DE69933364T2 - Farbfilterschicht mit cholesterisch geordnetem Material und eine mit solch einer Farbfilterschicht versehene reflektierende Flüssigkristallanzeige - Google Patents

Farbfilterschicht mit cholesterisch geordnetem Material und eine mit solch einer Farbfilterschicht versehene reflektierende Flüssigkristallanzeige Download PDF

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbfilterschicht eines cholesterisch geordneten Materials, in dem sich die Achse der Molekülhelix des cholesterischen Materials quer zu der Schicht erstreckt. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnung des reflektierenden Typs, die mit einer solchen Farbfilterschicht versehen ist.
  • Farbfilterschichten, auch als cholesterische Spiegel bezeichnet, sind an sich bekannt. Sie umfassen eine relativ dünne Schicht eines flüssigkristallinen Materials mit einer cholesterischen (oder chiral nematischen) Ordnung. Die Flüssigkristallmoleküle dieses Materials haben eine solche Struktur, dass sich in einer Lösung zu einer Spiral- oder Helix-ähnlichen Struktur ordnen – spontan oder unter dem Einfluss vorgegebener Dotiermittel. Nachdem eine solche Lösung zwischen zwei parallele Substrate gebracht worden ist, wird diese Helix-ähnliche Struktur auf eine solche Weise ausgerichtet, dass die Achse der Molekülhelix sich quer zu der so erhaltenen Schicht erstreckt. Eine bessere Ausrichtung der Helix erhält man, wenn eine Orientierungsschicht auf die zueinander gerichteten Oberflächen der Substrate aufgebracht wird.
  • Wenn unpolarisiertes Licht auf eine solche Farbfilterschicht einfällt, wird der Teil des Lichts, der zu der (rechtsdrehenden oder linksdrehenden) Richtung und Steigung der Helix „passt", reflektiert, während der Rest des einfallenden Lichts durchgelassen wird. Wenn gewünscht, wird dieses durchgelassene Licht an einer Absorptionsschicht, die sich hinter dem Farbfilter befindet, absorbiert. Die (reflektierte) Farbe der Schicht wird hauptsächlich durch die Steigung des cholesterisch geordneten Materials bestimmt. Solche Filterschichten können als Vergütungsschichten oder als Spiegelschichten verwendet werden, beispielsweise zu dekorativen Zwecken.
  • Die bekannten Farbfilterschichten haben einen bedeutenden Nachteil. Es scheint, dass die Farbe (=Reflexionsband) des Farbfilters stark von dem Winkel abhängt, unter dem das Filter betrachtet wird. Dieses Phänomen ist als Farbverschiebung bekannt. Diese Farbverschiebung wird durch die stark winkelabhängigen anisotropen Eigenschaften des cholesterisch geordneten Materials verursacht. Eine solche Farbverschiebung ist in einer großen Zahl von Applikationen unakzeptabel.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das oben erwähnte Problem zu vermeiden. Spezieller ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Farbfilterschicht zu schaffen, in der es kaum eine oder keine Farbverschiebung gibt.
  • Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden mithilfe einer Farbfilterschicht der eingangs beschriebenen An gelöst, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass die Farbfilterschicht mindestens einen oder mehrere Farbstoffe umfasst, die unerwünschte, durch Farbverschiebungen verursachte Farben absorbieren.
