CH674520A5 - - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung farbiger Flüssigkristallanzeigen, nachfolgend LC-Anzeigen, mit einem dichroitischen Farbstoff und hohem Kontrast. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes wird das LC-Volu-men (Host) und der dichroitische Farbstoff (Guest) umorientiert, womit sich eine Farbänderung des Systems ergibt (Guest-Host-Effekt). DESCRIPTION The invention relates to a method for producing colored liquid crystal displays, hereinafter LC displays, with a dichroic dye and high contrast. By applying an electric field, the LC volume (host) and the dichroic dye (guest) are reoriented, which results in a color change in the system (guest-host effect).
Die Herstellung farbiger LC-Anzeigen ist auf zwei generell verschiedenen Wegen möglich. Color LC displays can be produced in two generally different ways.
1. Variante 1st variant
Anwendung farbiger Polarisatoren bzw. Farbfilme Use of colored polarizers or color films
Die Untersuchungen zur Applikation von polarisierenden bzw. farbigen Schichten sind schwerpunktmässig auf deren Einsatz in das Zellinnere gerichtet. Hierdurch kann durch geringere Umwelteinflüsse die Lebensdauer verlängert werden, und es besteht die Möglichkeit, multifunktionale Schichten herzustellen. The investigations on the application of polarizing or colored layers are mainly focused on their use in the cell interior. As a result, the lifespan can be extended due to lower environmental influences, and it is possible to produce multifunctional layers.
In der DE-Offenlegungsschrift 30 16 396 werden transparente farbige Orientierungsschichten - bzw. Isolationsschichten beschrieben. Farbige orientierende transparente Schichten auf der Basis von Polyamidharzen werden in der DE-Offenlegungsschrift 32 34 110 beschrieben. Hierbei werden Druckfarben bzw. Tinten dem Polymer beigemischt. In der DE-Patentschrift 30 27 571 wird eine Schicht beschrieben, die orientierende und polarisierende Eigenschaften besitzt. Das Auftragen zusätzlicher farbiger Schichten erschwert in jedem Fall die Technologie bei der Herstellung von LC-Anzeigen. In DE-Offenlegungsschrift 30 16 396, transparent colored orientation layers or insulation layers are described. Color-orientated transparent layers based on polyamide resins are described in German Offenlegungsschrift 32 34 110. Here, printing inks or inks are added to the polymer. DE 30 27 571 describes a layer which has orienting and polarizing properties. In any case, the application of additional colored layers complicates the technology in the production of LC displays.
2. Variante 2nd variant
Auflösung pleochroitischer Farbstoffe in LC-Mischungen Dissolution of pleochroic dyes in LC mixtures
Hierbei wird unterschieden zwischen der Anwendung des Guest-Host-Effektes (Heilmeier, Appi. Phys. Lett 13, 1968, 91) und dem farbigen nematisch-cholesterinischen Phasenwechsel (White Taylor-Effekt), siehe DE-Offenlegungsschrift 24 10 557. Generell ist ein möglichst hoher Ordnungsgrad S des pleochrotischen Farbstoffes zum LC-Volumen, zur Erreichung eines ausreichend hohen Kontrastes H der LC-Anzeige das Ziel wie von H. Saki, T. Uchida, Y. Shiba-ta in Japan Journal of Applied Physics, Part 2, Vol. 24, No 5, 1985 S. 299-301 ausgeführt wird. Trotz der Erreichung hoher Ordnungsgrade S im Bereich 0,7-0,8 sind die Kontraständerungen H in LC-Anzeigen bislang nicht ausreichend. Daher haben sich Guest-Host-Anzeigen international noch nicht durchgesetzt. A distinction is made between the use of the guest-host effect (Heilmeier, Appi. Phys. Lett 13, 1968, 91) and the colored nematic-cholesteric phase change (White Taylor effect), see DE laid-open specification 24 10 557. General the highest possible degree of order S of the pleochromatic dye to the LC volume, in order to achieve a sufficiently high contrast H of the LC display, the goal as described by H. Saki, T. Uchida, Y. Shiba-ta in Japan Journal of Applied Physics, Part 2 , Vol. 24, No 5, 1985 pp. 299-301. Despite the achievement of high degrees of order S in the range 0.7-0.8, the contrast changes H in LC displays have so far not been sufficient. As a result, guest host advertisements have not yet gained international acceptance.
