DD272526A1 - Uv-licht zurueckhaltende schutzschicht - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine UV-Licht zurueckhaltende Schutzschicht, fuer elektrooptische Elemente. Es wird eine UV-Licht absorbierende Schutzschicht auf der dem Licht zugewandten Seite des elektrooptischen Anzeigeelementes vorgesehen, die erfindungsgemaess aus einer Polysiloxan- oder Polysiloxan-Copolymeren-Lackschicht, die kovalent ein oder mehrere kovalent gebundene UV-Licht absorbierende Chromophore enthaelt, besteht.

Description

Charakteristik dos bekannten Standes der Technik

UV-empfindliche flüssigkristalline Komponenten als auch UV-empfindliche Zusätze zu diesen können gegenwärtig durch UV-absorbierende Folien und di ireh UV-Absorber enthaltende Klebemittel im elektrooptischen Anzeigeelement oder auch durch direkte Zumischung von UV-Ab:;orbern zu flüssigkristallinen Systemen geschützt werden. Die offensichtlichen Nachteile dieser Methoden bestehen darin, zusätzliche Folien zu verwenden oder zu kleben bzw. die flüssigkristallinen Systeme zusätzlich stofflich zu belasten. Ein weiterer Vorschlag besteht darin, eine transparente Lackschicht, in die UV-Absorber durch Zumischung eingearbeitet wurden, auf eine der zwei planparallelen Platten eines elektrooptischen Anzeigeelements aufzutragen. Es ist jedoch gut untersucht und allgemein bekannt (z. B. Farbe und Lacke91,921 (1985), daß in Lackkompositionenzugemischte UV-Absorber sowohl bei der Herstellung des Lacküberzugs als auch durch von außen einwirkende Faktoren substantielle Verluste erleiden. Damit ist eine Minderung des beabsichtigten UV-Lchutzes verbunden.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, flüssigkristalline Systeme in elektrooptischen Anzeigeelementen lang anhaltend vor UV-Strahlung zu schützen.

Vvesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine UV-Schutzlackschicht zu realisieren, deren UV-Schutz weder durch Verarbeitung noch durch Umwelteinflüsse langfristig beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, indem auf die dem Licht zugewandte Seite des elektrooptischen Anzeigeelements eine UV-Licht zurückhaltende Schutzschicht aufgebracht wird, die erfindungsgemäß aus Polysiloxanen oder Copolymeren mit Polysiloxanen, insbesondere Polystyren oder Polydimethylsiloxan-Copolymere, bestehen, an die l:ovalent gebundene gleichartige oder verschiedene UV-Licht absorbierende Chromophore, wie beispielsweise 2,4-Dihydroxybenzophenon und 2-(2,4-Dihydroxyphenyl)-benzotriazol angelagert sind.

Der Anteil an kovalent gebundenem UV-Licht absorbierenden Chromophoren im Lack beträgt 1-65%.

Die UV-absorbierenden Lackschichten aus Trialkoxysilanen, die kovalent gebundene UV-absorbierende Chromophoren enthalten, werden hergestellt, indem diese direkt auf dem elektrooptischen Anzeigeelement durch Polykondensation zu den entsprechenden Polysiloxanen reagieren.

UV-absorbierende Polysiloxanlackü können auch nach bekannten Verfahren durch polymeranaloge Reaktion von modifizierten Polysiloxanen mit hydroxylgruppenhaltigen UV-absorbierenden Chromophoren hergestellt werden, insbesondere

Polystyren-Polydimethylsiloxan-Copolymore dos Typs A(BL)₂ und Polystyrene des Typs L(A)₂

L -- UV-Absorberrest enthaltendes Silan oder Siloxan Λ - Polyolefinlack B - Polysiloxanblock

Durch diu kovalente Bindung Her UV-absorbierenden Chromophoren an das Polymergerüst kann eine sehr hohe UV-Absorberkonzentration in der Lackschicht realisiert werden. Durch die kovalente Bindung der U V-absor bier ende η Chromophore an das Polymer kann seine Konzentration und damit seine Wirksamkeit weder bei der Verarbeitung noch langfristig durch Umwelteinflüsse beeinträchtigt werden.