  • Aufgrund des Vorhandenseins eines odere mehrerer Farbstoffe in der Farbfilterschicht können unerwünschte Farben absorbiert werden. Dies verhindert Farbverschiebung des Filters. Der (Die) Farbstoff e) sollten deshalb vorzugsweise so ausgewählt werden, dass seine (ihre) Absorptionswellenlänge(n) der Wellenlänge(n) der unerwünschten Farbe(n) entspricht (entsprechen). Vorzugsweise sind pro gewünschter Farbe (=Reflexionsband) zwei Farbstoffe in dem Filter vorhanden. Das Absorptionsband beider Farben sollte mindestens etwas Überlappung mit beiden Kanten des Reflexionsbandes des cholesterisch geordneten Materials haben. Ein Filter dieser An hat den wichtigen Vorteil, dass auch die Intensität der Farben überhaupt keine Winkelabhängigkeit hat. Es wird deutlich sein, dass in diesem Fall auch ein Farbstoff verwendet werden kann, der zwei oder mehr Absorptionsbänder hat.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Farbfilterschicht gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das cholesterisch geordnete Material ein Polymer-Netzwerk umfasst. Ein solches Netzwerk besteht aus einem Polymermaterial mit einer dreidimensionalen Struktur. Mindestens ein Teil der in der Schicht vorhandenen Flüssigkristallmoleküle ist vorzugsweise in das Netzwerk eingebunden. Das Vorhandensein eines solchen Netzwerkes verursacht, dass die Reflexionscharakteristik des Farbfilters relativ unempfindlich gegenüber mechanischem Druck und Temperaturveränderungen ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Farbfilterschicht gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Molekülhelix auf eine solche Weise variiert wird, dass der Unterschied zwischen der maximalen Steigung und der minimalen Steigung mindestens 20 nm beträgt. Derart geordnete cholesterische Farbfilterschichten haben ein relativ breites Reflexionsband, das, abhängig von den Brechungsindizes der Schicht, eine Breite von 80 nm und mehr haben kann. Die Möglichkeit, die Breite des Reflexionsbandes einzustellen, schafft große Vorteile in der letztendlichen Farbeinstellung des Farbfilters. Der Steigungsunterschied ist vorzugsweise 50 nm oder mehr. Die US-Patente US 5.506.704 und US 5.793.456 unter dem Namen der Anmelder beschreiben ein Verfahren, ein solches Breitband-Farbfilter herzustellen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Farbfilterschicht gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der (die) Farbstoffe) über chemische Bindungen in das Netzwerk eingebunden ist (sind). Diese Maßnahme fördert die Stabilität und Haltbarkeit der Farbfilterschicht gemäß der Erfindung. Abtrennung eines oder mehrerer der Farbstoffe von der cholesterisch geordneten Schicht (beispielsweise durch Phasentrennung) wird dadurch verhindert.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnung des reflektierenden Typs, die mit einer solchen Farbfilterschicht versehen ist. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf eine Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnung des reflektierenden Typs, die zwei im Wesentlichen parallele Substrate, die mit einer Elektrodenschicht und einer Orientierungsschicht versehen sind, zwischen denen sich eine Schicht flüssigkristallinen Materials befindet, umfasst, wobei ein Substrat mit einer Breitband-Absorptionsschicht, einer strukturierten Farbfilterschicht aus cholesterisch geordnetem Material, und einer λ/4-Schicht versehen ist und das andere Substrat mit einem Polarisator versehen ist.
  • Anzeigeanordnungen der oben beschriebenen An sind bekannt. Beispielsweise zeigen 3 und 4 der Europäischen Patentanmeldung EP-A 600 349 zwei solche Anzeigeanordnungen. Im Prinzip benötigen Anzeigeanordnungen des reflektierenden Typs keine Hintergrundbeleuchtung. Folglich haben die reflektierenden Anzeigeanordnungen einen relativ niedrigen Energieverbrauch.
  • Die Wirkungsweise einer Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnung des reflektierenden Typs mit einem cholesterischen Farbfilter basiert auf dem folgenden Prinzip. Ein einfallender Lichtstrahl von unpolarisiertem weißen Licht wird durch den Polarisator zu linear polarisiertem Licht polarisiert und fällt anschließend auf ein Pixel des LC-Materials. Wenn dieses Pixel nicht mmithilfeeiner elektrischen Spannung getrieben wird, passiert der Lichtstrahl das LC-Material und seine Polarisationsrichtung wird gedreht, beispielsweise um 90°. Anschließend wird er, nach Passieren der λ/4-Schicht hinter diesem Material, in linksdrehend polarisiertes Licht umgewandelt.
  • Der Teil dieses polarisierten Lichts mit einer Wellenlänge außerhalb des Reflexionsbandes der Farbfilterschicht des geordneten cholesterischen Materials passiert vollständig die Farbfilterschicht und wird in der Breitband-Absorptionsschicht absorbiert. Der Teil des Lichts mit einer Wellenlänge innerhalb des Reflexionsbandes der Farbfilterschicht wird aber an der Farbfilterschicht vollständig reflektiert. Nach Passieren der λ/4-Schicht wird die Polarisationsrichtung wieder in linksdrehend linear polarisiertes Licht umgewandelt. Die Polarisationsrichtung des Lichtstrahls wird in der Schicht des LC-Materials wieder gedreht, beispielsweise wieder um 90°, aber nun in die entgegengesetzte Richtung, ssodassdie Totaldrehung 0° ist. Als ein Ergebnis hat der Lichtstrahl die korrekte Polarisationsrichtung, um den Polarisierer zu passieren. Ein Betrachter sieht nun die Reflexionsfarbe der Farbfilterschicht des relevanten Pixels.
  • Die Farbfilterschicht besteht aus einem Muster von drei Arten von Pixeln, die cholesterischen Materialien mit unterschiedlichen Reflexionsbändern zugeordnet sind. Mit solchen Filtern ist es möglich, Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnungen des reflektierenden Typs herzustellen. Wenn das Pixel getrieben wird, wird die Polarisationsrichtung des linear polarisierten Lichts in dem LC-Material nicht gedreht. Nach Passieren der λ/4-Schicht wird die Polarisationsrichtung nun in rechtsdrehend zirkular polarisiertes Licht umgewandelt. Der Farbfilter reflektiert ausschließlich links-zirkular polarisiertes Licht einer gegebenen Wellenlänge. Das präsentierte rechtsdrehend zirkular polarisierte Licht wird völlig durchgeleitet und in der Absorptionsschicht absorbiert, sodass nichts von diesem Licht den Betrachter erreicht. Der Betrachter „sieht" also ein schwarzes Pixel.
  • Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnungen des reflektierenden Typs haben einen bedeutenden Nachteil. Wenn man eine solche Anordnung betrachtet, finden Farbverschiebungen statt, wenn der Betrachter die Anordnung nicht aus einer im Wesentlichen senkrechten Richtung betrachtet.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das oben erwähnte Problem zu vermeiden. Spezieller ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung des reflektierenden Typs zu schaffen, in der das Problem der Farbverschiebung erheblich behoben ist.
  • Diese und ander Aufgaben der Erfindung werden mit einer Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnung des reflektierenden Typs wie eingangs erwähnt gelöst, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Farbfilterschicht auch einen oder mehrere Farbstoffe umfasst, die unerwünschte, durch Farbverschiebungen verursachte Farben absorbieren.
  • Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass das Vorhandensein von Farbstoffen in oder in der Nähe der Farbfilterschicht die unerwünschten Farben absorbieren kann, die die Anordnung unter einem spitzen Winkel verlassen. Es wurde herausgefunden, dass sich, wenn die Anordnung unter einem spitzen Winkel betrachtet wird, die Wellenlänge des relevanten Pixels zu einer kleineren Wellenlänge verschiebt. Durch passende Wahl der Bandbreite der Primärfarben der Farbfilterschicht und der Farbstoffe wird das Problem der Farbverschiebung erheblich behoben.
  • Der (Die) Farbstoffe) wird (werden) vorzugsweise so ausgewählt, dass eine Kante des Absorptionsbandes eines oder mehrerer Farbstoff(s/e) exakt oder im Wesentlichen exakt mit einer Kante des Reflexionsbandes des relevanten Pixels übereinstimmt. Normalerweise wird ein cholesterisches Material mit einem Reflexionsband zwischen 610 und 670 nm für die rote Farbe, ein cholesterisches Material mit einem Reflexionsband zwischen 490 und 540 nm für die grüne Farbe und ein cholesterisches Material mit einem Reflexionsband zwischen 435 und 475 nm für die blaue Farbe verwendet. Da die Farbverschiebung nur zu kleineren Wellenlängen tendiert, sollte(n) die Farbe(n) in diesem Fall so gewählt werden, dass die Absorptionsbandkante mit der größten Wellenlänge im Wesentlichen mit 610 nm (rot), 490 (grün) und 435 nm (blau) übereinstimmt.
  • Das Filter umfasst vorzugsweise zwei Farbstoffe pro gewünschtem Reflexionsband. Das Absorptionsband beider Farbstoffe sollte mindestens etwas Überlappung mit beiden Kanten jedes Reflexionsbandes des cholesterisch geordneten Materials haben. Ein Filter dieser Art hat den bedeutenden Vorteil, dass auch die Intensität der Farbe überhaupt keine Winkelabhängigkeit hat. Es wird deutlich sein, dass in diesem Fall weniger als sechs Farbstoffe verwendet werden können, wenn einer oder mehr dieser Farbstoffe zwei oder mehr Absorptionsbänder hat (haben).
  • Im Prinzip ist es möglich, die Farbstoffe als eine separate, strukturierte Schicht direkt auf die Farbfilterschicht aufzubringen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung ist aber dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe mit dem cholesterisch geordnetem Material der strukturierten Farbfilterschicht gemischt sind. Von einem produktionstechnischen Blickpunkt aus hat die Bereitstellung einer solchen gemischten Schicht aus cholesterischen Material mit einem Farbstoff erhebliche Vorteile.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Anzeigeanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das cholesterisch geordnete Material der Farbfilterschicht zu einem Polymer-Netzwerk polymerisiert ist, in dem der Unterschied in der Steigung der cholesterischen Helix mindestens 20 nm beträgt. In diesem Fall ist es möglich, die Bandbreite des Reflexionsbandes breiter zu wählen als das durch die verwendeten Farbstoffe bereitgestellte „Fenster".
  • Eine günstige Ausführungsform der Anzeigeanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das cholesterisch geordnete Material eine den Brennpunkt betreffende konische Textur hat. In dieser Textur verläuft die mittlere Richtung der cholesterischen Helix quer zu der Farbfilterschicht, aber es gibt eine gewisse Streuung des Winkels, unter dem sich die individuellen Helices zu dem Winkel mit der genannten Schicht erstrecken. Folglich wird anstatt einer spiegelnden Reflexion des einfallenden Lichts eine diffuse Reflexion erhalten. Dies trägt zu der Abbildungsqualität und der Blickwinkelabhängigkeit der Anzeigeanordnung bei. Die genannte den Brennpunkt betreffende konische Textur kann erreicht werden, indem man der Oberfläche der Farbfilterschicht eine spezielle Behandlung gibt. Aber diese Stabilisierung wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Farbstoffe in der Form feinstverteilter Pigmente in die Farbfilterschicht eingegliedert werden.
  • Eine weiter vorteilhafte Ausführungsform der Anzeigeanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe über chemische Bindungen in das Netzwerk eingebunden sind. Das hat den Vorteil, dass die Haltbarkeit und Stabilität der Farbfilterschicht verbessert werden. Abtrennung eines oder mehrerer der Farbstoffe von der cholesterisch geordneten Schicht wird dadurch verhindert.
  • Diese und andere Aspekte der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen schematischen Querschnitt einer Farbfilterschicht gemäß der Erfindung;
  • 2 die chemischen Strukturformeln einer Anzahl von Verbindungen, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden;
  • 3 schematisch einige Spektren einer Farbfilterschicht wie in 1 gezeigt; und
  • 4 einen schematischen Querschnitt einer Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnung des reflektierenden Typs gemäß der Erfindung.
  • Es sei bemerkt, dass aus Gründen der Deutlichkeit die Figuren nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind.
  • 1 ist ein schematischer Querschnitt einer Farbfilterschicht gemäß der Erfindung. Sie umfasst eine Schicht 1 eines cholesterisch geordneten Materials, in dem die Achse der molekularen Helix des cholesterischen Materials sich quer zu der Schicht erstreckt. Das cholesterisch geordnete Material umfasst ein Polymer-Netzwerk und zwei Farbstoffe. Die cholesterisch geordnete Schicht ist auf ein Substrat 2 aus, beispielsweise Glas oder Metall, aufgebracht, das mit einer Orientierungsschicht 3 aus poliertem Polyimid versehen ist. Wenn gewünscht, kann das Substrat alternativ aus einem flexiblen Material, beispielsweise einem synthetischen Material, bestehen.
  • Die in 1 gezeigte Farbfilterschicht wurde wie folgt hergestellt: Das Verfahren startet von einer Mischung zweier reaktiver Monomere, die aus 50 Masse% des chiralen Monoakrylat A und 50 Masse% des achiralen Diakrylat B besteht. Zu dieser Mischung wurden hinzugefügt: 0,7 Masse% eines UV-absorbierenden Farbstoffs C (Abs. max. bei 334 nm), 0,25 Masse% eines Farbstoffs D (Abs. max. bei 485 nm) und 0,25 Masse% eines Farbstoffs E (Abs. Max. bei 682 nm). Außerdem wurden 0,6 Masse% des Fotoinitiators Irgacure 651 (Ciba Geigy) und 40 ppm des Stabilisators P-Methoxyphenol zu der Mischung hinzugegeben. Die chemischen Strukturformeln der genannten Verbindungen sind in 2 gezeigt.
  • Eine Menge der so hergestellten Mischung wurde zwischen zwei im Wesentlichen parallele, mit einem Zwischenraum von näherungsweise 15 μm angeordnete Glassubstrate eingefügt. Die zueinander gewandten Oberflächen der Substrate wurden mit einer Orientierungsschicht aus poliertem Polyimid versehen. Anschließend wurde die reaktive Mischung mithilfe von UV-Licht (365 nm, I0 = 0,05 mW/cm2) bei Raumtemperatur für näherungsweise 10 Minuten polymerisiert. Während dieser Polymerisation wurde eine relativ breitbandige Farbfilterschicht mit einem dreidimensionalen Polymer-Netzwerk erhalten. Abschließend wurde eines der zwei Substrate entfernt.
  • 3 zeigt schematisch eine Kombination des Absorptionsspektrums und des Reflexionsspektrums der hier zuvor beschriebenen Farbfilterschicht. Die Bezugszeichen 1 und 2 bezeichnen die Absorptionsspektren der Farbstoffe D und E. Sie lassen einen relativ engen Durchlassbereich zwischen näherungsweise 545 nm und 588 nm offen. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet das Reflexionsspektrum des cholesterisch geordneten Materials der Farbfilterschicht für unpolarisiertes Licht. Dies wurde senkrecht zu der Schicht in Abwesenheit der Farbstoffe D und E gemessen. Das Reflexionsspektrum hat eine Bandbreite von näherungsweise 80 nm und reicht von 543 nm bis 625 nm. Aufgrund des Vorhan denseins der genannten Farbstoffe reflektiert die Farbfilterschicht wirklich nur Licht in dem Bereich zwischen 545 nm und 588 nm. Das außerhalb dieses Bereichs sichtbare Licht wird von den Farbstoffen D und E absorbiert.
  • Das Bezugszeichen 4 bezeichnet das Reflexionsspektrum des cholesterisch geordneten Materials der Farbfilterschicht für unpolarisiertes Licht. Dies wurde unter einem Winkel von 45° zu der Senkrechten auf die Schicht und in Abwesenheit der Farbstoffe D und E gemessen. Unter diesen Umständen hat sich das gesamte Reflexionsspektrum zu einer kleineren Wellenlänge bewegt und reicht nun von näherungsweise 525 nm bis 608 nm. Die Bandbreite bleibt näherungsweise gleich (80 nm). Aufgrund des Vorhandenseins der genannten Farbstoffe reflektiert die Farbfilterschicht nun wirklich nur Licht im Bereich zwischen 545 nm und 588 nm. Das sichtbare Licht außerhalb dieses Bereichs wird von den Farbstoffen D und E absorbiert.
  • In Abwesenheit der Farbstoffe D und E würde der Betrachter eine deutliche Farbverschiebung beobachten, wenn er die Farbfilterschicht aus verschiedenen Winkeln betrachtet. Das Vorhandensein der Farbstoffe und die Position ihrer Absorptionsspektren in Bezug auf das Reflexionsspektrum der Farbfilterschicht haben das Ergebnis, dass diese Farbverschiebung nicht auftritt. Die Intensität des Filters bleibt auch gleich, weil es eine erhebliche Überlappung zwischen dem genannten Reflexionsspektrum und dem Farbstoff E an der Kante und bei der größten Wellenlänge gibt.
  • 4 ist ein schematischer Querschnitt einer Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnung des reflektierenden Typs gemäß der Erfindung. Sie umfasst ein transparentes Substrat 11, aus beispielsweise Glas, von dem eine Oberfläche mit einer schwarzen absorbierenden Schicht 12, beispielsweise aus einem schwarzen Lack, versehen ist. Die andere Oberfläche ist mit einer dünnen Orientierungsschicht (nicht gezeigt) versehen, auf der eine Struktur von roten (R), grünen (G) und blauen(B) Farbfiltern aufgebracht ist. In dem relevanten Fall besteht jedes Filter aus einer zu einem dreidimensionalen Netzwerk polymerisierten Schicht mit einer Dicke von näherungsweise 5 μm aus cholesterisch geordnetem Flüssigkristallmaterial mit einer der gewünschten Farbe zugeordneten Wellenlänge und mindestens einem Farbstoff.
  • Anschließend wird eine λ/4-Retarderschicht (nicht gezeigt) mit einer Dicke von näherungsweise 1 μm auf die so gebildete Farbfilterschicht aufgebracht, abhängig von der Doppelbrechung des Flüssigkristallmaterials. Diese Retarderschicht kann aus einem einachsigen nematischen Flüssigkristallmaterial oder einem Glas bildendem Flüssigkris tallmaterial gemacht werden. Eine Orientierungsschicht aus poliertem Polyimid, die mithilfe von Schleuderbeschichtung aufgebracht werden kann, wird für die Ausrichtung dieser Schicht verwendet.
  • Auf die Retarderschicht wird eine Elektrodenschicht 13 aus transparentem Material aufgebracht. Gute Ergebnisse werden mit ITO-ähnlichen Materialien erzielt, die in Mustern mithilfe von Sputtern aufgebracht werden können. Eine Orientierungsschicht 14 zum Orientieren der Schicht 15 aus zu schaltendem Flüssigkristallmaterial befindet sich auf dieser Elektrodenschicht. Diese Orientierungsschicht befindet sich zwischen dem oben erwähnten Substrat 11 und einem zweiten transparenten Substrat 17, das auch aus Glas gemacht werden kann. Dieses Substrat ist auch mit einer Elektrodenschicht 18 und einer Orientierungsschicht 19 versehen.
  • Die Elektrodenreihen der Elektrodenschichten 13 und 18 bilden gemeinsam eine Elektrodenmatrix, mit der kleine Flächen (Pixel) einer Schicht 15 über ein elektrisches Feld getrieben werden können. Die Größe dieser Flächen entsprechen näherungsweise der Größe der kleinsten Abmessungen der strukturierten Farbfilterschicht.
  • Die in 4 gezeigte Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnung umfasst auch eine Polarisationsschicht 20. Diese Schicht ist auf der dem Substrat 11 abgewandten Oberfläche des Substrats 17 aufgebracht.
  • Das Farbfilter der reflektierenden Anzeigeanordnung gemäß der Erfindung wurde wie folgt hergestellt: Eine dünne Schicht, die die oben erwähnte Mischung aus reaktiven Acrylaten mit Farbstoffen umfasst, wurde auf die Orientierungsschicht auf dem Substrat 11 aufgebracht. Das Verhältnis zwischen den zwei Acrylaten wurde so gewählt, dass der gewünschte Reflexionswellenlängenbereich erreicht wurde. Dies ist der Bereich zwischen näherungsweise 610 nm und 670 für die roten Pixel, der Bereich zwischen näherungsweise 490 nm und 540 nm für die grünen Pixel und der Bereich zwischen näherungsweise 435 nm und 475 nm für die blauen Pixel.
  • Eine geringe Menge (näherungsweise 0,2 Masse%) eines oder zweier Farbstoffe mit der gewünschten Absorptionscharakteristik wurde dieser Mischung zugefügt. In dem relevanten Fall wären dies die Verbindungen F und G für die roten Pixel, die Verbindungen F und H für die grünen Pixel und die Verbindungen H und I für die blauen Pixel. Die chemischen Strukturformeln der Verbindung F (Abs. max. bei 392 nm), G (Abs. max. bei 489 nm), H (Abs. max. bei 590 und 637 nm) und I (Abs. max. bei 539 nm) sind in
  • 2 gezeigt.
