DE2845972A1

DE2845972A1 - Fluessigkristallanzeige mit verbessertem kontrast

Info

Publication number: DE2845972A1
Application number: DE19782845972
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Phys Tischer; Rolf Dipl Chem Zondler
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1978-10-21
Filing date: 1978-10-21
Publication date: 1980-04-30

Description

Flüssigkristallanzeige mit verbessertem Kontrast Die Erfindung betrifft Flüssigkristallanzeigen nach dem Prinzip der dynamischen Streuung.
Derartige Anzeigen haben vielfältige Anwendungsmöglichkeiten von der Darstellung einfacher Zahlen und Zeichen bis zur Bilderzeugung. Großflächige Aufbauten sind ohne Schwierigkeiten möglich.
Der Aufbau einer solchen Zelle ist z.B. in der DE-AS 20 42 180 beschrieben und wird anhand der Figur näher erläutert, die eine solche Flüssigkristallanzeige nach dem Prinzip der dynamischen Streuung im transflektiven Betrieb zeigt.
In der Figur ist 1 der Flüssigkristall, welcher von zwei Deckgläsern 2 eingeschlossen ist. Die Deckgläser sind auf der dem Flüssigkristall zugewandten Seite mit durchsichtigen Elektroden, z.B. aus aufgedampften Zinnoxid, versehen. Diese Elektroden sind hier nicht dargestellt. In Blickrichtung hinter dieser Anordnung befindet sich eine Lichtleitfolie 3 und eine Lichtquelle 4.
Wenn an den Elektroden keine Spannung anliegt, so ist der Flüssigkristall geordnet und durchsichtig und der durch die. schwarzen Lamellen 5 der Lichtleitfolie 3 gebildete Hintergrund ist sichtbar. Wird eine Spannung angelegt, so werden durch Stromfluß Turbulenzen erzeugt, welche die Ordnung des Flüssigkristalls stören und das von der Lampe LI durch die Lichtleitfolie tretende Licht wird in den Gebieten zwischen den Elektroden gestreut. Dadurch erscheint eine helle Anzeige auf dunklem Grund. Entsprechendes gilt, wenn das Licht nicht von hinten durch den Flüssigkristall tritt, sondern von vorne auf die Anordnung fällt. In den geordneten Gebieten ist wiederum der Hintergrund sichtbar, während in den Gebieten zwischen den Elektroden der Flüssigkristall das nun von vorne kommende Licht streut.
Der Kontrast von Flüssigkristallanzeigen mit einem derartigen oder ähnlichen Aufbau, der eine helle Anzeige vor dunklem Grund realisiert, ist in der Regel erheblich besser als bei verdrillten nematischen Zellen. Außerdem ist fast keine Abahängigkeit des Kontrastes von der Beobachtungsrichtung erkennbar.
Bei Flüssigkristallanzeigen nach dem Prinzip der dynamischen Streuung leidet jedoch oft der Kontrast darunter, daß die meisten Flüssigkristalle eine Eigenfarbe besitzen, welche sich nicht optimal gegen einen dunklen Hintergrund abhebt.
Es bestand daher die Aufgabe, eine Flüssigkristallzelle anzugeben, bei der die Farbe der Anzeige hell und kontrastreich gegenüber dem dunklen Hintergrund ist.
Untersuchungen zeigten, daß für die meisten Einsatzzwecke weiße Zeichen auf dunklem Grund von einer Mehrzahl von Betrachternals optimal in Bezug auf den Kontrast empfunden werden. Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, die weiße Anzeige auf dunklem Grund zu realisieren. Diese Möglichkeiten sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Da die meisten Lichtquellen, wie auch die Sonne, weißes Licht aussenden, ist es meistens von Vorteil, die Eigenfarbe des Flüssigkristalls direkt in der Zelle zu Weiß zu kompensieren.
Dies ist entweder dadurch möglich, daß die vordere Abdeckung der Zelle entsprechend eingefärbt oder mit einer Farbschicht versehen ist, bzw. daß in dem Flüssigkristall selbst ein Farbstoff gelöst ist, welcher zusammen mit der Eigenfarbe des Flüssigkristalls Weiß ergibt.
Eine Kompensation der Eigenfarbe des Flüssigkristalls durch geeignete Wahl der Farbe der Beleuchtung ist dann besonders sinnvoll, wenn der Flüssigkristall eine gelbliche Eigenfarbe besitzt und zur Weißkompensation eine bläuliche Farbe der Beleuchtung gewählt werden muß. Die Streuung von Licht nimmt bekanntlich mit zunehmender Frequenz des Lichts stark zu, weswegen das Licht der bläulichen Lichtquelle erheblich stärker gestreut wird als z.B. das einer rötlichen Lichtquelle.
Wenn also eine bläuliche Lichtquelle zur Kompensation herangezogen werden kann, so wird wegen der hohen Lichtstreuung diese Maßnahme bevorzugt ergriffen werden.
Es kann auch vorteilhaft sein, mehrere der Merkmale zu kombinieren. Besitzt z.B. der Flüssigkristall eine grünliche Eigenfarbe und wird wegen der hohen Streuung eine bläuliche Lichtquelle verwende t, so muß z.B. die vordere Abdeckung rötlich eingefärbt werden, um insgesamt den Eindruck Weiß zu erzielen.
Für den Fall daß im Flüssigkristall ein Farbstoff gelöst ist, dessen Farbe zusammen mit der Farbe des Flüssigkristalls Weiß ergibt, sind im folgenden zwei Ausführungsbeispiele beschrieben: In einer Mischung nematischer Flüssigkristalle, wie sie z.B.
unter dem Handelsnamen ,sLicristal 997 DSM" der Firma E. Merck erhältlich ist, werden bei ca. 3300 K unter Rühren etwa 0,1 Gewichtsprozent eines bläulichen Farbstoffs gelöst, welcher die gelbliche Farbe des angegebenen Flüssigkristallgemischs zu Weiß kompensiert. Als Farbzusatz kann dabei z.B. die Substanz .Methylenblau Nr. 1283" der Firma E. Merck, verwendet werden.
Statt eines homogenen Farbstoffes können aber auch pleochroitische Farbstoffe verwendet werden. Derartige Farbstoffe ändern wegen richtungsabhängigen Absorptionsverhaltens ihre Farbe abhängig vom Winkel unter dem die Moleküle betrachtet werden. Nach dem bisherigen Stande scheinen sich derartige Farbstoffmoleküle an die Flüssigkristallmoleküle anzulagern und sind mit diesen ausgerichtet, bzw. im Fall der dynamischen Streuung mit diesen ausgelenkt. Beim Lösen in dem oben angegebenen Flüssigkristall mit 0,2 Gewichtsprozent erscheint z.B.
der dichroitische Farbstoff D16 der Firma BDHbläulich3 im geschalteten Zustand der Flüssigkristallanzeige ergibt sich dann eine warme weiße Farbe. Je nach verwendetem dichroitischem Farbstoff und gewünschter Wirkung werden Konzentrationen zwischen 10 5 und 0,2 % eingesetzt.
Wenn die vordere Abdeckung eingefärbt bzw. mit einem Farbfilter versehen werden soll, so ist es am zweckmäßigsten, eingefärbte Gläser zu verwenden, welche in großer Auswahl zur Verfügung stehen.
Es soll noch bemerkt werden, daß in dieser Erfindung unter Weiß nicht nur Weiß im physikalischen Sinn zu verstehen ist, welches nach der Farbkoordinatendefinition, wie sie z.B. in der DIN-Norm 5033 gegeben ist, die Koordination x = 1/3, y = 1/3 besitzt, sondern vielmehr jedes Weiß im technischen Sinne zu verstehen ist, also der Begriff so zu verwenden ist, wie er z.B. auch bei Leuchtstofflampen angewandt wird.
Hier sind z.B. "Warmtonlampen" solche mit weißem Licht mit höherem Rotanteil und "Kalttonlampen" solche mit weißem Licht mit höherem Blau-Anteil.
Der dunkle Hintergrund ist vorzugsweise schwarz, kann jedoch je nach Anwendung auch eine andere dunkle Farbe, z.B. Dunkelgrün, Dunkelbraun, usw. aufweisen.
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Claims

Flüssigkristallanzeige mit verbessertem Kontrast Anspruche: 1) Flüssigkristallanzeige nach dem Prinzip der dynamischen Streuung, mit einem zwischen durchsichtigen Abdeckungen eingeschlossenen Flüssigkristall und einer Beleuchtungseinrichtung, mit heller Anzeige auf dunklem Grund, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Erzielen einer weißen Anzeige eingesetzt sind.
2) Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flüssigkristall ein Farbstoff so zugesetzt ist, daß die Eigenfarbe des Flüssigkristalls mit der des Farbstoffes zusammen Weiß ergibt.
3) Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall mit Licht einer solchen Farbe beleuchtet wird, daß die Eigenfarbe des Flüssigkristalls mit der Lichtfarbe zusammen Weiß ergibt.

h) Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Abdeckung so eingefärbt ist, bzw. mit einer Farbschicht versehen ist, daß die Eigenfarbe des Flüssigkristalls mit der Farbe der Abdeckung zusammen Weiß ergibt 5) Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 gleichzeitig eingesetzt sind