Die aLis Trialkoxysilanen hergestellten Lackschichten zeichnen sich durch sehr gute, weil reaktive Haftung auf Glas, aus. Auf die Verwendung organischer Lösungsmittel zum Aufbringen der viskosen monomeren Trialkoxysilane kann verzichtet werden. Die aus Trialkoxysilanon hergestellten Lackschichten hüben sehr gute mechanische Eigenschaften und bilden einen harten, nicht spröden, kratzfesten Film auf der Oberfläche des elektrooptischen Anzeigeelementes mit hoher Transparenz im Sichtbaren. Die Lackschicht kann nach bekannten Technologien, .vie ζ. B. Aufschleudern, Spritzen oder Tauchen von Lacklösungen ein- oder mehrfach mit anschließender Temperaturhärtung aufgetragen werden. Die 50%-Durchlässigkr.it der Lacksciiicht wird durch Variation der Trockenschichtdicke, angepaßt an das zu schützende System zwischen 5 bis 150μπι im Wellenlängenbereich 380-415 nm, realisiert. Die Verwendung von Polysiloxanen oder ihren Copolymeren mit Polystyren oder Po lydi methyls iloxa η Copolymeren, an die kovalent gebundene UV-ebsorbiü'Qnde Chromophore ,ingelagert sind, als UV-Schutz bewirkt eine starke Verminderung der Photoreaktion in der zu schützenden Flüssigkristallmischung, üanijt wird die Lebunsdauer der elektrooptischen Anzeigeelemente erhöht.

if.

Ausführungsbeispiele

1. 2-Hydroxy-4-[2-hydroxy-3(3-triethoxysilylprop-1-yl-oxy)-prop-1-yl-oxy!benzophenori wird durch Aufschleudern einer 30%-Lösung des Silans in einem Lösungsmittelgemisch von Toluen/Cyclohexanon (50:50) auf das Anzeigeelement aufgebracht. Die Polykondensation zu festen Polysiloxanfilmen erfolgte durch 20minütiges Erwärmen auf 100^cC. Die bei 2 000 Umdrehungen/ min erzielte Schichtdicke beträgt 5pm, mit einer 50%-Durchlässigkeit bei 380nm.

2. 2-Hydroxy-4-[2-hydroxy-3(3-triethoxysilylprop-1-yl-oxy)prop-1-yl-oxy] benzophenon (I) wurde durch Tauchen des elektrooptischen Anzeigeelementes in das Silan aufgetragen und durch 20minütiges Erhitzen auf 100⁰C erfolgt die Polykondensation zu einem festen Polysiloxanlack.

Die Verwendung organischer Lösungsmittel entfällt. Durch ein einmaliges Tauchen des Displays in (I) wurde eine Schicht von 15pm Dicke erzielt, deren 50%-Durchlässigkeit bei 400nm liegt. Die erzielte Lackschicht ist sehr hart, nicht spröde und kratzfest. Die Lackschicht weist eine hohe Transparenz im Sichtbaren auf, die sich bei 50stündiger UV-Bestrahlung nicht verändert und eine große Steilheit der Transmissionskurve bei 400nm hat.

3. Mit einer UV-Lampe (HBO 500 des VEB NARVA-Berlin), aus deren Spektrum der kurzwellige Teil des UV-Lichtes unter 300 nm mit einem Steilkantenfilter (50%-Durchlässigkeit bei 318nm) herausgefiltert wird, wurde die Stabilitätsprüfung einer nematischen Flüssigkristallmischung folgender Zusammensetzung im Anzeigeelement vorgenommen.

CH₃-, 0\-C00-\ O)-OCqH₁₃ 22,01 Mol-%

V. / ^ .„

-COO-^ O)-OC₈H₁₇ 30,25 "

/ O^-COO-^ O

₈H₁₇

^C6^H13°-\ °) -COO-(V₇-OC₇H₁₅ 13,26 "

r\ r >

< 0 > -OC₄H₉ 34,48

Als Auswertekriterium wurde'die Bildung von ortho-Photo-Fries-Produktion verwendet, die bei UV-Bestrahlung aus den Phenylbenzoaten entstehen und deren Bildung sich spektralphotometrisch bei 375nm im Anzeigeelement leicht ermitteln läßt. Bei Verwendung einer nach Beispiel 2 hergestellten Lackschicht wird im Vergleich zum ungeschützten Parallelversuch eine auf 0,013% erniedrigte Photoreaktion ermittelt.

4. 2-Hydroxy-4-(3-triethoxysilylprop-1-yl-oxy)benzophenon (II) wurde durch Tauchen des elektrooptischen Anzeigeelernentes in das Silan aufgetragen und durch 20minütiges Erhitzen auf 200"C erfolgt die Polykondensation zu einem festön Polysiloxanlack. Dabei wurde eine Schichtdicke von 15pm erzielt. Die 50%-Durchlässigkeit liegt bei 400nm. Entsprechend der nach Beispiel 3 vorgenommenen Stabilitätsprüfung ergab bei Verwendung dieser Lackschutzschicht im Vergleich zum ungeschützten Parallelversuch eine auf 0,02% erniedrigte Photoreaktion.

5. 1g 2-Hydroxy-4-(3-triethoxysilylprop-1-yl-oxy) benzophenon und 0,5ml Wasser werden in 2,5ml iso-Butanol und 2,5ml · Methylacetat gelöst und 20 I *ⁱⁿuten auf 100°C unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Auftragen dieser Lacklösung auf die Oberfläche des elektrooptischen Anzeiguelementes wird die Lackschicht 30 Minuten auf 18O⁰C erhitzt, woraus ebenfalls gut ausgehärtete Polysiloxanlackschichten resultieren.

6. Ein Polystyren-Polydimethylsiloxan-Copolymeres des Typs A(BL)₂, das eine Molmasse von 31700 hat, 9,8% Silizium und 10% kovalent gebundenes 2,4-Dihydroxybenzophenon enthält, wurde aus einer 40%igen Toluen-Lösung auf das Anzeigeelement aufgeschleudert. Die Lackschicht wurde bei 80°C 30 Minuten getempert. Bei einer Schichtstärke von 37μπι wird oine 50%-Durchlässigkeit bei 398nm erhalten. Entsprechend der nach Beispiel 3 vorgenommenen Stabilitätsprüfung ergab bei Verwendung dieser Lackschutzschicht im Vergleich zum ungeschützten Parallelversuch eine auf 0,032% erniedrigte Photoreaktion.

7. Ein Polystyren-Polydimethylsiloxan-Copolymeres des Typs L(A)₂, das 5,5Gew.-% 2,4-Dihydroxybenzophenon kovalent gebunden enthält, wird aus einer 20%igen Lösung in Toluen durch Tauchon auf das Anzeigeelement aufgebracht und 30 Minuten auf 70°C erwärmt. Bei einer Schichtstärke von 65μιτι wird bei 395nm die 50%-Durchlässigkeit erreicht.

Entsprechend der nach Beispiel 3 vorgenommenen Stabilitätsprüfung ergab bei Verwendung dieser Lackschuizschichi im Vergleich zum ungeschützten Parallelversuch eine auf 0,044% erniedrigte Photoreaktion.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   UV-Licht zurückhaltende Schutzschicht auf der dem Licht zugewandten Seite eines elektrooptischen Anzeigeelementes, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Polysiloxan- oder Polysiloxan-Copolymertn-Lackschicht, die ein oder mehrere kovalent gebundene UV-Licht absorbierende Chromophore enthält, besteht.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft gegenüber UV-Strahlung geschützte elektrooptische Anzeigeelemente, die UV-empfindliche flüssigkristalline Komponenten und/oder UV-empfindliche Zusätze zu diesen enthalten.