  • Nachdem eine erste Schicht für beispielsweise die roten Pixel aufgebracht wurde, wurde die Schicht mithilfe einer Matrix, die auch mit einer Orientierungsschicht versehen wurde, ausgerichtet. Anschließend fand Strukturbelichtung statt. Nach Entfernen des unpolymerisierten Materials mit 2-Propanol wurde eine zweite Schicht für beispielsweise die grünen Pixel aufgebracht. Sie wurde auf dieselbe Weise mit einer Matrix versehen und einer Strukturbelichtung ausgesetzt. Dieses Verfahren wurde abschließend zum Bereitstellen der blauen Pixel wiederholt. Nachdem die Farbfilterschichten aufgebracht worden sind, kann eine dünne Planarisierungsschicht aufgebracht werden. Wenn gewünscht, bevor die Retarderschicht aufgebracht wird. Anschließend werden eine Elektrodenschicht und eine Orientierungsschicht nacheinander auf die Retarderschicht aufgebracht.
  • Eine Anzeigeanordnung wurde mithilfe des so erhaltenen Substrats hergestellt. Ein zweites Substrat wurde mit einem Polarisierer, einer Elektrodenschicht und einer Orientierungsschicht wie mit Bezug auf 4 beschrieben versehen und eine Zelle gebildet, die mit einem Flüssigkristallmaterial gefüllt wurde. Der Umfang der Farbverschiebung wurde durch Betrachten der verschiedenen Pixelfarben der Zelle geprüft, sowohl senkrecht zu der Zelle als auch unter einem Winkel von 45°.
  • Es wurde bewiesen, dass man mit der hierin oben beschriebenen Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnung des reflektierenden Typs die Farbverschiebung merklich unterdrücken kann, die normalerweise auftritt, wenn man die Anordnung aus verschiedenen Winkeln betrachtet.

Claims (10)

  1. Farbfilterschicht eines cholesterisch geordneten Materials, in dem sich die Achse der Molekülhelix des cholesterischen Materials quer zu der Schicht erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbfilterschicht auch einen oder mehrere Farbstoffe umfasst, die unerwünschte, durch Farbverschiebungen verursachte Farben absorbieren.
  2. Farbfilterschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das cholesterisch geordnete Material ein Polymer-Netzwerk umfasst.
  3. Farbfilterschicht nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Molekülhelix auf eine solche Weise variiert wird, dass der Unterschied zwischen der maximalen Steigung und der minimalen Steigung mindestens 20 nm beträgt.
  4. Farbfilterschicht nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der (die) Farbstoff(e) über chemische Bindungen in das Netzwerk eingebunden ist (sind).
  5. Flüssigkristall-Farbanzeigeanordnung des reflektierenden Typs, die zwei im Wesentlichen parallele Substrate, die mit einer Elektrodenschicht und einer Orientierungsschicht versehen sind, zwischen denen sich eine Schicht flüssigkristallinen Materials befindet, umfasst, wobei ein Substrat mit einer Breitband-Absorptionsschicht, einer strukturierten Farbfilterschicht aus cholesterisch geordnetem Material und einer λ/4-Schicht versehen ist und das andere Substrat mit einem Polarisator versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbfilterschicht auch einen oder mehrere Farbstoff(e) umfasst, der (die) unerwünschte, durch Farbverschiebungen verursachte Farben absorbiert (absorbieren).
  6. Anzeigeanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe mit dem cholesterisch geordnetem Material der strukturierten Farbfilterschicht gemischt sind.
  7. Anzeigeanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das cholesterisch geordnete Material der Farbfilterschicht zu einem Polymer-Netzwerk polymerisiert ist, wobei der Unterschied zwischen der maximalen Steigung und der minimalen Steigung mindestens 20 nm beträgt.
  8. Anzeigeanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das cholesterisch geordnete Material eine fokal-konische Textur hat.
  9. Anzeigeanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe in der Form feinstverteilter Segmente in die Farbfilterschicht eingegliedert sind.
  10. Anzeigeanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe über chemische Bindungen in das Netzwerk eingebunden sind.
DE69933364T 1998-12-01 1999-11-18 Farbfilterschicht mit cholesterisch geordnetem Material und eine mit solch einer Farbfilterschicht versehene reflektierende Flüssigkristallanzeige Expired - Fee Related DE69933364T2 (de)

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