Ziel der Erfindung ist eine farbige Flüssigkristallanzeige mit Guest-Host-Effekt, die einen hohen Kontrastwert (H) besitzt. The aim of the invention is a colored liquid crystal display with guest-host effect, which has a high contrast value (H).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Verfahren zur Herstellung von Flüssigkristall-Anzeigen Substanzen zu finden, deren Absorptionsbereich zum grössten Teil im sichtbaren Bereich liegt (380 nm-780 nm). The object of the invention is to find substances in the process for the production of liquid crystal displays, the absorption range of which is largely in the visible range (380 nm-780 nm).
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Sie wird dadurch gelöst, dass beim Verfahren zur Herstellung von Flüssigkristallanzeigen den Flüssigkristall-Mi-schungen dichroitische Farbstoffe, wie Anthrachinone oder Azofarbstoffe, als Guest zugesetzt werden, die funktionelle is Gruppen besitzen, die mit der chromophoren Gruppe des Farbstoffes in Konjugation treten und einen induktiven oder/und mesomeren Effekt (-1, +1, -M, +M Effekt) ausüben. The solution to this problem is specified in claim 1. It is solved by adding dichroic dyes, such as anthraquinones or azo dyes, to the liquid crystal mixtures in the process for the production of liquid crystal displays, which have functional groups which conjugate with the chromophoric group of the dye and an inductive one or / and exert a mesomeric effect (-1, +1, -M, + M effect).
Somit wird die Absorption des Farbstoffes bathochrom 20 (langwellig) oder hypsochrom (kurzwellig) verschoben, wodurch die Absorption des Farbstoffes zielgerichtet in der v/(X) Kurve hineingeschoben wird. Die Überlappung mit der v/(X) Kurve steigt, womit sich der Kontrast erhöht. Thus, the absorption of the dye is shifted bathochromic 20 (long-wave) or hypsochromic (short-wave), whereby the absorption of the dye is specifically pushed into the v / (X) curve. The overlap with the v / (X) curve increases, which increases the contrast.
Die erfindungsgemäss eingesetzten dichroitischen Azo-25 farbstoffe besitzen folgende Struktur: The dichroic azo-25 dyes used according to the invention have the following structure:
30 30th
35 35
40 40
Î-^Ô^-N=N-^Ô^--R * Î- ^ Ô ^ -N = N- ^ Ô ^ - R *
x x
Î-^Ô^N=N-^Ô^-.R * x Î- ^ Ô ^ N = N- ^ Ô ^ -. R * x
II II
III III
45 45
50 50
wobei X ein Substituent mit -I oder +I-Effekt und/oder -M oder +M-Effekt und R und R' organische Reste - vorzugsweise Alkyl-, Alkoxy- oder Arylreste - bedeuten. Solche Substituenten für die einzelnen Effekte sind: where X is a substituent with -I or + I effect and / or -M or + M effect and R and R 'are organic radicals - preferably alkyl, alkoxy or aryl radicals. Such substituents for the individual effects are:
-I Effekt: Halogen, -nr2, -ör, -cr=cr2 -c s cr, - or2, -fr3 -I effect: halogen, -nr2, -ör, -cr = cr2 -c s cr, - or2, -fr3
+1 Effekt:-5iö,-N —r, cnh2n_,- +1 effect: -5iö, -N —r, cnh2n _, -
-M Effekt: = NR, =NR2, = CR2, -M effect: = NR, = NR2, = CR2,
55 =~Ö, =CR, s NI 55 = ~ Ö, = CR, s NI
+M Effekt: Halogen, -OR, -NR2 _ e -Ol , + M effect: halogen, -OR, -NR2 _ e -Ol,
60 wobei R organofunktionelle Reste darstellen, 60 where R represents organofunctional radicals,
Der mit X bezeichnete Substituent kann'sich in o, m oder p-Stellung zur chromophoren Gruppen befinden. The substituent labeled X can be in the o, m or p position to the chromophoric groups.
