DD266428A1 - Verfahren zur herstellung mehrfarbiger fluessigkristallanzeigen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von mehrfarbigen Fluessigkristallanzeigen mit hohem Kontrast (Farbunterschied). Man erhaelt verschiedenfarbige Displays, wenn das einfallende Licht bei verschiedenen Wellenlaengen des sichtbaren Bereiches absorbiert wird. Dies wird erfindungsgemaess erreicht, indem man das LC-Volumen mit mindestens einem nicht dichrotischen und mindestens einem dichrotischen Farbstoff dotiert. Der nicht dichrotische Farbstoff absorbiert das Licht unabhaengig vom elektrischen Feld gleichmaessig. Der dichrotische Farbstoff absorbiert das Licht unterschiedlich in Abhaengigkeit seiner verschiedenen raeumlichen Lage im Display; entsprechend dem Guest-Host-Effekt.

Description

Hierzu 1 Saite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Flüsnlgkristallmlschungen für LCD, bei denen das orientierte LC-Volumen Farbstoffe enthält. Durch Anlegen eines elektrischen Foldes wird das LC-Volumen umorientiert, womit sich eine Farbänderung ergibt,

Chnrakterlstlk der bekannten Standes der Technik

Die Herstellung farbiger LC-Anzolgen ist auf zwei generell verschiedenen Wegen möglich.

1. Anwendung farbiger Polarisatoren bzw. Farbfilme

Die Untersuchungen zur Applikation von polarisierenden bzw. farbigen Schichten sind schwerpunktmäßig auf deren Einsatz im Zellinneren gerichtet. Hierdurch kann durch geringere Umwelteinflüsse die Lebensdauer verlängert werden und es bostoht die Möglichkeit, multifunktionale Schichten herzustellen.

In dor OS-Patentschrift 301Θ396 werden transparente farbige Orientierungsschichten bzw. Isolationsschichten beschrieben

Farbige orientierende transparente Schichten auf der Basis von Polyamidharzen werden in der OS-Patentschrift 3234110 beschrieben. Hierbei werden Druckfarben bzw Tinden dem Polymor bb^-imischt. In der OS-Patentschrift 3027571 wird eino Schicht beschrieben, die orientierende und polarisierende Eigenschaften besitzt. Das Auftragen zusätzlicher farbiger Schichten erschwert in jedem Fall die Technologie der LCD-Herstellung,

2. Auflösung pleochrotischer Farbstoffe in LC Mischungen

Hierbei unters' ^eidet man in der Anwendung des Guest-Host-Effektes (He^.neier, Appl. Phys. Lett. 13,1968,91) und den farbigen „Nemütlsch-cholösterlnlschen-Phaoenwechsel" White Taylor-Effekt iu"-F atontschrift 2410557).

Ein Nachteil boidor genannter Effekte ist ein zu geringer Kontrast im Display. Zur Erhöhung des Kontrastes werden insbesondere Farbstoffe mit einem hohen Ordnungsgrad S eingesetzt (H. Seki, T. Uchida, Y. Shibota, Jap. J. of Appl. Phys. Part 2 VoI 24, No 5, 1985, L. 299-301) bzw. Farbstoffe mit einem vergleichsweise niedrigeren S — aber jedoch mit einer größeren Überlappung dor

νΆ Kurve, wie es in DD-Patentschrift WP Go 2F/300077 beschrieben, verwendet.

Grundlegend besteht jedoch der Nachteil, daß die Änderung des Kontrastes nur durch verschiedene Intensitäten bei der gleichen Wellenlänge erhalten wird.

Zur Vorbesserung des Kontrastes in LCD wird eine Farbänderung, nicht primär durch'lntensitätsdifferenzan, sondern durch Anwendung verschiedener Wellenlängen im sichtbaren Bereich hervorgerufen. So wird beispielsweise der Einsatz von verschiedenfarbigen pleochrotischon Farbstoffen als Guest in Guost-Host-Displays beschrieben. Beim Einsatz solcher Farbstoffsystemo besteht jedoch die generelle Schwierigkeit ihrer störungsfreien anisotropen Einordnung in die LC-Matrix

Demzufolge finden Guest-Host-Displays mit zwei verschiedenfarbigen pleochrotischen Farbstoffen international zwangsläufig noch keine Applikation.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Flüssigkristallmischung für mehrfarbige LCD mit hohem Kontrast auf der Basis verschiedener Wollenlängen im sichtbaren Bereich.

Darlegung des Wesons der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristallmischung für LCD mit Farbstoffen zu dotieren, die unterschiedliche physiko-chemische Eigenschaften besitzen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Flüssigkrirtallmischung mindestens zwei Farbstoffe zugegeben werden, wobei jedoch nur einer optisch anisotrope Eigenschaften aufweist, dor zweite diese optische Anisotropie nicht besitzt. Dor optisch enisotrope-dichrotischo Farbstoff, der einen Ordnungsgrad S besitzt, orientiert sich räumlich, einsprechend wie im Guost-Host-Display mit seiner Moleküllängsachso parallel zum nomatischen Direktor n. Der nicht anisotrope Farbstoff, der keinen Ordnungsgrad S besitzt, ist im LC-Volumen statistisch verteilt. Überraschenderweise wird hierbei dio orientierte LC-Matrix nicht in ihrer Homogenität gestört.

