entweder in die Aufwärtsrichtung 64 oder in die Abwärtsrichtung 64 a ausgerichtet. In Übereinstimmung damit werden die Flüssigkristallmoleküle entweder in einen ersten stabilen Zustand 63 oder einen zweiten stabilen Zustand 63 a ausgerichtet.

Bei Verwendung des vorstehend beschriebenen ferroelektrischen Flüssigkristalls als optisches Modulationselement sind zwei Vorteile erzielbar, wie vorstehend bereits kurz erwähnt wurde. Der eine ist, daß die Reaktions- bzw. Ansprechgeschwindigkeit sehr hoch ist. Der zweite Vorteil, der darin besteht, daß die Orientierung des Flüssigkristalls Bistabilität aufweist, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6 näher erläutert. Wenn das elektrische Feld E an die Flüssigkristallmoleküle angelegt wird, werden sie in den stabilen Zustand 63 ausgerichtet. Dieser Zustand bleibt auch dann stabil aufrechterhalten, wenn das elektrische Feld entfernt wird. Wenn hingegen das elektrische Feld Ea, dessen Polarität zu der des Feldes E entgegengesetzt ist, an den Flüssigkristall angelegt wird, werden die Flüssigkristallmoleküle in den zweiten stabilen Zustand 63 a ausgerichtet, wodurch die Richtungen der Moleküle geändert werden. Auch dieser Zustand bleibt selbst dann stabil aufrechterhalten, wenn das elektrische Feld beseitigt wird. Darüber hinaus verbleiben die Flüssigkristallmoleküle so lange in ihrem jeweiligen Orientierungszustand, wie die Stärke des angelegten elektrischen Feldes E oder Ea nicht über einem bestimmten Schwellenwert liegt. Um eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und Bistabilität wirksam erzielen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Zelle so dünn wie möglich ist.

Das ernsthafteste Problem, das bisher bei der Herstellung einer derartige ferroelektrische Flüssigkristalle verwendenden Vorrichtung auftrat, liegt, wie bereits kurz erwähnt wurde, in der Schwierigkeit, eine Zelle mit einer hoch gleichmäßigen Monodomäne zu bilden, bei der Flüssigkristallschichten mit einer SmC*-Phase senkrecht zu den Phasen der Grundplatte und die Flüssigkristallmoleküle beinahe parallel zu den Phasen der Grundplatte ausgerichtet sind.

Es wurde daher ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Oberflächen der Grundplatte einer gleichachsigen bzw. unidirektionalen Ausrichtungsbehandlung unterzogen werden, wenn eine große Fläche einer Flüssigkristallzelle hergestellt wird. Diese gleichachsige Ausrichtungsbehandlung wird durchgeführt, indem die Oberflächen der Grundplatte mit Samt, Tuch oder Papier in einer einzigen Richtung gerieben werden oder indem durch Schrägaufdampfung SiO oder SiO2 auf den Oberflächen der Grundplatte abgelagert wird. Eine derartige gleichachsige Ausrichtungsbehandlung, sei es durch Reiben oder durch Ablagerung mittels Schrägaufdampfung, ist jedoch für einen ferroelektrischen Flüssigkristall insofern nicht geeignet, als sie für sich die Bistabilität des Flüssigkristalls behindert, weshalb eine Ansteuerung durchgeführt wird, die eine Speichereigenschaft ausnützt.

Es wurde gefunden, daß es möglich ist, einen nachstehend beschriebenen, besonderen bistabilen Zustand zu schaffen, indem die Oberflächen der Grundplatte einer geeigneten uni- bzw. gleichachsigen Ausrichtungsbehandlung unterzogen werden und indem ein Polarisator in einer bestimmten Achsenrichtung angeordnet wird, um eine Ansteuerung zu schaffen, die eine Speichereigenschaft wirksam ausnutzt.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung molekularer Orientierungszustände in einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallvorrichtung. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Flüssigkristallzelle, während Fig. 3 einen Querschnitt dieser Zelle entlang einer Linie III-III der Fig. 2 zeigt.

Gemäß den Fig. 2 und 3 weist eine Flüssigkristallzelle 1 zwei Substrate 3 a und 3 b aus Glas oder Plastik auf, auf denen Streifenelektroden 4 a und 4 b ausgebildet sind, die aus 100 nm dicken Streifenelektrodenfilmen aus Indium- Zinn-Oxid bestehen, auf denen wiederum Ausrichtfilme 5 a und 5 b ausgebildet sind, deren Dicke zwischen 1 nm und 1 µm, vorzugsweise jedoch zwischen 10 nm und 500 nm beträgt. Zwischen den Ausrichtfilmen sind punktförmige und 1 µm große Polyimid-Abstandhalter angeordnet, um die Dicke einer Flüssigkristallschicht 2 über eine große Fläche konstant zu halten. Nachdem die beiden Substrate 3 a und 3 b einer Reibbehandlung unterzogen worden sind, werden sie aneinander befestigt, um eine Zelle zu bilden, in die der Flüssigkristall anschließend eingebracht wird.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel erläutert, bei dem eine esterhaltige Flüssigkristallmischung Verwendung findet, welche die durch mikroskopische Beobachtung festgestellten nachfolgenden Phasenübergangstemperaturen aufweist.

Wenn die Flüssigkristallschicht mit ausreichend großer Dicke (ungefähr 100 µm) gebildet wurde, nahm die SmC*-Phase eine helixförmige Struktur an, deren Steigung ungefähr 6 µm betrug.

Um erfindungsgemäß einen parallelen Ausrichtungszustand zu erzielen, ist es vorteilhaft, daß mindestens einer der Ausrichtfilme 5 a oder 5 b einen Polymerfilm enthält, dessen Polaritätsgrad bzw. -term (γ _b ^p) 20 Dyn/cm (= 0.02 N/m) oder weniger, vorzugsweise 10 Dyn/cm (= 0.01 N/m) oder weniger, am besten jedoch 7 Dyn/cm (= 0.007 N/m) oder weniger beträgt.

Wie Messungen gezeigt haben, weisen verschiedene als Ausrichtfilme verwendbare Ploymerfilme die folgenden Polaritätsgrade auf: (*) Der Polyimid-Film wurde bei 300°C durch eine dehydrierende Verschlußreaktion eines Beschichtungsfilms aus Polyamid gebildet, das ein Dehydro-Kondensationsprodukt aus Pyromellitsäure-Dianhydrid und 4,4′-Diaminodiphenyl- Ether war.

Die vorstehenden Werte der Polaritätsgrade wurden bei einer Temperatur von 20°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 55% gemessen, und zwar nach einem Verfahren, das in "Nippon Settyaku Kyokaishi" (Zeitschrift der Adhäsionsgesellschaft von Japan), Band 18, Nr. 3 (1972) auf den Seiten 131 bis 141 beschrieben ist. Die Flüssigkeiten der B-Reihe (die keine hydrogenbindende Komponente oder Dispersionskomponente enthalten) waren die fünf Arten Methylen- Jodsalz, Tetrabromethan, -Bromonaphthalen, Tricresyl- Phosphat und Hexachlorobutadien. Die obigen Werte sind jeweils die Durchschnittswerte der mittels der fünf Flüssigkeiten erhaltenen Meßwerte.

Die gemäß vorstehender Beschreibung hergestellte, 100 µm dicke Zelle bzw. Flüssigkristallschicht erzeugte eine spontane Polarisation von 10 nC/cm² bei 25°C, wenn diese nach dem Verfahren der Anwendung einer Dreieckspannung gemessen wurde (beschrieben von K. Miyasato und anderen in der japanischen Zeitschrift für angewandte Physik 22 (10) auf den Seiten 661 bis 663 (1983) unter dem Titel "Direktverfahren mit Dreieckspannung zur Messung spontaner Polarisation an ferroelektrischen Flüssigkristallen"). Es besteht die Aussicht, daß die Steigerung des Neigungswinkels unter dem Speicherzustand durch die erfindungsgemäße Anwendung einer Wechselspannung sehr leicht an einem Flüssigkristall durchgeführt werden kann, der eine relativ große spontane Polarisation besitzt. Aus diesem Grund ist für die Erfindung ein ferroelektrischer Flüssigkristall mit einer spontanen Polarisation von 5 nC/cm² bei 25°C oder mehr geeignet. Insbesondere geeignet ist der Bereich zwischen 10 und 300 nC/cm². Diese Werte können sich jedoch in Abhängigkeit von den Arten der Aurichtfilme ändern.

Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle 1, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, näher erläutert.

Zuerst wird eine Zellenstruktur 1, die den genannten biphenylesterhaltigen Flüssigkristall enthält, in einen derart ausgebildeten Wärmebehälter (nicht gezeigt) eingebracht, daß die gesamte Zelle 1 darin gleichförmig erhitzt wird. Daraufhin wird die Zelle 1 auf eine Temperatur (die ungefähr 95°C beträgt) erwärmt, bei der der Flüssigkristall in der Zelle eine isotrope Phase annimmt. Nun wird die Temperatur des Wärmebehältes herabgesetzt, wodurch der Flüssigkristall in der Zelle 1 einer entsprechenden Temperaturerniedrigung unterzogen wird, durch die der in der isotropen Phase befindliche Flüssigkristall zunächst bei ungefähr 90°C in eine cholsterische Phase mit "Grandjean"-Struktur transformiert wird und bei weiterer Abkühlung bei etwa 75°C von dieser in eine SmA-Phase übergeht, welche eine uniaxial bzw. gleichachsig anisotrope Phase ist. Zu diesem Zeitpunkt sind die Achsen der Flüssigkristallmoleküle in der SmA-Phase in Reibrichtung ausgerichtet.

Bei weiterer Abkühlung wird der in der SmA-Phase befindliche Flüssigkristall in eine SmC*-Phase transformiert, wodurch eine Monodomäne der SmC*-Phase mit nicht-spiraler Struktur gebildet wird, wenn die Dicke der Zelle in der Größenordnung von beispielsweise 3 µm oder weniger liegt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht, die den Orientierungszustand der Flüssigkristallmoleküle darstellt, wenn diese von oberhalb einer Substratfläche 15 betrachtet werden.

In Fig. 1 gibt ein Doppelpfeil 10 die Richtung der gleichachsigen Ausrichtungsbehandlung an, d. h. die Reibrichtung dieses Ausführungsbeispiels. In der SmA-Phase sind die Flüssigkristallmoleküle in einer Durchschnitts-Molekülachsenrichtung 11 orientiert oder ausgerichtet, die mit der Reibrichtung 10 übereinstimmt. In der SmC*-Phase wird die Durchschnitts-Molekülachsenrichtung der Flüssigkristallmoleküle in eine Richtung 12 gedreht bzw. gekippt, so daß die Reibrichtung 10 und die Durchschnitts-Molekülachsenrichtung 12 einen Winkel R bilden, woraus ein erster stabiler Orientierungszustand resultiert. Wenn in diesem Zustand zwischen zwei Grundplatten eine Spannung angelegt wird, wird die Durchschnitts-Molekülachsenrichtung der in der SmC*-Phase befindlichen Flüssigkristallmoleküle zu einem Sättigungswinkel hin geändert, der größer als der Winkel R ist, wodurch ein dritter stabiler Orientierungszustand erhalten wird, dessen Durchschnitts-Molekülachsenrichtung mit 13 bezeichnet ist. Wenn die Spannung daraufhin auf Null gebracht wird, kehren die Flüssigkristallmoleküle in die vorhergehende erste Molekularachsenrichtung 12 zurück. Die Flüssigkristallmoleküle haben demzufolge im Zustand der ersten Molekularachsenrichtung 12 eine Speichereigenschaft oder -charakteristik. Wenn im Zustand der Molekularachsenrichtung 12 eine Spannung mit entgegengesetzter Polarität angelegt wird und diese ausreichend hoch ist, wird die Durchschnitts-Molekularachsenrichtung der Flüssigkristallmoleküle verschoben und stabilisiert sich bei einem vierten stabilen Orientierungszustand, so daß sich eine Durchschnitts-Molekülachsenrichtung 13 a ergibt. Wenn die Spannung wieder auf Null gebracht wird, kehren die Flüssigkristallmoleküle in den zweiten stabilen Zustand zurück und verharren in diesem, so daß nunmehr wieder die Durchschnitts-Molekülachsenrichtung 12 a vorherrscht. Als Folge davon kann bei einem Ansteuerverfahren, das eine Orientierung zwischen den ersten und zweiten stabilen Orientierungszuständen und die Speichereigenschaften ausnutzt, der optische Kontrast zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand verbessert werden, wenn eine Polarisationsrichtung 14 eines Polarisators in einer mit der den Winkel R bildenden Molekülachsenrichtung 12 übereinstimmenden Richtung eingestellt wird.

Der Winkel R wird als Durchschnittswert der Molekülachsen in einem stabilen Zustand erfaßt bzw. gemessen, wobei einer der Gründe, daß der Winkel R kleiner als der Winkel ist, darauf zurückzuführen sein dürfte, daß die Flüssigkristallmoleküle in einer SmC*-Schicht nicht völlig parallel zueinander ausgerichtet oder orientiert sind, so daß die Durchschnitts-Molekülachsenorientierung den Winkel R bildet. Man nimmt an, daß es prinzipiell möglich ist, den Winkel R in Übereinstimmung mit dem Winkel zu bringen.

Im Hinblick auf die Lichtdurchlässigkeit einer Flüssigkristallvorrichtung ist es sehr wirksam, den Wert des Winkels R zu vergrößern. So berechnet sich die Lichtdurchlässigkeit bei einer die Doppelbrechung eines Flüssigkristalls ausnutzenden Flüssigkristallvorrichtung bei rechtwinkliger nicolscher Überkreuzung nach folgender Gleichung:

wobei mit I _O die Intensität des einfallenden Lichts bezeichnet ist, mit I die Intensität des durchgelassenen Lichts, mit R der Neigungswinkel, mit Δ n der Brechungsanisotropie-Index, mit d die Dicke der Flüssigkristallschicht und mit λ die Wellenlänge des einfallenden Lichts. Diese Gleichung ist dann gültig, wenn eine Polarisationsachse der rechtwinkligen nicolschen Überkreuzung so ausgerichtet ist, daß sie mit der Durchschnitts-Molekülachsenrichtung in einem der stabilen Zustände übereinstimmt, und wenn die Durchlässigkeit erhalten bzw. berechnet wird, wenn sich die Flüssigkristallmoleküle in den anderen stabilen Zustand zurückorientiert haben, in dem sie vollständig parallel zu den Substratflächen ausgerichtet sind. Es wurde jedoch bestätigt, daß diese Gleichung auch dann gültig ist, wenn die den Winkel R liefernden Molekülachsenrichtungen nahezu parallel zu den Substratflächen sind. Als Ergebnis erhält man die maximale Lichtdurchlässigkeit bei einem Neigungswinkel R von 22.5°.

Die Messung der genannten Werte R, R a und wird folgendermaßen durchgeführt: Zwei Polarisatoren werden in rechtwinkliger nicolscher Überkreuzung und die Flüssigkristallzelle zwischen sich einfassend angeordnet. An die Zelle wird ein die Schwellenspannung übersteigender positiver Impuls angelegt und die Nicolkreuz-Polarisatoren werden bezüglich der Zelle gedreht, wobei sie ihre Relativlagen bezüglich eines Orts, bei dem der dunkelste Zustand der Zelle erreicht wird, beibehalten bzw. dort angehalten werden. Anschließend wird ein die Schwellenspannung übersteigender Impuls mit negativer Polarität an die Zelle angelegt und die Nicolkreuz-Polarisatoren werden wiederum solange gedreht, bis der dunkelste Zustand der Zelle erneut erreicht wird. Die auf diese Weise für die jeweiligen Bedingungen gemessenen Drehwinkel zwischen den die zwei dunkelsten Zustände liefernden Orten entsprechen dem Zweifachen der Neigungswinkels R, R a und . Es ist noch anzumerken, daß die Neigungswinkel R und R a diejenigen des Speicherzustands sind, weshalb sie nach Beendigung der Impulsspannungen gemessen werden. Der Neigungswinkel wird hingegen während des Anliegens der Impulsspannungen gemessen. Nachfolgend sollen einige Beispiele für tatsächlich durchgeführte Messungen beschrieben werden.

Beispiel 1:

Zwei Zellen mit einer Zellendicke d von 1.1 bzw. 1.8 µm wurden unter Verwendung eines Polyimid-Films hergestellt, dessen Polaritätsgrad (γ _b ^p) für beide Ausrichtfilme 5 a und 5 b 0.0075 N/m betrug. Die Neigungswinkel R wurden mit 8.0° bzw. 7.5° gemessen, was in beiden Fällen unter dem Optimalwert liegt. Daraufhin wurden zwei Impulse unterschiedlicher Polarität von jeweils 50 V (Gleichspannung) an die Zellen (d = 1.1 µm und 1.8 µm) angelegt, wobei der jeweilige Neigungswinkel zu 23.1° bzw. 24.0° bestimmt wurde. Diese Werte liegen nahe dem Optimalwert.

Das Umschalten zwischen den bistabilen Zuständen wurde durchgeführt, indem Impulse unterschiedlicher Spannung in Kombination mit unterschiedlichen Impulsdauern an die beiden Zellen angelegt wurden. Folgende Spannungen und Impulsdauern wurden eingestellt:

Tabelle 1

Darüber hinaus wurden verschiedene Wechselspannungen in den Bereichen von 10 bis 150 V und 20 bis 100 Hz an die Zellen angelegt, nach deren Entfernen bzw. Beendigung die Neigungswinkel R a zwischen den bistabilen Zuständen und erneut die Impulsdauer-Spannungscharakteristika der Impulse zum Umschalten zwischen den bistabilen Zuständen erneut gemessen wurden.

Wenn die Wechselspannungen für 10 Sekunden angelegt wurden, wurden folgende Ergebnisse erzielt: Der effektive Frequenzbereich zur Steigerung des Neigungswinkels R betrug zwischen 30 und 40 Hz, wobei innerhalb dieses Bereichs keine merklichen Unterschiede in der Effektivität feststellbar waren. Bei der Frequenz 40 Hz konnte im Spannungsbereich von 10 bis 50 V kein merkbarer Unterschied im Neigungswinkel R a beobachtet werden, wohingegen im Bereich von 50 bis 60 V die Domänen bzw. Bereiche von R a = 21.0° und R a = 18.8° für beide Dicken d von 1.1 µm bzw. 1.8 µm aufzutreten begannen. Im Bereich zwischen 60 und 150 V entwickelten sich die Domänen vollständig, so daß ein sehr guter Kontrast erzielbar war. Über 150 V wurden die Monodomänen jedoch gestört und es wurden noch andere Mängel festgestellt.

Nach der Anwendung der Spannung im Bereich zwischen 60 und 150 V wurden gemäß Tabelle 2 zum Umschalten zwischen den den Neigungswinkel R a ergebenden bistabilen Zuständen folgende Schaltspannungen verwendet:

Tabelle 2

Wie aus einem Vergleich der Tabelle 1 mit der Tabelle 2 ersichtlich ist, erforderte der den Neigungswinkel R a ergebende parallele Ausrichtungszustand höhere Schaltspannungen als im bistabilen Zustand vor dem Anlegen der Wechselspannung. Es wird vermutet, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß sich der Neigungswinkel R a dem Winkel nähert, weshalb es erforderlich ist, eine zusätzliche Energie zum invertieren bzw. schwenken der in der Nachbarschaft der Ausrichtfilme befindlichen Flüssigkristallmoleküle zuzuführen, was unvermeidbar eine erhöhte Ansteuerspannung zum Umschalten erfordert.

Die durch den Neigungswinkel R a gegebene Lichtdurchlässigkeit nach Anwendung der Wechselspannung erhöhte sich auf 14% bei der Zellendicke von d = 1.1 µm und auf 19% bei d = 1.8 µm, was beinahe dreimal so hohe Werte wie vor Anwendung der Wechselspannung waren.

Beispiel 2:

Der Vorgang gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch nun ein Polyvinyl-Film mit einem Polaritätsgrad γ _b ^p von 0.0033 N/m anstelle des Polyimid-Films auf den Glassubstraten verwendet und eine Zellendicke von d = 1.5 µm herangezogen wurden. Wie aus nachstehenden Angaben ersichtlich ist, wurden im wesentlichen ähnliche Ergebnisse erzielt:
Effektive Wechselspannung: 45-70 V, 30-70 Hz;
Wechselspannungs-Anwendungszeit: 5-20 s;

Neigungswinkel:
Vor der Wechselspannungsanwendung: R = 7.8°;Während der Gleichspannung: = 22.8°;
Nach der Wechselspannung: R a = 21.6°.

Die Schaltspannungen waren wie folgt:

Tabelle 3

Die Lichtdurchlässigkeit betrug vor der Anwendung der Wechselspannung 6%, während sie nachher 18% betrug, d. h. das Dreifache.

Beispiel 3:

Gemäß vorstehender Beschreibung wird eine ferroelektrische Flüssigkristallphase mit Bistabilität gewöhlich durch Temperaturabsenkung aus einer anderen Phase mit höherer Temperatur hergestellt. In diesem Fall wurden die in den Beispielen 1 und 2 verwendeten Zellen unter Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes von 40 V und 50 Hz abgekühlt, wodurch über eine weite Fläche gleichförmige Monodomänen paralleler Ausrichtungszustände erzielt wurden.

Beispiel 4:

Eine Zelle, die aufgrund der Anwendung eines elektrischen Wechselfeldes in einen einen hohen Kontrast liefernden parallelen Ausrichtungszustand übergeführt wurde, kann in ihren ursprünglichen Zustand mit niedrigem Kontrast zurückkehren, wenn sie mehrere Tage steht. Wenn daher eine ferroelektrische Flüssigkristallzelle mit einem einen Neigungswinkel R a liefernden parallelen Ausrichtungszustand für eine Anzeigeeinrichtung verwendet wird, ist es notwendig und wirksam, an die Zelle eine Wechselspannung anzulegen, bevor sie verwendet wird oder wenn sich der Kontrast im Laufe der Benutzung verringert. Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer peripheren Schaltung für die genannte Anwendung der Wechselspannung. Gemäß Fig. 4 sind auf zwei Glassubstraten, die einen Flüssigkristall zwischen sich einfassen, transparente Elektroden 41 und 42 ausgebildet und derart in rechten Winkeln zueinander angeordnet, daß Bildelemente in Form einer Matrix gebildet werden. Die Elektroden 41 und 42 sind jeweils an eine Ansteuer- bzw. Treiberschaltung 43 bzw. 44 angeschlossen, mit der an die jeweilige Elektrode Spannung angelegt wird. Ein Wechselspannungsgenerator 45 ist selektiv an die Elektroden 42 anschließbar.

Die Ansteuerschaltung 44 und der Wechselspannungsgenerator 45 sind über Wechselschalter 46 mit den transparenten Elektroden verbunden. Wenn die Wechselschalter 46 in Richtung der Ansteuerschaltung 44 geschlossen sind, werden den Elektroden 42 Bildanzeigesignale zugeführt, während allen Elektroden 42 gleichzeitig eine Wechselspannung zugeführt wird, wenn die Schalter 46 in Richtung des Wechselspannungsgenerators 45 geschlossen sind. Auf diese Weise wird ein ferroelektrischer Flüssigkristall erfindungsgemäß in dem den Neigungswinkel R a liefernden Ausrichtungszustand gehalten.

Die Ansteuerschaltung 43 liefert allen Elektroden 41 hingegen eine konstante Spannung von z. B. 0 V.

Beispiel 5

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine Schaltung zur Zufuhr einer Wechselspannung. Gemäß Fig. 7 sind auf zwei Glassubstraten, die einen Flüssigkristall zwischen sich einfassen, transparente Elektroden 71 und 72 ausgebildet und derart in rechten Winkeln zueinander angeordnet, daß Bildelemente in Matrixform gebildet werden.

Weiterhin sind Ansteuerschaltungen 73 und 74 zum Anlegen von Spannungen an die jeweiligen Elektroden und ein Wechselspannungsgenerator 75 vorgesehen.

Schalter 76 bis 79 werden derart selektiv ein- und ausgeschaltet, wie dies zum Anlegen der Wechselspannung erforderlich ist. Wenn die Bildelemente in einer gewünschten Weise angesteuert werden, sind die Schalter 76 und 77 geschlossen und die Schalter 78 und 79 geöffnet.

Wenn hingegen ein elektrisches Wechselfeld zur Realisierung des parallelen Ausrichtungszustands angelegt wird, sind die Schalter 76 und 77 geöffnet und die Schalter 78 und 79 geschlossen, wobei die Schalter 76 und 77 zum Schutz der Ansteuerschaltungen 73 und 74 geöffnet sind. Fig. 8 zeigt ein Schaltungsbeispiel für eine Elektrodenleitung 71. Die Spannungsfestigkeit eines Transistors ist gewöhnlich auf einen Wert festgelegt, der in der Größenordnung der Ansteuerspannung liegt, wohingegen die über eine Leitung 80 zugeführte Wechselspannung größer als eine gewöhnliche Ansteuerspannung sein muß.

Um Transistoren 81 a und 81 b daher nicht über ihre Spannungsfestigkeit hinaus zu belasten, wird die Stromzufuhr zu den Ansteuerschaltungen 73 und 74 mittels eines Schalters 76 a der Schalter 76 unterbrochen, so daß die Ansteuerschaltungen 73 und 74 geschützt sind.

Beispiel 6:

Die im Beispiel 5 verwendete Flüssigkristallvorrichtung erfordert einen ziemlich komplizierten Schaltmechanismus. Um daher die Zahl von Schaltern zu verringerr, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine zweischichtige Elektrodenstruktur eingesetzt.

Eine Querschnittsansicht einer derartigen Anordnung ist in Fig. 9 dargestellt und zeigt transparente Substrate 90 a und 90 b, die z. B. Glasplatten sein können, Matrixelektroden 91 a und 91 b sowie den gesamten Bildbereich überdeckende Ganzflächenelektroden 92 a und 92 b, die von den Matrixelektroden 91 a und 91 b mit Hilfe von Isolierfilmen 93 a und 93 b isoliert sind. Das Blockschaltbild einer Flüssigkristallvorrichtung mit einer derartigen zweischichtigen Elektrodenstruktur ist in Fig. 19 gezeigt. Die Ganzflächenelektroden 92 a und 92 b sind derart angeordnet, daß sie Matrixelektroden 108, die eine Kombination der elektroden 91 a und 91 b darstellen, zwischen sich einfassen. Wie beim Beispiel 5 werden während der (bildmäßigen) Ansteuerung eine Wechselspannungs-Stromversorgung 102 zur Wechselspannungsanwendung ausgeschaltet und Schalter 103 und 104 geschlossen. Während der Wechselspannungsanwendung werden die Schalter 103 und 104 hingegen geöffnet und die Wechselspannungs- Stromversorgung 102 eingeschaltet. Die Schalter 102 und 103 haben die Aufgabe, Ansteuerschaltungen 105 und 106 vor elektrischem Schaden zu bewahren und darüber hinaus die inneren Matrixelektroden 108 elektrisch anschlußfrei zu machen, um das von den außerhalb der Matrixelektroden befindlichen Ganzflächenelektroden 92 a und 92 b erzeugte elektrische Wechselfeld wirksam an die innenliegende SmC*-Flüssigkristallschicht anlegen zu können.

Fig. 11 zeigt eine Ansteuerschaltung für eine der Leitungen bzw. Elektroden dieses Beispiels. Um zu erreichen, daß das von den außerhalb der Matrixelektroden 108 befindlichen Ganzflächenelektroden 92 a und 92 b erzeugte elektrische Wechselfeld wirksam an die Flüssigkristallschicht angelegt wird bzw. auf diese einwirkt, die Matrixelektroden 108 mittels eines Schalters 104 a zu schalten bzw. zu erden.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können die der Anzahl der Leitungen entsprechenden Ansteuerschaltungen zusammen von Masse weggeschaltet werden, indem der Schalter 104 a geöffnet wird, wodurch der Schaltungsaufbau wesentlich vereinfacht wird.

Beispiel 7:

Gemäß dem in Fig. 12 gezeigten System können Ansteuerschaltungen 121 und 122 mit Hilfe von Schaltern 123 und 124 vollständig von Matrixelektroden 126 isoliert bzw. entkoppelt werden, so daß die Matrixelektroden während der Zeit, während der eine Spannung an Ganzflächenelektroden angelegt wird, vollständig elektrisch freigeschaltet werden. Während der bildmäßigen Ansteuerung wird ein Wechselspannungsgenerator 127 hingegen ausgeschaltet. Mit diesem Schaltungsaufbau ist es möglich, die Ansteuerschaltungen vor elektrischer Beschädigung zu schützen, wenn eine hohe Wechselspannung eingesetzt werden muß.

Beispiel 8 bis 11:

Beispiel 1 wurde im wesentlichen wiederholt, wobei jedoch die Polyimid-Filme auf dem Glassubstrat jeweils durch Polyethylen-Filme (Beispiel 8), Polyamid-12-Filme (Beispiel 9), Polyamid-11-Filme (Beispiel 10) sowie durch Polyimid-Filme (Beispiel 11) ersetzt wurden und die Zellendicke d auf 1.5 µm eingestellt wurde. Die Neigungswinkel R a der jeweiligen Zellen wurden nach Einwirkung einer Wechselspannung von 70 V und 70 Hz über einen Zeitraum von 20 Sekunden gemessen. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Flüssigkristallgerät vorgesehen mit einer Flüssigkristallvorrichtung mit voneinander beabstandete und sich überschneidende Abtastsignalleitungen und Informationssignalleitungen aufweisenden Matrixelektroden, zwischen denen ein ferroelektrisches Flüssigkristallmaterial angeordnet ist, einer abtastsignalseitigen Flüssigkristall- Ansteuerschaltung, deren periphere Schaltungen eine Zwischenspeicherschaltung und eine Schieberegisterschaltung aufweisen, sowie mit einer Informationssignalseitigen Flüssigkristall-Ansteuerschaltung und peripheren Schaltungen mit einer Zwischenspeicherschaltung und einer Schieberegisterschaltung, wobei die Flüssigkristall- Ansteuerschaltungen, die Zwischenspeicherschaltungen und die Schieberegisterschaltungen abtast- und informationssignalseitig jeweils den gleichen Aufbau haben und wobei mindestens eine der Ansteuerschaltungen an alle Bildelemente gleichzeitig eine Wechselspannung anlegt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Wechselspannung zur Parallelausrichtung aus einer Kombination von Signalen aus der abtast- und der informationssignalseitigen Ansteuerschaltung gebildet, die die gleiche Amplitude und Frequenz, jedoch entgegengesetzte Phase haben. Nachdem die Wechselspannung zur Parallelausrichtung auf diese Weise angelegt worden ist, werden vorgegebenen Bildsignalen entsprechende Anzeigesignale angelegt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel haben Ausgangsstufentransistoren, welche sowohl die abtastsignalseitige als auch die infortmationssignalseitige Ansteuerschaltung bilden, die gleiche Spannungsfestigkeit, die größer oder gleich der Amplitude der Wechselspannung zur Parallelausrichtung ist.

Die Wechselspannung zur Parallelausrichtung muß dergestalt sein, daß die Flüssigkristallmoleküle das Umschalten zwischen den stabilen Zuständen bewirken können, während sie ausreichend darauf ansprechen. Die Spannungsamplitude der Wechselspannung hängt stark von den Arten des Flüssigkristallmaterials, den verwendeten Ausrichtfilmen sowie der Frequenz ab und kann auf die gleiche Größenordnung gebracht werden, wie die Amplitude der Impulsspannungen zum Schalten.

Ansteuerschaltungen und deren periphere Schaltungen für eine Flüssigkristallvorrichtung in Matrixanordnung werden symmetrisch gemacht. Mit anderen Worten, die sogenannten Vertikal- und Horizontaleinheiten dieser Schaltungen weisen denselben Aufbau auf. Infolge dieser Anordnung ist es durch einfaches Wechselschalten möglich, einen Satz dieser Schaltungen für die Abtastsignalleitungen und den anderen für die Informationssignalleitungen zu verwenden, so daß das vertikale Schreiben und das horizontale Schreiben sehr einfach geschaltet werden kann. Indem in ähnlicher Weise zwei Ansteuerschaltungen mit Ansteuerstromversorgungen verbunden werden, ist es möglich, vor Schreibimpulsen aus einer Ansteuerstromversorgung eine Wechselspannung zur Parallelausrichtung zuzuführen.

Dieses Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 14 zeigt eine Elektrodenanordnung für eine Matrixanzeige mit Abtastsignalleitungen und Informationssignalleitungen, die an ihren jeweiligen Überschneidungspunkten Bildelemente bilden, sowie ein Beispiel für eine von den Bildelementen geformte Anzeige.

In Fig. 14 sind mit S 1 bisd S 5 Abtastsignalleitungen und mit I 1 bis I 5 Informationssignalleitungen bezeichnet. Es sei angenommen, daß gestrichelt dargestellte Bildelemente dem Schreibzustand "schwarz" und leer dargestellte Bildelemente dem Schreibzustand "weiß" entsprechen.

Fig. 13 zeigt insbesondere für den Zeitraum des Anlegens des Anzeigesignals ein Impulsdiagramm zur Bildung des in Fig. 14 gezeigten Anzeigezustands gemäß einer zeilensequentiellen Schreibart, bei der die Abtastsignalleitungen S 1 bis S 5 zeilensequentiell abgetastet und die Spalten der Informationssignalleitungen I 1 und I 2 abwechselnd in "schwarz" und "weiß" geschrieben werden. In Fig. 13 ist mit Δ T eine Schreibimpulsdauer bezeichnet und es ist angenommen, daß ein positives elektrisches Feld zum Schreiben von "weiß" und ein negatives elektrisches Feld zum Schreiben von "schwarz" verwendet wird. Es ist weiterhin angenommen, daß die Schreibimpulse eine Impulsdauer von Δ T haben und eine den Schwellenwert übersteigende Amplitude von +/-3 Vo.

Fig. 13 entspricht einem Verfahren, bei dem Bildelemente auf einer Abtastleitung zuerst in "weiß" geschrieben werden und die selektierten Bildelemente auf dieser Abtastleitung anschließend in "schwarz" geschrieben werden ("Zeilenllösch-Zeilenschreibverfahren"), und bei dem das Informationssignal ein Schreibsignal und ein diesem nachfolgendes Hilfssignal aufweist, um ein durch Fortdauer von Signalen gleicher Polarität hervorgerufenes Übersprechen zu verhindern.

Unmittelbar nach dem Einschalten der Ansteuerschaltungen werden, wie in Fig. 13 aus dem Wechselspannungs-Anwendungszeitraum zu ersehen ist, gleichzeitig an alle Abtastsignalleitungen und Informationssignalleitungen Wechselspannungen zur Parallelausrichtung mit derselben Spannungsamplitude V′ angelegt, und zwar mit Hilfe von gegenphasigen Rechteckwellen der gleichen Frequenz. Als Folge davon liegt an den Substraten eine Wechselspannung mit einer Amplitude von 2V′ an.

Die Wechselspannung zur Parallelausrichtung hat die Aufgabe, die Flüssigkristallmoleküle aus dem verdrillten Zustand in den parallelen Zustand zu überführen, wobei ihre Amplitude und Impulsdauer auf Werte eingestellt werden kann, die die der Schreibimpulse jeweils übersteigen. Bei diesem Beispiel wurden Schreibimpulse mit 1 ms Dauer und 10 V Spannung verwendet, während für mehrere Sekunden eine rechteckige Wechselspannung von 50 Hz und ungefähr 20 V (Spitze-Spitze) Spannung angelegt wurde, um den parallelen Ausrichtungszustand zu erzielen.

Das hierbei verwendete Flüssigkristallmaterial war eine ferroelektrische Flüssigkristallzusammensetzung und enthielt als hauptsächliche Bestandteile P-N-Octyloxybenzoesäure P′-(2-Methylbutyloxy)phenyl Ester und P-N-Nonyloxybenzoesäure P′-(2-Methylbutyloxy)phenyl Ester. Die Flüssigkristallzelle wurden hergestellt, indem ein Ausrichtfilm aus Polyvinylalkohol (PVA) auf auf zwei Glassubstraten befindliche Indium-Zinn-Oxid-Muster aufgebracht wurde, die anschließend einer Reibbehandlung unterzogen und so aneinander befestigt wurden, daß sich Zellendicke von ungefähr 1.5 µm ergab. Zwischen die transparenten Elektroden und die Ausrichtfilme können auch isolierende Filme aus Siliziumdioxid eingefügt werden.

Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung für die Flüssigkristallvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels, bei dem für die Abtastsignalseite und die Informationssignalseite jeweils der gleiche Schaltungsaufbau verwendet ist. Diese Schaltung besteht aus einer Flüssigkristall- Anzeigetafel 156, einer informationssignalseitigen Ansteuerschaltung 157, einer abtastsignalseitigen Ansteuerschaltung 158, Zwischenspeicherschaltungen 150 und 159, Schieberegisterschaltungen 151 und 152, einer Ansteuerstromversorgung 153, einer Ansteuerspannungs-Steuerschaltung 154 und einer Schnittstelle 155.

Wenn im Betrieb zunächst ein (nicht gezeigter) Hauptschalter eingeschaltet wird, wird jeweils mit einer Impulsdauer von Δ T′ eine Wechselspannung Vs′ an alle Abtastelektroden und eine zu Vs′ gegenphasige Wechselspannung Vi′ an alle Informationssignalelektroden angelegt, so daß über dem oberen und unteren Substrat eine rechteckförmige Wechselspannung mit einer Spitze-Spitze-Spannung von Vac = Vs′ + Vi′ als Wechselspannung zur Parallelausrichtung anliegt. Wenn diese Wechselspannung für einen vorbestimmten Zeitraum angelegen hat, um die Flüssigkristallmoleküle in den parallelen Ausrichtungszustand zu überführen, werden von der Ansteuerspannungs-Steuerschaltung 154 Anzeige- Ansteuersignalspannungen eingestellt, d. h. eine Abtastsignalspannung mit 3 Vo und -2 Vo sowie eine Informationssignalspannung mit +/-Vo von jeweils einer Impulsdauer Δ T, und es wird in Abhängigkeit von Eingangssignalen DH eine Multiplexansteuerung gestartet.

Das Umschalten zwischen dem horizontalen und dem vertikalen Schreiben kann in Abhängigkeit von einem H/V-Umschaltsignal 160 mittels Wechselschalter SW 16 bis 18 sehr einfach durchgeführt werden, um die Abtastsignalseite mit der Informationssignalseite zu vertauschen.

Fig. 16 zeigt einen Schaltplan einer Endstufe der in der Fig. 15 gezeigten Ansteuerschaltung 157 oder 158 mit Ausgangsstufentransistoren Tr 1 und Tr 2. Gemäß dem Ansteuerungskurvenverlauf der Fig. 13 wird die Spannungsfestigkeit Vc der beiden Ausgangsstufentransistoren gleichermaßen so gewählt, daß sie folgender Beziehung genügt:

Vc ≦λτ V′ (Vs′, Vi′) ≧ Vo

Durch geeignete Wahl des Flüssigkristallmaterials, der Art des Ausrichtfilms und der Frequenz der Wechselspannung zur Parallelausrichtung ist es möglich, bei diesem Ausführungsbeispiel die folgende Beziehung zu erfüllen:

Vc ≦λτ V′ ≅ Vo

Da die beiden Ansteuerschaltungen 157 und 158 in gleicher Weise mit der Ansteuerstromversorgung 153 verbunden sind, kann vor der Zufuhr eines in Fig. 16 gezeigten Anzeigesignals DH′ zwischen Anschlüsse V+ und V- eine Wechselspannung zur Parallelausrichtung angelegt werden, deren Amplitude und Impulsdauer gleich groß oder größer als die der in Fig. 13 gezeigten Schreibimpulse sind, um die Parallelausrichtung der Flüssigkristalle durchzuführen.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Flüssigkristallgerät vorgesehen mit einer Flüssigkristallvorrichtug mit voneinander beabstandete und sich überschneidende Abtastsignalleitungen und Informationssignalleitungen aufweisenden Matrixelektroden, zwischen denen ein Flüssigkristallmaterial angeordnet ist, wobei jede Überschneidung der Abtastsignalleitungen und der Informationssignalleitungen in Verbindung mit dem dazwischen befindlichen Flüssigkristallmaterial ein Bildelement darstellt, sowie mit einer abtastsignalseitigen und einer Informationssignalseitigen Ansteuerschaltung, wobei das Flüssigkristallgerät so ausgebildet ist, daß an alle Bildelemente eine Wechselspannung angelegt wird, bevor entsprechend einem Multiplex-Ansteuerverfahren Anzeigesignale angelegt werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Anlegen der Anzeigesignale und der Wechselspannung zur Parallelausrichtung von einer gemeinsamen Ansteuer-Stromversorgungsschaltung gesteuert. Das Anlegen der Wechselspannung zur Parallelausrichtung kann auf zweierlei Arten durchgeführt werden: Zum einen, indem die Wechselspannung entweder an die abtastsignalseitige oder an die informationssignalseitige Ansteuerschaltung angelegt und die jeweils andere Seite der Signalleitungen während des Zeitraums des Anlegens der Wechselspannung geerdet wird. Zum anderen, indem von der abtastsignalseitigen und von der informationssignalseitigen Ansteuerschaltung her jeweils abwechselnd gegenphasige Wechselspannungen angelegt werden.

Die Wechselspannung zur Parallelausrichtung kann z. B. eine Rechteckspannung abwechselnder Polarität sein, deren Spannungsamplitude auf einen Wert eingestellt sein kann, der höher als die Spannung von Anzeigesignalen ist, welche zum Schalten der Flüssigkristalle im parallelen Ausichtungszustand erforderlich ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind somit die mit der Abtastsignalseite und der Informationssignalseite verbundenen Flüssigkristall-Ansteuerschaltungen an eine gemeinsame Ansteuer-Stromversorgungsschaltung angeschlossen, wobei diese die Anzeigesignalspannungen und die Wechselspannung zur Parallelausrichtung zuführt. Bevor eine Multiplex-Ansteuerung unter Verwendung von Anzeigesignalen durchgeführt wird, wird insbesondere eine z. B. aus Rechteckimpulsen bestehende Wechselspannung mit gewünschter Amplitude und Impulsdauer angelegt, um die Flüssigkristalle vorab in einen parallelen Ausrichtungszustand zu bringen, worauf die Flüssigkristallansteuerung zur Erzeugung einer Anzeige begonnen wird.

Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform eines Flüssigkristallgeräts, bei dem die in Fig. 18 gezeigten Signalspannungen erzeugt werden.

Gemäß Fig. 17 besteht dieses Gerät u.a. aus einer Schnittstelle 171, einer Schieberegisterschaltung 175, einer Zwischenspeicherschaltung 176, einer informationssignalseitigen Ansteuerschaltung 177, einer abtastsignalseitigen Ansteuerschaltung 178 sowie aus einer Flüssigkristall-Anzeigetafel 179. Eine Ansteuer-Stromversorgungsschaltung 170 weist eine Ansteuerstromversorgung 170 a und eine Ansteuerspannungs- Steuerschaltung 170 b auf.

Wenn im Betrieb zunächst ein (nicht gezeigter) Hauptschalter eingeschaltet wird, wird jeweils mit einer Impulsdauer von Δ T′ eine Wechselspannung Vs′ an alle Abtastelektroden und eine zu Vs′ gegenphasige Wechselspannung Vi′ an alle Informationssignalelektroden angelegt, so daß über dem oberen und unteren Substrat eine rechteckförmige Wechselspannung mit einer Spitze-Spitze-Spannung von Vac = Vs′ + Vi′ als Wechselspannung zur Parallelausrichtung anliegt. Wenn diese Wechselspannung für einen vorbestimmten Zeitraum angelegen hat, um die Flüssigkristallmoleküle in den parallelen Ausrichtungszustand zu transformieren, werden von der Ansteuerspannungs-Steuerschaltung 170 b Anzeige- Ansteuersignalspannungen eingestellt, d. h. eine Abtastsignalspannung mit 3 Vo und -2 Vo sowie eine Informationssignalspannung mit +/- Vo von jeweils einer Impulsdauer Δ T, und es wird die Multiplexansteuerung gestartet. Die Amplituden Vs′ und Vi′ sowie die Impulsdauer Δ T′ der Wechselspannung zur Parallelausrichtung sind jeweils größer als die entsprechenden Amplituden 3 Vo und Vo sowie die Impulsdauer Δ T der Schreibimpulse.

Fig. 19 zeigt einen Schaltplan einer Endstufe der in der Fig. 17 gezeigten Ansteuerschaltung 177 oder 178 mit Ausgangsstufentransistoren Tr 1 und Tr 2. Die Spannungsfestigkeit dieser beiden Transistoren ist in Hinblick auf Fig. 17 in gleicher Weise so eingestellt, daß eine Spannungsfestigkeit Vsc der abtastsignalseitigen Ansteuerschaltung 178 der Bedingung Vsc ≦λτ Vs′ und eine Spannungsfestigkeit Vic der informationssignalseitigen Ansteuerschaltung 177 der Bedingung Vic ≦λτ Vi′ genügt.

Wenn die Wechselspannung zur Parallelausrichtung entweder von der abtastsignalseitigen (178) oder von der informationssignalseitigen Ansteuerschaltung 177 zugeführt wird, können die folgenden Beziehungen

Vsc ≦λτ 1/2 Vac, Vic ≦λτ Vo,

eingestellt und z. B. die informationssignalseitigen Elektroden während des Zeitraums der Zufuhr der Wechselspannung zur Parallelausrichtung geerdet bzw. mit Masse verbunden werden, wenn die Wechselspannung über die abtastsignalseitigen Elektroden zugeführt wird.

Auf diese Weise kann vor der Multiplexansteuerung unter Verwendung eines in Fig. 19 gezeigten Anzeigesignals DH von der Ansteuer-Stromversorgungsschaltung 170 zwischen in Fig. 17 gezeigten Anschlüssen V+ und V- eine Wechselspannung zur Parallelausrichtung angelegt werden, die geringfügig niedriger als die Spannungsfestigkeiten Vsc und Vic der in Fig. 19 gezeigten Ausgangsstufentransistoren Tr 1 und Tr 2 ist, um dadurch die Parallelausrichtung der Flüssigkristalle im voraus durchzuführen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind eine Ansteuer-Stromversorgung zur Bereitstellung von Anzeigesignalen und eine Stromversorgung zur Bereitstellung der Wechselspannung zur Parallelausrichtung gemeinsam vorgesehen. Gemäß Fig. 20 ist es jedoch möglich, zwei getrennte Stromversorgungen in Verbindung mit einem geeigneten Wechselschalter 201 vorzusehen, wobei eine Wechselspannungs-Stromversorgung 170 c durchgeschaltet ist, wenn der Hauptschalter betätigt wird, und der Wechselschalter 201 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne zu einer Ansteuer-Stromversorgung 170 a umschaltet.

Die Wechselspannung zur Parallelausrichtung kann auf einen Wert eingestellt sein, der den Schwellenwert des verwendeten ferroelektrischen Flüssigkristalls übersteigt. Vorzugsweise wird für deren Spitzen-Spitzen-Spannung der Bereich von 10 bis 500 V, insbesondere der Bereich von 20 bis 500 V, und für deren Frequenz der Bereich oberhalb 0.1 Hz, vorzugsweise jedoch der Bereich von 20 Hz bis 5 kHz gewählt. Der Zeitraum, während dem die Wechselspannung angelegt wird, kann 1 s bis 10 Minuten betragen, vorzugsweise jedoch 5 s bis 5 Minuten.

Die Wechselspannung kann kontinuierliche oder intermittierende Impulse enthalten.

Die Impulsdauer der für die genannte Anwendung einer Impulsspannung verwendeten Impulse wird vorteilhaft auf einen Bereich von 1 µs bis 10 ms, vorzugsweise jedoch zwischen 10 µs und 1 ms eingestellt. Der Impulsabstand wird vorteilhaft auf eine Wert eingestellt, der das Ein- bis Einhundertfache, vorzugsweise aber das Zwei- bis Fünfzigfache der Impulsdauer beträgt.

Die Wechselspannung zur Parallelausrichtung wurde anhand von ziemlich einfachen Wechselspannungssignalen beschrieben. Sie kann jedoch auch positive und negative Komponenten unsymmetrischer Form enthalten, d. h. solche mit unterschiedlichen Amplituden und Impulsdauern zwischen den positiven und negativen Komponenten bzw. Impulsen.

Nachfolgend soll noch auf die interne mikroskopische Struktur einer chiral-smektischen ferroelektrischen Flüssigkristallschicht eingegangen werden. Fig. 21 zeigt schematisch einen Querschnitt entlang einer sich senkrecht zu den Substraten einer Flüssigkristallzelle erstreckenden smektischen Molekularschicht, bei der die spirale Struktur aufgelöst ist, um einen bistabilen Zustand in verdrillter Ausrichtung herbeizuführen, wobei in Fig. 21 insbesondere die Anordnung von C-Direktoren (Molekularachsen) 211 und entsprechende spontanene Polarisationen 212 dargestellt sind. Die obersten Kreise, die der Projektion eines Flüsigkristallkonus auf die smektische Molekularschicht entsprechen, zeigen die Verhältnisse in unmittelbarer Nähe des oberen Substrats, während die untersten Kreise die entsprechenden Verhältnisse in unmittelbarer Nähe des unteren Substrats zeigen. Gemäß Fig. 21 erzeugt ein Zustand bei (a) eine nach unten gerichtete spontane Durchschnittspolarisation 213 a und ein Zustand bei (b) eine nach obenn gerichtete spontane Durchschnittspolarisation 213 b. Als Folge davon wird durch das Anlegen eines in verschiedene Richtungen weisenden elektrischen Feldes an die Flüssigkristallschicht ein Umschalten zwischen den Zuständen (a) und (b) hervorgerufen.

Fig. 22 zeigt einen der Fig. 21 entsprechenden schematischen Querschnitt einer Flüssigkristallzelle, die sich in einem idealen parallelen Ausrichtungszustand befindet, in dem keine Verdrillung von C-Direktoren 211 über die Dicke der Flüssigkristallzelle auftritt. Die spontane Polarisation 211 ist im Zustand (a) nach oben und im Zustand (b) nach unten gerichtet.

Zur Verallgemeinerung sind in den beiden Figuren Fälle dargestellt, in denen die C-Direktoren bezüglich der Substratflächen etwas geneigt sind.

Gemäß vorstehender Beschreibung wird also erfindungsgemäß an eine ferroelektrische Flüssigkristallzelle unter einem Bistabilitätszustand ein hohes elektrisches Wechselfeld angelegt, wobei der Neigungswinkel des Bistabilitätszustands nach Entfernung des elektrischen Wechselfeldes vergrößert und dadurch der Kontrast der Zelle gesteigert ist. Darüber hinaus ist ein breiter Neigungswinkelzustand gleichförmiger erzielbar, indem die Zelle abgekühlt wird, während das elektrische Wechselfeld zur Herbeiführung eines Bistabilitätszustands angelegt wird. Wenn ein ferroelektrisches Flüssigkristallgerät mit einer Schaltung zum Anlegen eines hohen elektrischen Wechselfelds während des Betriebs des Geräts geschaffen wird, erhält man ferner ein Gerät, das nach Wunsch einen breiten Neigungswinkelzustand erneut herbeiführen kann, so daß z. B. eine Anzeigeeinrichtung oder eine Blendeneinrichtung realisierbar sind, die eine hohe Lichtdurchlässigkeit und hohen Kontrast, sehr schnelle Ansprecheigenschaften, hohe Bildelementdichte sowie eine große Fläche aufweisen.

Claims

1. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung, gekennzeichnet durch zwei Substrate (3 a, 3 b) mit jeweils einer darauf befindlichen Elektrode (4 a bzw. 4 b) und einer zwischen den Substraten in einer Dicke, die ausreichend dünn zur Freigabe der spiralen Struktur des ferroelektrischen Flüssigkristalls ist, angeordneten ferroelektrischen Flüssigkristallschicht (2), bei der der ferroelektrische Flüssigkristall zwei einen Winkel 2R zwischen sich bildende Durchschnitts-Molekülachsenrichtungen, von denen jede einem der zwei stabilen Orientierungszustände des ferroelektrischen Flüssigkristalls entspricht, zwei einen Winkel 2 zwischen sich bildende Durchschnitts-Molekülachsenrichtungen, wenn die Schwellenspannung des ferroelektrischen Flüssigkristalls übersteigende Spannungen an diesem anliegen, sowie zwei einen Winkel 2R a zwischen sich bildende Durchschnitts-Molekülrichtungen aufweist, wenn an den ferroelektrischen Flüssigkristall ein elektrisches Wechselfeld angelegt und wieder entfernt wird, wobei die Winkel R, und R a der Beziehung R≦ωτR a genügen.

2. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselspannung an die zwei auf dem jeweiligen Substrat (3 a bzw. 3 b) ausgebildeten Elektroden (4 a, 4 b) angelegt wird.

3. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung die Schwellenspannung des ferroelektrischen Flüssigkristalls übersteigt.

4. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung eine Spannung von 10 V oder darüber und eine Frequenz von 0,1 Hz oder darüber hat.

5. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung eine Spannung zwischen 10 und 500 V und eine Frequenz zwischen 20 Hz und 5 kHz hat.

6. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung angelegt wird, bevor Ansteuerspannungen an die zwei Elektroden (4 a, 4 b) angelegt werden.

7. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung nach der Unterbrechung der Zufuhr von an die zwei Elektroden (4 a, 4 b) angelegten Ansteuerspannungen angelegt wird.

8. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung angelegt wird, während der ferroelektrische Flüssigkristall von einer höheren Temperaturphase aus abgekühlt wird.

9. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall bei 25°C eine spontane Polarisation von 5 nC/cm² oder darüber hat, gemessen nach dem Dreieckspannungs- Anwendungsverfahren.

10. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall bei 25°C eine spontane Polarisation von 10 bis 300 nC/cm² hat, gemessen nach dem Dreieckspannungs- Anwendungsverfahren.

11. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der beiden Substrate (3 a, 3 b) einen Ausrichtfilm (5 a, 5 b) aufweist.

12. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) einen Polaritätsgrad (γ _b ^p) von 0,02 N/m oder weniger hat.

13. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) einen Polaritätsgrad (γ _b ^p) von 0,01 N/m oder weniger hat.

14. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) einen Polaritätsgrad (γ _b ^p) von 0,007 N/m oder weniger hat.

15. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) Polyimid, Polyvinyl-Alkohol, Polyethylen oder Polyamid enthält.

16. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) Polyvinyl-Alkohol enthält.

17. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) Polyethylen enthält.

18. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) Polyamid 12, Polyamid 11, Polyamid 2001 oder Polyamid 3001 enthält.

19. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) Polyamid 12 oder Polyamid 11 enthält.

20. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) einer Gleichachsenorientierungsbehandlung unterzogen worden ist.

21. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichachsenorientierungsbehandlung eine Reibbehandlung ist.

22. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung kontinuierliche oder intermittierende Spannungsimpulse mit einer Impulsdauer von 1 µs bis 10 ms enthält.

23. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsimpulse einen Impulsabstand von dem 1- bis 100-fachen ihrer Impulsdauer haben.

24. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall ein chiral-smektischer Flüssigkristall ist.

25. Flüssigkristallgerät, gekennzeichnet durch eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung mit voneinander beabstandete und sich überkreuzende Abtastelektroden und Signalelektroden aufweisenden Matrixelektroden (108), zwischen denen ein ferroelektrischer Flüssigkristall angeordnet ist, eine Ansteuerschaltung (106, 105) zum selektiven Anlegen einer Ansteuerspannung an die Überkreuzungen der Abtast- und der Signalelektroden, sowie durch eine Schaltung (102) zum Anlegen eines gleichförmigen elektrischen Feldes, mit der an alle oder einen vorgegebenen Teil der Überkreuzungen ein elektrisches Wechselfeld anlegbar ist.

26. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerspannung und die Wechselspannung den Matrixelektroden getrennt zugeführt werden.

27. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung zwei jeweils von den Matrixelektroden (91 a, 91 b) isolierte und sich über alle Überkreuzungen gleichmäßig erstreckende Elektroden (92 a, 92 b) aufweist, wobei die Ansteuerspannung von der Ansteuerschaltung (105, 106) an die Matrixelektroden (108) und die Wechselspannung an die zwei sich gleichförmig erstreckenden Elektroden angelegt wird.

28. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixelektroden (108) elektrisch freigeschaltet werden, während die Wechselspannung von der Schaltung (102) zum Anlegen eines gleichförmigen elektrischen Feldes angelegt wird.

29. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall in einer Schicht (94) gebildet ist, deren Dicke ausreichend dünn ist, um die spirale Struktur der ferroelektrischen Flüssigkristalle freizugeben.

30. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall ein chiral-smektischer Flüssigkristall ist.

31. Flüssigkristallgerät, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristallvorrichtung (179) mit voneinander beabstandete und sich überschneidende Abtastsignalleitungen und Informationssignalleitungen aufweisenden Matrixelektroden, zwischen denen ein Flüssigkristallmaterial angeordnet ist, wobei jede Überschneidung der Abtastsignalleitungen und der Informationssignalleitungen in Verbindung mit dem dazwischen befindlichen Flüssigkristallmaterial ein Bildelement darstellt, sowie durch eine abtastsignalseitige Ansteuerschaltung (178) und eine informationssignalseitige Ansteuerschaltung (177), wobei das Flüssigkristallgerät so ausgebildet ist, daß an alle Bildelemente eine Wechselspannung angelegt wird, bevor entsprechend einem Multiplex- Ansteuerverfahren Anzeigesignale angelegt werden.

32. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung entweder von der abtastsignalseitigen Ansteuerschaltung (178) oder von der informationssignalseitigen Ansteuerschaltung (177) angelegt wird und daß die anderen Signalleitungen während der Zufuhr der Wechselspannung alle geerdet werden.

33. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Wechselspannung durch Anlegen von abwechselnd gegenphasigen Wechselspannungen durchgeführt wird, die von der abtastsignalseitigen Ansteuerschaltung (178) und der informationssignalseitigen Ansteuerschaltung (177) zugeführt werden.

34. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristallmaterial ein ferroelektrischer Flüssigkristall ist.

35. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall in einer Schicht gebildet ist, deren Dicke ausreichend dünn ist, um die spirale Struktur der ferroelektrischen Flüssigkristalle freizugeben.

36. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall ein chiral-smektischer Flüssigkristall ist.

37. Flüssigkristallgerät, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristallvorrichtung (156) mit voneinander beabstandete und sich überschneidende Abtastsignalleitungen und Informationssignalleitungen aufweisenden Matrixelektroden, zwischen denen ein Flüssigkristallmaterial angeordnet ist, eine abtastsignalseitige Flüssigkristall-Ansteuerschaltung (158), deren periphere Schaltungen eine Zwischenspeicherschaltung (150) und eine Schieberegisterschaltung (152) aufweisen, sowie durch eine informationssignalseitige Flüssigkristall-Ansteuerschaltung (157) und periphere Schaltungen mit einer Zwischenspeicherschaltung (159) und einer Schieberegisterschaltung (151), wobei die Flüssigkristall- Ansteuerschaltungen, die Zwischenspeicherschaltungen und die Schieberegisterschaltungen abtast- und informationssignalseitig jeweils den gleichen Aufbau haben und wobei mindestens eine der Ansteuerschaltungen an alle Bildelemente gleichzeitig eine Wechselspannung anlegt.

38. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung als Kombination von abwechselnd gegenphasigen Wechselspannungen mit der gleichen Amplitude und Frequenz angelegt wird, welche von der abtastsignalseitigen (158) bzw. von der informationssignalseitigen Ansteuerschaltung (157) angelegt werden.

39. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die abtastsignalseitige (158) und die informationssignalseitige Ansteuerschaltung (157) Ausgangsstufentransistoren (Tr 1, Tr 2) mit jeweils der gleichen Spannungsfestigkeit aufweisen, welche größer als die Amplitude der Wechselspannung ist.

40. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums nach dem Einschalten des Geräts angelegt wird und daß anschließend gegebenen Bildsignalen entsprechende Anzeigesignale an die Bildelemente angelegt werden.

41. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristallmaterial ein ferroelektrischer Flüssigkristall ist.

42. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall in einer Schicht gebildet ist, deren Dicke ausreichend dünn ist, um die spirale Struktur der ferroelektrischen Flüssigkristalle freizugeben.

43. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall ein chiral-smektischer Flüssigkristall ist.

44. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung, gekennzeichnet durch zwei Substrate (3 a, 3 b) mit jeweils einer darauf befindlichen Elektrode (4 a bzw. 4 b) und einer zwischen den Substraten in einer Dicke, die ausreichend dünn zur Freigabe der spiralen Struktur des ferroelektrischen Flüssigkristalls ist, angeordneten ferroelektrischen Flüssigkristallschicht (2), bei der der ferroelektrische Flüssigkristall sich in einem einen Winkel 2R a liefernden sekundären bistabilen Zustand befindet und der Winkel 2R a der Beziehung 2R≦ωτ2R a2 gehorcht, in der 2R ein Winkel zwischen zwei jeweils einem von zwei in der Abwesenheit eines elektrischen Feldes erhaltenen stabilen Zuständen des ferroelektrischen Flüssigkristalls entsprechenden Durchschnitts-Molekülachsenrichtungen ist, 2R a ein Winkel zwischen zwei jeweils einem von zwei nach dem Anlegen und dem anschließenden Entfernen einer Wechselspannung an den ferroelektrischen Flüssigkristall erhaltenen quasi-stabilen Zuständen des ferroelektrischen Flüssigkristalls entsprechenden Durchschnitts-Molekülachsenrichtungen ist, und in der 2 ein Winkel zwischen zwei jeweils einem von zwei beim Anliegen von dessen Schwellenspannung übersteigenden Spannungen am ferroelektrischen Flüssigkristall erhaltenen Extremzuständen des ferroelektrischen Flüssigkristalls entsprechenden Durchschnitts-Molekülachsenrichtungen ist.

45. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der beiden Substrate (3 a, 3 b) einen Ausrichtfilm (5 a, 5 b) aufweist.

46. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) einen Polaritätsgrad (γ _b ^p) von 0,02 N/m oder weniger hat.

47. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) einen Polaritätsgrad (γ _b ^p) von 0.01 N/m oder weniger hat.

48. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) einen Polaritätsgrad (γ _b ^p) von 0.007 N/m oder weniger hat.

49. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) Polyimid, Polyvinyl-Alkohol, Polyethylen oder Polyamid enthält.

50. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) Polyvinyl-Alkohol enthält.

51. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) Polyethylen enthält.

52. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) Polyamid 12, Polyamid 11, Polyamid 2001 oder Polyamid 3001 enthält.

53. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) Polyamid 12 oder Polyamid 11 enthält.

54. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtfilm (5 a, 5 b) einer Gleichachsenorientierungsbehandlung unterzogen worden ist.

55. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichachsenorientierungsbehandlung eine Reibbehandlung ist.