Durch den Einbau von lateralen Substituenten X an den Ringen (von lateralen Substituenten X) des langgestreckten, 65 stäbchenförmigen dichroitischen Farbstoffmoleküls (iv) By incorporating lateral substituents X on the rings (of lateral substituents X) of the elongated, 65 rod-shaped dichroic dye molecule (iv)
R- 0 -R ' R- 0 -R '
(IV) (IV)
674 520 674 520
wird der Ordnungsgrad S erniedrigt, wie aus den folgenden Formeln zweier Farbstoffe hervorgeht. Als lateraler Substituent wird die CN-Gruppe angelagert. the degree of order S is reduced, as can be seen from the following formulas of two dyes. The CN group is attached as a lateral substituent.
0 0
>s>0?n_/xnen. > s> 0? n_ / xnen.
n' >—f \ c2 h4cn ^ w n '> —f \ c2 h4cn ^ w
(1) (1)
S = 0,48 S = 0.48
crth, crth,
/ovf ' z 5 / ovf 'z 5
•n • n
S C2W4-0C0CH3 S C2W4-0C0CH3
(2) (2)
S = 0,34 S = 0.34
Die Erniedrigung des Ordnungsgrades S führt überra- panes Journal of Applied Physics, Part 1, Vol. 24, No 5, schenderweise und entgegengesetzt der in der Literatur ver- 1985 S. 299-301 jedoch nicht zur Erniedrigung des Kontra-tretenen Meinung siehe H. Seki, T, Uchida, Y. Shibata in Ja- 20 stes H, sondern im Gegenteil zur Erhöhung. The lowering of the degree of order S leads surprisingly to the Journal of Applied Physics, Part 1, Vol. 24, No. 5, but contrary to the literature 1985 p. 299-301 does not lead to the lowering of the contradicting opinion, see H Seki, T, Uchida, Y. Shibata in January 20th, but on the contrary to increase.
/C2H5 PN / / C2H5 PN /
<h <(o2n^7)-n=n/7)-n ^ <h <(o2n ^ 7) -n = n / 7) -n ^
C2H5 C2H5
c2h4cn c2h4cn
(I) (I)
h = 1,9 h = 1.9
30 30th
Durch den Einbau des Substituenten X, der mit der chromophoren Gruppe in Mesomerie (oder Induktion) treten kann und somit einen bathochromen bzw. hypsochromen Effekt ausüben kann, wird der Ordungsgrad S erniedrigt. Der Kontrast H wird jedoch erhöht, wenn der Verschiebungseffekt in Richtung Maximum der Hellempfindlichkeit, des Auges erfolgt. Der Kontrast H ist jedoch für die LC-An-zeige der qualitätsbestimmende Parameter. By incorporating the substituent X, which can mesomerize (or induction) with the chromophoric group and thus exert a bathochromic or hypsochromic effect, the degree of order S is reduced. The contrast H is increased, however, if the shift effect towards the maximum sensitivity to light of the eye takes place. However, the contrast H is the quality-determining parameter for the LC display.
Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen Exemplary embodiment The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. Show it
Figur 1: Unterschiedliche Transmissionenzwischen ein-und ausgeschaltetem Zustand von Guest-Host-Displays. Figure 1: Different transmissions between on and off state of guest-host displays.
Figur 2: Differenzen von Z\ und z2 und die Überlappungen mit der v/(Ä,)-Kurve. Figure 2: Differences of Z \ and z2 and the overlaps with the v / (Ä,) curve.