Das nicht dlchrotlsche Farbstoffmolekül absorbiert das einfallende Licht gleichmäßig sowohl Im ausgeschalteten Zustand als auch Im eingeschalteten Zustand. Es tritt also unabhängig vom veränderbaren elektrischen Feld keine Farbänderung auf. Der dlchrotlsche Farbstoff verhak sich in Abhängigkeit vom elektrischen Fold gemäß dem Guest-Host-Effokt, d. h. das Licht wird entsprechend der unterschiedlichen räumlichen Lage zum Licht unterschiedlich absorbiert, Als dichrotlsche Farbstoffe werden Anthrachinonfarbstoffe oder Azofarbstoffe verwendet. Als nicht dichrotlsche Farbstoffe werden vorzugsweise hoterosubstituierto Farbstoffmoleküle ohne Symmetrieeigenschaften verwendet. Ein Beispiel hierfür ist der gelbe Farbstoff (I)

<. o Vnh-Y o\-so₂-nh-/ o\

(I)

Die Mischung der beiden optisch unterschiedlich wirkendon Farbstoffmoleküle führt unter Einfluß dos elektrischen Feldes zu Farbänderungen. Absorbiert das dichrotischo Farbstoffmolekül dos Licht, so entsteht die Mischfarbe aus den dichrotischen und den nicht dichrotischen Farbstoffmolokülen. Ist das dichrotische Farbstoffmolekül im LC-Volumen durch das elektrische Feld räumlich so orientiert, daß es das Licht nicht absorbiert, wirkt nur die Farbe dos nicht dichrotischen Farbstoffes. Der dichrotischo Farbstoff wird dem nicht dichrotischen Farbstoff durch den Guest-Host-Effokt entweder optisch zugeschaltet — und es entsteht die entsprechende Mischfarbe — bzw. er hat keinen Einfluß auf die absorbierte Wellenlänge und es wirkt nur der nicht dichrotische Farbstoff. Die Wirkung (Farbintonsita't; Farbechtheit) kann noch dadurch erhöht werden, wonn beide Farbstoffe, sowohl der dichrotischo als auch der nicht dichrotischo, eine hohe molare Extinktion besitzen. Hierdurch wird eine hohe Farbechtheit des Displays boi geringer Konzentration dos Farbstoffes im LC-Volumen erreicht. Boido Farbstoffarten, sowohl die dichrotischen und die nicht dichrotischen, sind in der Flüssigkristallmischung gut löslich.

Ausführungsbelspiol

Die Erfindung soll nachfolgend in Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Figur 1 a: LCD im ausgeschaltoten Zustand Figur 2 b: LCD Im eingeschalteten Zust'-.nd

In den Figuren ist a der nicht dichrotischo, b der dichrotische Farbstoff und η der Direktor dos nematischen Flüssigkristalls. Beispiel 1: In einem LCD befindet sich eine orientierte LC-Matrix (SLF 104, Sharp), die mit 0,5% eines gelben nicht dichrotischen Farbstoffes (I) und mit 0,5% eines blauen dichrotischen Farbstoffes (II) (S = 0,6 in SLF104) dotiert ist.

fÖ\—NH-V

Im spannungslosen Zustand absorbiert neben dem Hcht dichrotischen auch der dichrotische Farbstoff das Licht. Das LCD erscheint grün als resultierende Mischfarbe. Im eingeschalteten Zustand absorbiert der dichrotische Farbstoff das Licht

nicht, das LCD erscheint gelb.

Beispiel 2:

In einem LCD befindet sich eine orientierte LC-Matrlx (E 5, Merck), die mit 0,5% eines gelben nicht dichrotischen Farbstoffes (I) und mit 0,75% einer Mischung (im Verhältnis 1:1) aus einem roten (III, S = 0,65 im E 5) und einem blauen (IV, S = C,6 in E 5) dichrotischen Farbstoff dotiert wird.

C₂H₄CN

O n/oVn°N-( OVn(C₀H^-O-COCH, )_o

Cl NHCOCH₃

Im spannungslosen Zustand erscheint das LCD schwarz. Im elngeschalteton Zustand absorbieren die dlchrotlschen Farbstoffe das Licht nicht, das LCD orscheint gelb.

Claims (3)

1. Flüssigkristallmischung mit mehr als einem Farbstoff für mehrfarbige Flüssigkristallanzeigen,
gekennzeichnet durch eine Farbstoff mischung, die aus mindestens einem nicht dichrotischen
Farbstoff und mindestens einem dichrotischen Farbstoff besteht.

2. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die dichrotischon
Farbstoffe aus Anthrachinonfarbstoffen und/oder Azofarbstoffen besteht.

3. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die nicht
dichrotischen Farbstoffe keine Symmetrieeigenschaften besitzen.