DE3244248C2

DE3244248C2 -

Info

Publication number: DE3244248C2
Application number: DE3244248A
Authority: DE
Inventors: Peter 7505 Ettlingen De Knoll; Peter 7500 Karlsruhe De Rapps; Wolfgang 8510 Fuerth De Ziegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-11-30
Filing date: 1982-11-30
Publication date: 1990-10-31
Also published as: JPS59116621A; US4541693A; DE3244248A1; JPH0658477B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Reduzierung der Rest transmission von Flüssigkristallanzeigen vom Twisted-Nematischen Typ (TN-LCD) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist aus der Firmenschrift VDO AG, 12. Freiburger Arbeitstagung Flüssigkristalle, 31. 3. bis 2. 4. 82, "Elektro-optische Eigenschaften von TN-Zellen mit dichroiti schen Farbstoffen" bekannt. Dort wird durch die Dotierung einer TN-Zelle mit dichroitischem Farbstoff das Kontrastverhältnis einer TN-Zelle in negativer Darstellung bei vorgegebener Polarisatorenkombination kon tinuierlich verändert. Die Kontrastveränderung ergibt sich in Abhängigkeit von der Konzentration eines zugefügten breitbandig absor bierenden Farbstoffes, welcher aus einer schwarzen dichroitischen Farbstoffmischung zusammengesetzt ist. Maßnahmen zur gezielten Redu zierung der Resttransmission sind nicht vorgesehen.

Aus der DE 28 45 972 A1 ist eine dynamisch streuende Flüssigkristallan zeige (LCD) bekannt, die in nicht angesteuerten Zustand glasklar transmissiv, im angesteuerten Zustand hingegen milchig trübe ist. Durch einen schwarzen Hintergrund der transmissiven Anzeige entsteht ein schwarzes Erscheinungsbild. Die Farbe der Anzeige wird dadurch hell und kontrastreich zum dunklen Hintergrund. Eine Anwendung der Vorrichtung bei einem TN-LCD ist nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der Resttransmissions bei Flüs sigkristallanzeigen vom TN-Typ.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß einerseits eine erhebliche Verbes serung des optischen Erscheinungsbildes der Anzeigevorrichtung und an dererseits eine erhebliche Kontrastverbesserung erzielt wird. Durch Beimischung eines dichroitischen Farbstoffes zum Flüssigkristall, wo bei der Farbstoff die zur verbleibenden Resttransmission komplementäre Farbe aufweist, wird erreicht, daß sowohl die angesteuerten als auch die nicht angesteuerten Zonen des Displays ein unbuntes Verhalten auf weisen. Störende Farben, die aufgrund physikalischer Eigenschaften des Flüssigkristalls gegeben sind, werden unterdrückt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, den dichroitischen Farbstoff so zu wählen, daß er in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Flüssigkristallanzeige eine unterschiedliche Absorp tion aufweist.

Zeichnung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand einer Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Farbtafel mit Farb punkten der Anzeigevorrichtung und

Fig. 2 schematisch eine Flüssigkristallzelle mit dem Verhalten des dichro itischen Farbstoffes.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Flüssigkristallanzeigen, insbesondere vom Twisted nematic Typ, die im Negativkonstrast betrieben werden, besitzen eine farbige Resttransmission, die durch Interferenz zwischen dem ordentlichen und dem außerordentlichen Strahl entsteht. Die beiden Strahlen entstehen, da es sich bei Flüssigkristallen um ein doppelbrechendes Medium handelt, das zwei Brechzahlen aufweist. Durch die Interferenz zwischen den beiden Strahlen, die durch den zweifachen Brechungsindex bedingt sind, treten nach dem Verlassen des doppelbrechenden Mediums Farberscheinungen auf. Je dünner die Flüssigkristallschicht ist, umso ausgeprägter sind die Farberscheinungen und umso stärker ist die Resttransmission. Durch die optimierte Herstellung von Flüssigkristallanzeigen ist es heute möglich geworden, homogene Schichtdicken auch bei großflächigen Anzeigen zu realisieren, so daß eine einheitliche Verfärbung der Flüssigkristallanzeige in Abhängigkeit von ihrer Dicke eintritt. Diese Farbe liegt üblicherweise im rötlichen Bereich. Hierzu überlagert sich üblicherweise die gelbliche Farbe der Glühlampe, welche für die Ausleuchtung der LCD-Anzeige erforderlich ist. Diese Färbung kann nunmehr aufgehoben werden, indem die Anzeigevorrichtung ganzflächig mit einer transparenten Folie in der Komplementärfarbe versehen wird. Das gleiche kann dadurch erreicht werden, daß die LCD-Anzeige ganzflächig mit einer Komplementärfarbe bedruckt ist, die selbst transparent ist. Dadurch ist es möglich, eine Farbverschiebung z. B. von einem Braun zu einem neu tralen Grau, im Idealfall zu Schwarz zu erreichen.

Die prinzipielle Wirkungsweise des Verfahrens sei anhand der Fig. 1 näher erläutert. In Fig. 1 ist die Norm farbtafel nach DIN 5033 dargestellt. Standard-LCD-Anzeige vorrichtungen, die beispielsweise mit einer 5 Watt Halogenlampe beleuchtet sind, haben beispielsweise das Mittel der Farborte nicht angesteuerter LCD-Segmente beim Punkt 1, das Mittel der Farborte des angesteuerten Segmenes bei Punkt 2. Die transmittierte Strahlung, wie sie sich dem Betrachter darstellt, liegt also sowohl im angesteuerten als auch im nicht angesteuerten Zustand der Anzeigevorrichtung im roten Breich und weist dort ein starkes Maximum auf. Durch den farbigen durch sichtigen Aufdruck auf das Display läßt sich die spek trale Verteilung des transmittierten Lichtes und damit der Farbort der Anzeige verändern. Wählt man eine Farbe mit geringer Transmission im roten Bereich, z. B. blau, deren Mittel der Farborte im Punkt 5 liegt, so läßt sich der Farbort der nicht angesteuerten Anzeige vom Punkt 1 zum Punkt 3 verschieben, so daß die Anzeige neutral Grau aussieht. Mit 3 ist der Unbuntpunkt der Farbtafel ge kennzeichnet. Wird ein Segment der Anzeige angesteuert, so wird bei diesem Farbaufdruck der Farbort des ange steuerten Segmentes zum Punkt 4 verschoben. Die ange steuerten Segmente werden demnach leicht bläulich oder grünlich erscheinen. Je nach Wahl des Farbortes der Kom plementärfarbe gestattet dieses Verfahren die Farb verschiebung der nicht angesteuerten Zonen des Displays zu Unbunt bei gleichzeitiger z. B. blauer Farbstichigkeit des angesteuerten Segments oder die Farbverschiebung zu einem neutralen Weiß für die angesteuerten. Segmente bei gleichzeitiger Restfärbung nicht angesteuerter Zonen. Durch andere Farborte der Komplementärfarbe läßt sich erreichen, daß die nicht angesteuerten Segmente eine leicht rötliche Verfärbung und die angesteuerten Seg mente eine leicht bläuliche Farbstichigkeit aufweisen. Hierzu muß die Komplementärfarbe, die als Folie aufge bracht oder aufgedruckt wird, so gewählt sein, daß die Farborte der nicht angesteuerten und der angesteuerten Segmente beispielsweise symmetrisch zum Unbuntpunkt 3 angeordnet sind.

Um sowohl bei angesteuerten als auch bei nicht angesteuer ten Segmenten einen neutralen, unbunten Farbeindruck zu erhalten, lassen sich auch dem Flüssigkristall selbst ein oder mehrere dichroitische Farbstoffe beimischen, die hinsichtlich Konzentration und spektralem Verhalten so ausgewählt sind, daß sie im absorbierenden Zustand eine starke und im nicht absorbierenden Zustand eine schwache Absorption im roten Bereich besitzen. Die Farbe des dichroitischen Farbstoffes muß daher leicht blau sein. Dieser Vorgang ist in Fig. 2 näher darge stellt. Der dichroitische Farbstoff 9 lagert sich in den Flüssigkristall 8 ein. In Fig. 2a ist der nicht angesteuerte Zustand dargestellt. Aufgrund der Lage der Farbstoffe wirken diese stark absorbierend. In Fig. 2b ist der angesteuerte Zustand dargesellt. Während sich die Randzonen des Flüssigkristalls 8 aufgrund der Haftung an der Oberfläche nicht verlagern, sind die übrigen Flüssigkristallmoleküle aufgrund des elektrischen Feldes gedreht. Gleichzeitig ist auch der im Flüssigkristall eingelagerte Farbstoff 9 gedreht, so daß sich nunmehr nur noch eine schwache Absorption ergibt. Die Beimischung dichroitischer Farbstoffe kann für sich oder in Verbindung mit einer Beschichtung er folgen.

Der Farbort der Farbstoffmoleküle ist nunmehr so zu wählen, daß sich die Grundfärbung der LCD und das Ab sorptionsverhalten des dichroitischen Farbstoffes im nicht angesteuerten Zustand der Anzeige so ergänzen, daß die gesamte Anzeige farbneutral erscheint. Ist be reits eine Beschichtung erfolgt, bedeutet dies, daß die Komplementärfarbe beispielsweise nicht die Farbe des Farbortes 5 sondern eine Farbe aufweisen muß, die näher am Unbuntpunkt 3 liegt. Dies ist beispielsweise der Punkt 5 a. Durch die additive Überlagerung des ab sorbierenden dichroitischen Farbstoffes erscheint die Anzeigevorrichtung in ihrer Gesamtheit unbunt (Farbort 3).

Im angesteuerten Zustand ist durch die Drehung der Flüs sigkristalle die Absorption des dichroitischen Farb stoffes 9 nahezu aufgehoben. Dadurch trägt der im Flüs sigkristall eingebrachte Farbstoff kaum noch zur Ver schiebung des Farbortes bei. Aus diesem Grunde tritt nur noch eine geringe Verschiebung des Farbortes im an gesteuerten Zustand ein. Die Flüssigkristallzelle er scheint dem Betrachter auch im angesteuerten Zustand unbunt.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist eine entschei dende Verbesserung des optischen Erscheinungsbildes einer Flüssigkristallanzeige insbesondere im Negativ kontrast möglich. Störende Farben, die wegen der physikalischen Eigenschaften des Flüssigkristalls nicht vermeidbar sind, werden unterdrückt, wobei gleichzeitig eine Kontrastverbesserung erzielt wird. Weiterhin ist eine leichte farbliche Anpassung an die Farbtemperatur der jeweiligen Lichtquelle einfach möglich. Die Erfindung ist nicht nur auf die Anpassung der Flüssigkristallanzeige auf den unbunten Zustand (Punkt 3) begrenzt. Ebenso ist es möglich, in der Farb tafel andere Farborte festzulegen, in der die LCD-Anzeige dem Betrachter erscheinen soll. Dies wird durch eine ge eignete Wahl der Komplementärfarbe bzw. des dichroitischen Farbstoffes bewirkt.

Claims

1.Verfahren zur Beseitigung der Resttransmission von Flüssigkristall anzeigen vom Twisted-Nematischen Typ, wobei dem Flüssigkristall wenigstens ein dichroitischer, selektiv absorbieren der Farbstoff beigemischt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der dichroitische Farbstoff die Komplementärfarbe der Rest transmission aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dichroi tische Farbstoff in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Flüssigkri stalls ein unterschiedliches Absorptionsverhalten aufweist.