Die unterschiedlichen Transmissionen zwischen dem eingeschalteten bzw. ausgeschalteten Zustand des Guest-Host-Displays werden durch die beiden Kurven Zustand 1 und Zustand 2 in Figur 1 beschrieben. The different transmissions between the switched-on or switched-off state of the guest-host display are described by the two curves state 1 and state 2 in FIG. 1.
c2h4-0c0ch3 c2h4-0c0ch3
(2) (2)
H = 4,5 H = 4.5
Die Kontraständerung des Displays (Helleindruck-Änderung) wird aber nicht nur durch die Differenz der Transmission Z\ und z2 bestimmt, sondern primär durch deren Überlappung mit der v/(X)~Kurve. The change in contrast of the display (change in light impression) is not only determined by the difference in the transmission Z \ and z2, but primarily by their overlap with the v / (X) ~ curve.
35 35
Figur 1 zeigt, dass die Überlappung (straffierter Flächenbereich) mit der v/(A,)-Kurve - trotz grosser Differenz zwischen Z] und z2 - gering ist, was zwangsläufig einen niedrigen Kontrast zufolge hat. Figure 1 shows that the overlap (tightened area) with the v / (A,) curve - despite the large difference between Z] and z2 - is small, which inevitably has a low contrast.
40 In Figur 2 wird gezeigt, dass bei vergleichsweiser Differenz von Zj und z2 die Überlappung mit der v/(A.)-Kurve wesentlich grösser ist, was einen erhöhten Kontrast (Hellein-druck-Änderung) zufolge hat. 40 In FIG. 2 it is shown that with a comparative difference between Zj and z2, the overlap with the v / (A.) Curve is significantly greater, which has an increased contrast (change in Hellein pressure).
45 45
Zur Belegung der erfindungsgemässen Lehre wird in eine LC-Anzeige die LC-Mischung SLF 104, eine Mischung aus Biphenylen und Benzoesäureester - dotiert mit je 1 % eines dichrotischen Farbstoffes - gefüllt. Der erhaltene Ordnungsgrad S und der Kontrast H der Anzeigen ist in der Tabelle 50 dargestellt. To confirm the teaching according to the invention, the LC mixture SLF 104, a mixture of biphenylene and benzoic acid ester - doped with 1% of a dichroic dye - is filled into an LC display. The degree of order S obtained and the contrast H of the displays are shown in Table 50.
Bsp. Name des Farbstoffes Example: Name of the dye
Ordnungs- Kontrast Farbstoff X-lateral grad S H mit Substi- angeordnet tuent X Order contrast dye X-lateral grade S H with subordinate tuent X
1 1
Dispersscharlach G Disperse Scarlet G
0,42 0.42
3,4 3.4
nein nein No no
2 2nd
Dispersscharlach 3G Disperse scarlet fever 3G
0,39 0.39
2,3 2.3
nein nein No no
3 3rd
Dispersorange Disperse orange
0,48 0.48
1,9 1.9
nein nein No no
4 4th
Dispersgelb Disperse yellow
0,31 0.31
4,4 4.4
ja ja Yes / Yes
5 5
Dispersrubin Disperse ruby
0,33 0.33
4,7 4.7
ja ja Yes / Yes
6 6
Dispersblau Disperse blue
0,31 ' 0.31 '
4,6 4.6
ja ja Yes / Yes
Die Farbstoffe 1-3 besitzen keinen Substituenten X, der mit der chromophoren Gruppe in Konjugation treten kann. Die Farbstoffe 4-6 besitzen Substituenten, die mit chromophoren Gruppen in Konjugation treten können. Der resultierende hypsochrome bzw. bathochrome Effekt bei den Farbstoffen 4-6 erhöht den Kontrast, obwohl S gegenüber 65 den Farbstoffen 1-3 niedriger ist. Das angestrebte Ziel - ein hoher Kontrast der LC-Anzeige - wird erreicht. Dyes 1-3 do not have a substituent X that can conjugate with the chromophoric group. Dyes 4-6 have substituents that can conjugate with chromophoric groups. The resulting hypsochromic or bathochromic effect for dyes 4-6 increases the contrast, although S is lower than 65 for dyes 1-3. The desired goal - a high contrast of the LC display - is achieved.
C C.
1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
Claims (2)
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |