專利名稱：：液晶顯示器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及信息顯示儀器，特別涉及液晶池。在涉及多種用途的的光學(xué)儀器系統(tǒng)中都可以采用這些儀器，例如二維顯示器，光調(diào)制器以及光線調(diào)制的基體系統(tǒng)?，F(xiàn)有這種類型儀器通常包含一個(gè)由兩塊平行玻璃板構(gòu)成的平板池，玻璃板的內(nèi)側(cè)表面沉積有電極。電極由導(dǎo)電的、光學(xué)透明的材料組成，如二氧化錫。帶有電極的玻璃板表面經(jīng)過(guò)特殊處理以確保實(shí)行在表面和液晶基體中的液晶分子必要的均勻取向。在均勻取向?qū)樱咏灞砻娴囊壕чL(zhǎng)軸與每塊基板的取向方向是平行排列。通常這些取向方向是垂直的。在組裝池子之后，池子填充形成5～20毫米厚層的液晶化合物，化合物是在施加電壓的作用下改變池子光學(xué)性能(即，偏振平面的旋轉(zhuǎn)角度)的活性介質(zhì)。這種光學(xué)性質(zhì)的變化可以通過(guò)交叉偏振片檢測(cè)，偏振片通常是固定在基板的外側(cè)表面。例如參見(jiàn)L.K.Vistin，“液晶在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用”，聯(lián)合化學(xué)會(huì)志(“ApplicationofLiquidCrystalsinModernTechnology”,JournalofAllUnionChemicalSociety),Vol.ⅩⅩⅦ,no.2,(1983),pp141-48，在這兒被列入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)。該用途所采用的偏振片通常是基于經(jīng)碘蒸汽或二色染料染色的聚乙烯醇(PVA)薄膜。它們具有較低的機(jī)械強(qiáng)度。因此，要求有特殊的保護(hù)措施以避免系統(tǒng)的機(jī)械損傷，這使得儀器更加復(fù)雜和昂貴。結(jié)果，偏振片可能變成含有達(dá)十層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)1．保護(hù)膜；2．弱粘結(jié)劑層；3．第一載體薄膜4．膠粘劑層；5．偏振膜；6．膠粘劑層；7．第二載體薄膜；8．膠粘劑；9．硅化合物；10．剝離薄膜。在結(jié)合偏振片之前，分開(kāi)硅化薄層(第9和10層)，在組裝液晶顯示器以后，可以去除保護(hù)層與弱粘結(jié)劑層(第1和2層)，用保護(hù)玻璃替代。結(jié)果組裝的液晶池可能多于20層。注意這些層中只要一層破壞就可能使液晶池中的偏振片不能使用。例如參見(jiàn)A.E.Perregaux，“液晶裝置偏振片(PolarizersforLiquidCrystaldevices):theuser’sviewpoint”,SPIE,Vol.307偏振片及其應(yīng)用，PP70～75,(1981)，在這兒被列入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)。避免偏振片機(jī)械損壞的方法之一是將它們放在池子內(nèi)部。為此，攜帶沉積透明電極的基板覆蓋一種聚合物溶液(如PVA)，聚合物溶液中也可能含有碘或一種二色染料。聚合物受到剪切變形(例如，使用沿板表面移動(dòng)的振蕩器)，隨之線性聚合物分子就會(huì)沿著振蕩器的運(yùn)動(dòng)方向排列。在除去溶劑之后，所得的PVA薄層(含有碘和二色染料)被取向了并且可能同時(shí)產(chǎn)生光偏振和液晶的平行排列。然后池子組裝，填充液晶聚合物，和密封。在這個(gè)系統(tǒng)中，偏振片處于池子內(nèi)部，避免了外部機(jī)械因素的破壞。例如參見(jiàn)美國(guó)專利NO.3,941,901,1976年3月2日公布，發(fā)明者ThomaB.Harsch，在這兒被列入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)。這種儀器的主要缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)(a)較低的熱穩(wěn)定性，這是由于使用聚乙烯醇(或其它乙烯基聚合物)用于偏振薄層以及用碘染色該薄層所造成的；(b)使用碘(溶于液晶介質(zhì))染色聚合物導(dǎo)致了逐漸降低了圖象對(duì)比度，并且明顯地增加了能耗，最終降低了儀器的有效壽命。發(fā)明者證書(shū)號(hào)為697,950,“AMethodofPreparingLiquidCrystalDevices”,1979年11月19日發(fā)表，在這兒被列入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)，顯示了一種類似于本發(fā)明的系統(tǒng)，它也是一種將偏振片放在液晶池內(nèi)部的已知儀器。為了建立這種已知儀器的內(nèi)部偏振層，基板內(nèi)表面涂敷(在透明電極薄層之上)一種二色染料凝膠，濃度為1～30％重量。染料凝膠進(jìn)行機(jī)械取向(例如，用離心法)，這將確保得到所需厚度的染料薄層。在除去溶劑之后，基板表面帶有了分子取向染料薄層，該層同時(shí)作為偏振片和均勻取向液晶的平行排列層。因此，如同在前面提到的美國(guó)專利3,941,901中描述的，這種系統(tǒng)并不要求其它任何附加平行排列層的沉積。如此制備的基板用于組裝標(biāo)準(zhǔn)液晶池，填充一種適當(dāng)?shù)囊壕Щ衔?，再密封。二色染料通常指氧化偶氮類化合物，有各向異性的分子結(jié)構(gòu)(例如直接菊黃染，亮黃，直接藍(lán)14等等)。前面所提的發(fā)明者證書(shū)中的已知液晶儀器顯示出較高的穩(wěn)定性，相比于美國(guó)專利No.3,941,901中報(bào)道的，因?yàn)槠衿怯蓛H包含染料的薄層形成的，賦予了比乙烯基聚合物更高的熱穩(wěn)定性。同時(shí)，這種儀器也有一些缺點(diǎn)，限制了可能的應(yīng)用領(lǐng)域，并且降低了有效壽命。最明顯的缺點(diǎn)有(a)用于形成偏振薄層的染料屬于偶氮化合物類，而偶氮化合物具有相當(dāng)差的光和熱穩(wěn)定性；(b)所使用的染料溶液潤(rùn)濕表面不充分，呈現(xiàn)出明顯的粘彈性流變性質(zhì)，而這使得形成均相偏振薄層相當(dāng)困難；(c)這種液晶池的設(shè)計(jì)特征在于透明電極材料和基板之間的表面性質(zhì)不同，并且透明電極表面有明顯的凹凸不平，這導(dǎo)致了在透明電極的凸形邊緣上的偏振涂層解取向；(d)這種液晶池設(shè)計(jì)要求在反射型池中將反射層放在基板外側(cè)，這明顯地降低了由于使用具有內(nèi)部偏振薄層的池所獲得的優(yōu)越性；(e)這種池設(shè)計(jì)并不能建立采用超級(jí)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的液晶池實(shí)施方案。本發(fā)明的目的就是建立具有比已知液晶池性能更好的液晶元件，包括這些反射型液晶池和基于超級(jí)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的液晶池，其中所有的功能性光學(xué)層都放在基體內(nèi)部。實(shí)施以下一個(gè)或多個(gè)構(gòu)思就可以解決以上列出的問(wèn)題(a)內(nèi)部偏振片是指形成偏振涂層的、分子取向的二色染料薄層。(b)偏振涂層由一種溶致性液晶組合物形成，組合物是基于能夠形成上述相應(yīng)液晶相的有機(jī)染料(例如式Ⅰ～Ⅹ)，形成了具有高光和熱穩(wěn)定性的偏振片；(c)在基板的內(nèi)側(cè)表面形成反射薄層；(d)在超級(jí)扭轉(zhuǎn)的向列型液晶池中，通過(guò)在偏振涂層上形成預(yù)定光學(xué)厚度的雙折射非吸收薄層，得到顏色補(bǔ)償；(e)在基板內(nèi)側(cè)表面上形成附加保護(hù)層和校平層。Ⅰ,n=2-4,M-陽(yáng)離子Ⅱ,n=2,M-陽(yáng)離子Ⅳ,R=H,CF3；X=H,Br,SO3M；n=1-3；Ⅶ,n-2,M-陽(yáng)離子Ⅷ,n=2-3,M-陽(yáng)離子除了染料之外，形成偏振涂層所采用的液晶組合物含有以下組成(a)一種改性添加劑，用于控制偏振涂層與基板之間的粘合力以及在涂層中產(chǎn)生塑化效應(yīng)。這種添加劑可以是以下物質(zhì)中任何一種低揮發(fā)性高分子化合物，含有各種不同的官能基團(tuán)(OH,COOH,CONH2,NH,CHO,CO，等等)，例如，季戊四醇，丁二醛，羥基羧酸，聚乙二醇，聚丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚乙烯亞胺，聚乙烯-聚胺，聚丙二醇，以及它們的共聚物等等；各種不同的漆，粘結(jié)劑和膠組合物，包括有機(jī)元素類，例如，KO級(jí)的有機(jī)硅漆(KO是俄羅斯有機(jī)硅漆的級(jí)別)；液晶聚合物，例如聚n-苯甲酰胺，聚n-亞苯基對(duì)苯二甲酰亞胺，纖維素酯(羥基丙基或乙基衍生物)；(b)一種表面活性劑，它有助于潤(rùn)濕基板表面；(c)一種抗氧劑或抑制劑，它被加入溶致性液晶組合物中，以提高對(duì)光和高溫的穩(wěn)定性，或者提高對(duì)氧化劑，漆和膠作用的穩(wěn)定性。以上所有成份可以提高偏振涂層的性能和工作特征。圖1～6顯示了推薦的各種不同液晶池的示意圖。包括基于正常扭轉(zhuǎn)向列型液晶的透射池(圖1)，基于正常扭轉(zhuǎn)向列型液晶但偏振層和電極的排列不同的透射池(圖2)，基于正常向列型液晶的反射池(圖3)，基于超級(jí)扭轉(zhuǎn)向列型液晶的透射池(圖4)，具有轉(zhuǎn)化顏色效應(yīng)的液晶池(圖5)，有色基體的液晶顯示器(圖6)。在圖1中顯示的液晶元件包括兩塊基板，基板可由玻璃，塑料或其它剛硬或軟性透明材料制成。面向向列型液晶層3的基板內(nèi)側(cè)表面帶有透明電極4和5，每個(gè)電極都覆蓋介電薄層(6和7)，由有一種聚合物或另一種適合的材料制成。這可以使電極的凹凸變得平滑，并且形成了基板均勻的表面性能。用涂擦或其它方法使得薄層表面取向成各向異性，這是為了確保沉積在該層上的偏振涂層(8和9)中的分子有適當(dāng)?shù)娜∠?。以這種方式取向涂層可以使基板1和2上的軸相互垂直。注意就是偏振涂層自身產(chǎn)生了向列型液晶的平行排列。圖2顯示了透射液晶池的另一種實(shí)施方案，其中基板1和2的表面起始分別涂敷偏振薄層8和9，用6和7層分別加以保護(hù)，在此之上分別沉積透明電極4和5。分別緊接著10和11層，用于平行排列向列型液晶。這種結(jié)構(gòu)確保了偏振薄層所需的平整性，并且隔離了液晶層，由此防止液晶受到外來(lái)物質(zhì)離子或分子的污染，外來(lái)物質(zhì)可能在偏振薄層中。在圖3所示的反射型液晶池中，第二(支撐鏡面)基板2可以是透明或不透明(例如，晶體硅)，第二基板涂敷漫反射層12。通過(guò)沉積含有任意或特殊形狀和尺寸顆粒并具有與聚合物本身不同折射系數(shù)的聚合物層，可以得到反射薄層。例如，可以沉積含有懸浮的鋁粉或其它高反射性材料的聚合物層。另外，在基板表面中或上面可以形成圖案，在這之上沉積反射層12(例如，鋁薄層)。通過(guò)用研磨工具處理表面，雕刻，沖壓，沉積具有一定形狀和尺寸大小的顆粒的聚合物薄層，或通過(guò)掩模選擇性地蝕刻基板表面(或聚合物或其它一些材料的覆蓋層)，這樣可以形成圖案。在鋁薄層形成的地方，也可以作為連續(xù)性電極。通過(guò)沿預(yù)定路徑光刻蝕一窄鋁帶(寬10～100毫米)，可以形成任何所需構(gòu)型的電極(例如，二維基體顯示的矩形基體)，同時(shí)保留儀器整個(gè)工作面積上的全部反射背景。偏振涂層可以直接沉積在反射層上，或具有在反射層上預(yù)先形成的平整和隔離中間層。如果由于某些原因反射薄層不能采用作為電極(例如，如果反射片是非導(dǎo)電性的)，可以將特殊的電極層沉積在絕緣中間層或反射薄層上。絕緣層可以是指一種聚合物薄層，氧化鋁，氧化硅，或其它非導(dǎo)電材料。偏振涂層也可以直接沉積在反射層上，或電極之上。另一種透射型液晶池實(shí)施方案是在圖4中所示的，具有超級(jí)扭轉(zhuǎn)向列型液晶3。具有預(yù)定光學(xué)厚度、在第二(反射性)基板2形成的、附加光學(xué)各向異性的薄層13提供顏色補(bǔ)償。這薄層可以直接沉積在偏振薄層9上，或在預(yù)沉積層5,7或11(參見(jiàn)圖2)之上。沉積過(guò)程中或沉積之后，通過(guò)電磁場(chǎng)力作用或機(jī)械拉伸該層使在沉積聚合物(或液晶聚合物)層中的分子取向，可以得到光學(xué)各向異性。而且，可以使用一種光各向異性材料，這種材料在偏振光中通過(guò)薄層的光聚合作用可以允許得到具有特殊的差示光學(xué)路徑長(zhǎng)度和雙折射橢圓型軸的取向的各向異性薄層，參見(jiàn)俄羅斯專利NO.2,013,794“LiquidCrystalIndicatorElement”1994.5.30發(fā)表，在這兒被列入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)。具有超級(jí)扭轉(zhuǎn)向列型薄層的反射型液晶池實(shí)施方案(如圖4所示)，可能要求形成兩層附加光學(xué)各向異性層。二層都沉積在基板之上，并位于偏振薄層之間。它們可以直接涂敷在偏振涂層之上或間接使用中間層。使用光刻或印刷技術(shù)方法涂敷染料，以及使用各種不同顏色的染料，可以形成具有不同染色區(qū)域的偏振層。這明顯地?cái)U(kuò)展了液晶顯示儀器的信息和人類工程的可能性。如在圖5實(shí)施方案中顯示的，也可以提供轉(zhuǎn)換顏色的能力。這個(gè)實(shí)施方案使用非彩色灰色偏振薄層8沉積在一基板上，和兩偏振薄層(9和9‘)(一層接一層或與中間層14一起)涂敷在另一基板上。后兩層偏振薄層(9和9‘)必須具有不同顏色并且偏振化方向是相垂直的。圖6顯示了一種彩色基體液晶顯示器的實(shí)施方案，是通過(guò)適當(dāng)排列儀器內(nèi)部的偏振元件得到的。在其中的一個(gè)實(shí)施方案中，偏振薄層直接涂敷在濾色片15上，受透明電極基體5支撐，或與中間層7。可以通過(guò)由光蝕刻掩膜沉積，用所需染料對(duì)聚合物層選擇性染色，在模板印刷技術(shù)或其它印刷技術(shù)輔助下沉積染料薄層得到濾色片或預(yù)定顏色圖案。因此，偏振片和濾色片的排列并不受限制并且僅依賴于方便性和/或所采用的層沉積技術(shù)。返回圖1，偏振元件位于池內(nèi)部的液晶顯示器的操作原理可以考慮用于有90°扭轉(zhuǎn)的向列型液晶顯示池的透射實(shí)施方案。非偏振光束從第一基板1的側(cè)面入射到儀器中。一旦透過(guò)基板1，透明電極4和平整中間層6，光經(jīng)過(guò)偏振薄層8時(shí)被偏振。如果池電極不加電壓，偏振光通過(guò)液晶層3，從而偏振化平面旋轉(zhuǎn)90°，使儀器(沒(méi)有任何附加的衰減)通過(guò)第二偏振薄層9，中間層7，透明電極5和基板2。電極表面顯得明亮。一旦在電極之間施加電壓，電場(chǎng)將向列型液晶從扭轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)化為相同型。結(jié)果，向列型液晶的光學(xué)軸線取向垂直于基板1和2，并且液晶不再旋轉(zhuǎn)透過(guò)光的偏振平面。這意味由偏振片8決定的偏振化當(dāng)透過(guò)光通過(guò)液晶時(shí)沒(méi)有改變。因此，向列型液晶3出口處的偏振方向?qū)⒋怪庇诘诙衿?的取向方向。由此，光將被偏振片9吸收，并且這區(qū)域顯得黑暗。沒(méi)有沉積電極薄層的池面區(qū)域?qū)⑹冀K顯得明亮。因?yàn)槠矫嫫窆獾钠窕饔迷诜瓷渲胁⒉桓淖?，所以液晶池的反射?shí)施方案基本上以同樣的方式操作。唯一不同的是在于光并不通過(guò)基板2，但二次經(jīng)過(guò)其它所有的組成層。在基于超級(jí)扭轉(zhuǎn)向列型液晶的向列型液晶顯示池中(圖4)，由第一偏振片8產(chǎn)生的平面偏振光經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)向列型液晶，并且變成橢圓形偏振。結(jié)果，由于光學(xué)路徑長(zhǎng)度依賴于波長(zhǎng)，光就獲得了顏色。光學(xué)各向異性出路層補(bǔ)償透過(guò)光的顯色以致于在池輸出處得到無(wú)色光，或者在適當(dāng)選擇偏振軸的起始方向、偏振片和各向異性層的相互取向和各向異性層的厚度得到所需的顏色。當(dāng)在電極層之間施加電壓時(shí)，液晶從扭轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)變成單軸態(tài)，并且不旋轉(zhuǎn)光偏振化平面。在這種情況下，光經(jīng)過(guò)液晶層而不改變偏振平面的取向。當(dāng)經(jīng)過(guò)各向異性層時(shí)，光變成圓形或橢圓形偏振，并且一旦透過(guò)第二偏振薄層，對(duì)起始(關(guān)閉)狀態(tài)觀察到的光進(jìn)行附加顯色。圖5顯示了一種顏色轉(zhuǎn)換儀器的操作原理。在關(guān)閉狀態(tài)中，光順序地透過(guò)第一偏振薄層8，向列型液晶3(旋轉(zhuǎn)偏振平面90°)，偏振薄層9’(偏振軸垂直于第一偏振片8)，并且被第二層二色偏振片9吸收(偏振軸垂直偏振層9’)。在打開(kāi)池子電壓之后，透過(guò)液晶時(shí)，光偏振平面并不改變。光被二色偏振片9’吸收，并且獲得不同的色彩。讓我們來(lái)考慮基體液晶顯示(圖6)。在處于關(guān)閉的儀器中，光經(jīng)過(guò)偏振片8，液晶和第二中性偏振片9，最后被染色層14選擇性吸收使得儀器具有相應(yīng)的顏色。當(dāng)打開(kāi)儀器時(shí)，光被偏振片8偏振化，經(jīng)過(guò)液晶層而沒(méi)有旋轉(zhuǎn)偏振平面，并且受阻于偏振片9。結(jié)果儀器顯得黑暗。本發(fā)明的一個(gè)重要顯著特征在于液晶顯示儀器(它們的變化形式并不限制于以上所給出的實(shí)例)采用了基于能夠形成溶致性液晶相的有機(jī)染料的偏振薄層。這些染料形成了穩(wěn)定的溶致性液晶組合物。將這些組合物涂敷在基板(玻璃或聚合物)表面，同時(shí)進(jìn)行取向機(jī)械處理，接著除去溶劑，這樣可以取得作為偏振涂層的分子有序染料薄層。這涂層不僅對(duì)透射光產(chǎn)生足夠的偏振，而且得到了液晶組份的平行排列。所建議儀器對(duì)高溫和光的穩(wěn)定性可以通過(guò)使用能夠形成穩(wěn)定溶致性液晶相的光和熱穩(wěn)定性染料來(lái)確保。涂敷偏振涂層過(guò)程中在溶致性液晶組合物中加入抗氧劑或抑制劑可以提高光和熱穩(wěn)定性，當(dāng)需要時(shí)。通過(guò)改變?nèi)苤滦砸壕ЫM合物的染料成份，可以得到不同顏色顯示，包括灰色。在池基板上形成偏振片的過(guò)程中，由層層沉積黃色，紅色和藍(lán)色偏振薄層，也可以得到灰色。使用溶致性液晶組合物用于形成偏振片可以制成單色和有色液晶指示器和顯示器。在這種場(chǎng)合，在涂敷偏振涂層中可以采用各種不同的沉積方法。這包括使用使用復(fù)寫(xiě)設(shè)備的照相制版技術(shù)和曲面印刷技術(shù)。為了確保在所建議儀器中高對(duì)比度圖象，儀器被應(yīng)用在高分辨率顯示器，在儀器結(jié)構(gòu)中可以加入附加取向和提高明亮度的層。使用如同在偏振薄層涂敷中采用的設(shè)備沉積這些層。應(yīng)用基于染料的偏振涂層作為偏振片并不排除傳統(tǒng)偏振薄層的使用，包括碘染色的基于PVA的偏振片，例如第一基板上的內(nèi)部偏振涂層與粘結(jié)在第二基板外側(cè)表面的碘染色反射或透射偏振片結(jié)合導(dǎo)致了具有高對(duì)比度圖象特征的儀器，并且不需要通常被要求用于保護(hù)膠合在第一基板外側(cè)表面的偏振片的附加玻璃。而且使用偏振涂層可以形成具有傳統(tǒng)偏振片外側(cè)排列的液晶顯示池。由此，偏振涂層涂敷在透明聚合物薄層上，這薄層偏振片固定在基板的外表面。注意這種儀器將含更小數(shù)量組成層，相比于具有基于PVA偏振薄層的傳統(tǒng)液晶儀器。實(shí)施例1．具有化學(xué)式為Ⅰ,n=2染料的合成5克化學(xué)式Ⅰ的染料(n=0；C.I.51319)溶解在25毫升硫酸中，在20～25℃攪拌7小時(shí)。開(kāi)敞之后，用水稀釋反應(yīng)混合物至硫酸濃度為50％。過(guò)濾反應(yīng)混合物，殘余物用17％鹽酸溶液沖洗直至在過(guò)濾物中未檢測(cè)到硫酸根離子。然后干燥殘留物，得到6.4克化學(xué)式Ⅰ(n=2)的染料染料分子式為C34H22Cl2N4O8S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):Cl8.92,9.12；N6.89,6.99；S8.67,8.73計(jì)算值(％):Cl9.03；N7.13,S8.16.使用在PCT/US94/05493,“ThermostableandLightfastDichroiclightPolarizers”,(1994.5.20申請(qǐng)，在這兒被列入?yún)⒖嘉墨I(xiàn))中描述的方法進(jìn)行液晶制備和形成偏振涂層。實(shí)施例2化學(xué)式為Ⅰ,n=4染料的合成5克化學(xué)式為Ⅰ(n=0,C.I.51319)染料溶解在15～20％發(fā)煙硫酸(15毫升)和氯磺酸(10毫升)的混合物中。溶液加熱至50℃，在50～60℃開(kāi)敞3小時(shí)之后反應(yīng)混合物用水(10毫升)稀釋，然后過(guò)濾。殘留物用16％鹽酸沖洗直至過(guò)濾物中檢測(cè)不到硫酸根離子，然后干燥得到6.8克化學(xué)式為Ⅰ(n=4)的染料。染料分子式為C34H22Cl2N4O14S4+4H2O實(shí)測(cè)值(％):Cl6.88,6.97；N5.34,5.60；S13.46,13.73計(jì)算值(％):Cl7.22；N5.71,S13.06.實(shí)施例3化學(xué)式為Ⅱ,n=2染料的合成5克化學(xué)式為Ⅱ(n=0)染料溶解在15～20％發(fā)煙硫酸(15毫升)和氯磺酸(10毫升)的混合物中。溶液加熱至80℃，在80～90℃開(kāi)敞8～10小時(shí)之后反應(yīng)混合物用水稀釋直至硫酸濃度為50％，然后過(guò)濾。殘留物用16％鹽酸和水-異丙醇混合物(1∶1)沖洗直至過(guò)濾物中檢測(cè)不到硫酸根和氯離子，然后干燥得到6.3克化學(xué)式為Ⅱ(n=2)的染料。染料分子式為C30H16N4O10S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N7.88,7.96；S9.48,9.66計(jì)算值(％):N8.09,S9.26.同樣，化學(xué)式為Ⅲ,X=O,n=0(C.I.67000)染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅲ,X=O,n=2的染料。染料分子式為C29H14N2O11S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N3.86,4.01；S9.58,9.82計(jì)算值(％):N4.20,S9.62.同樣，化學(xué)式為Ⅲ,X=S,n=0(C.I.67100)染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅲ,X=S,n=2的染料。染料分子式為C29H14N2O10S3+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N4.00,4.25；S14.43,14.69計(jì)算值(％):N4.10,S14.09.同樣，化學(xué)式為Ⅴ,n=0(C.I.70305)染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅴ,n=2的染料。染料分子式為C36H16O8S4+2H2O實(shí)測(cè)值(％):S17.56,17.80計(jì)算值(％):S17.31.同樣，化學(xué)式為Ⅳ,R=H,R’=(b),R”=Cl,X=SO3M,n=0染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅳ,R=H,R’=(b),R”=Cl,X=SO3M,n=2,M=H的染料。染料分子式為C28H15ClN2O13S4+2H2O實(shí)測(cè)值(％):Cl4.80,5.03；N3.51,3.87；S12.70,13.11計(jì)算值(％):Cl4.70；N3.71；S12.74.實(shí)施例4化學(xué)式為Ⅵ,n=2染料的合成5克化學(xué)式為Ⅵ(n=0)染料溶解在5～10％發(fā)煙硫酸(25毫升)中，溶液在70～80℃加熱4小時(shí)。開(kāi)敞之后，反應(yīng)混合物用水稀釋直至硫酸濃度為60％，然后過(guò)濾。殘留物用鹽酸沖洗直至過(guò)濾物中檢測(cè)不到硫酸根離子，然后干燥得到6.8克化學(xué)式為Ⅵ(n=2)的染料。染料分子式為C28H14N2O8S4+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N3.99,4.23；S18.79,18.95計(jì)算值(％):N4.18,S19.12.同樣，化學(xué)式為Ⅷ,n=0染料(二甲基喹丫酮)的磺化得到化學(xué)式為Ⅷ,n=3的染料。染料分子式為C22H16N2O11S3+3H2O實(shí)測(cè)值(％):N4.35,4.00；S15.11,15.43計(jì)算值(％):N4.41,S15.16.實(shí)施例5化學(xué)式為Ⅶ,n=2染料的合成5克化學(xué)式為Ⅶ(n=0,C.I.70400)染料溶解在20～45％發(fā)煙硫酸(50毫升)中。加入0.03克硫酸汞，溶液加熱至100℃。混合物在95～105℃保持8小時(shí)之后，反應(yīng)混合物用水稀釋直至硫酸濃度為50％并加入25克氯化鈉。懸浮液加熱至75℃并在熱態(tài)下過(guò)濾。殘留物用12％氯化鈉溶液，16％鹽酸和異丙醇沖洗直至過(guò)濾物中檢測(cè)不到硫酸根離子，然后干燥得到6.0克化學(xué)式為Ⅶ(n=2)的染料。染料分子式為C30H12N2O10S4+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N3.89,4.00；S17.34,17.66計(jì)算值(％):N3.88,S17.74.同樣，化學(xué)式為Ⅴ,n=0(C.I.70305)染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅴ,n=4的染料。染料分子式為C36H16O14S6+4H2O實(shí)測(cè)值(％):S20.09,20.33計(jì)算值(％):S20.53.同樣，化學(xué)式為Ⅲ,X=S,n=0(C.I.67100)染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅲ,X=S,n=3的染料。染料分子式為C29H14N2O13S4+3H2O實(shí)測(cè)值(％):N3.46,3.71；S16.70,16.83計(jì)算值(％):N3.59,S16.43.同樣，化學(xué)式為Ⅳ,R=CF3,R’=(c),T=H,n=0(C.I.67000)染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅳ,R=CF3,R’=(c),Y=H,n=3的染料。染料分子式為C43H20F3N3O15S3+3H2O實(shí)測(cè)值(％):N4.07,4.26；S9.69,9.82計(jì)算值(％):N4.10,S9.38.實(shí)施例6化學(xué)式為Ⅷ,n=2染料的合成5克化學(xué)式為Ⅷ(n=0)染料溶解在25％發(fā)煙硫酸(25毫升)中，溶液在45～55℃加熱3小時(shí)。開(kāi)敞之后，反應(yīng)混合物用水稀釋直至硫酸濃度為50％并加入20克氯化鈉。懸浮液加熱至50℃并過(guò)濾。殘留物溶解在水中，用氨中和至pH=5～6，然后加入相同體積的異丙醇。溶液在室溫下保存2～4小時(shí)然后過(guò)濾。殘留物用水-異丙醇混合物(1∶1)沖洗，干燥得到5.4克化學(xué)式為Ⅷ(n=2,M=NH4)的染料。染料分子式為C22H22N4O8S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N9.45,9.89；S11.11,11.43.計(jì)算值(％):N9.82,S11.24.實(shí)施例7化學(xué)式為Ⅸ,R=CH3O染料的合成5克化學(xué)式為Ⅸ(n=0)染料溶解在15～20％發(fā)煙硫酸(50毫升)中，在120～130℃加熱5～7小時(shí)直至得到水溶性的試樣。開(kāi)敞之后，反應(yīng)混合物用水稀釋直至硫酸濃度為50％并過(guò)濾。殘留物首先用17％鹽酸沖洗直至過(guò)濾物中檢測(cè)不到硫酸根離子，然后用異丙醇沖洗。殘留物干燥得到6.3克化學(xué)式為Ⅸ,R=CH3O,M=H,n=2的染料。染料分子式為C30H22N2O14S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N3.65,3.96；S8.76,9.05計(jì)算值(％):N3.81,S8.73.同樣，化學(xué)式為Ⅸ,R=H,n=0染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅸ,R=H,n=2,M=H的染料。染料分子式為C28H18N2O12S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N3.97,4.08；S9.61,9.88計(jì)算值(％):N4.15,S9.50.同樣，化學(xué)式為Ⅸ,R=Cl,n=0染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅸ,R=Cl,n=2,M=H的染料。染料分子式為C28H16Cl2N2O12S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):Cl9.49,9.63；N3.65,3.78；S8.71,8.97計(jì)算值(％):Cl9.54；N3.77；S8.62.同樣，化學(xué)式為Ⅸ,R=CH3,n=0染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅸ,R=CH3,n=2,M=H的染料。染料分子式為C30H22N2O12S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N4.05,4.11；S9.42,9.69計(jì)算值(％):N3.99；S9.13.同樣，化學(xué)式為Ⅹ,R=H,X=O,n=0染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅹ,R=H,X=0,n=2,M=H的染料。染料分子式為C28H17N3O11S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N5.99,6.17；S9.67,9.81計(jì)算值(％):N6.26,S9.55.同樣，化學(xué)式為Ⅹ,R=C2H5O,X=O,n=0染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅹ,R=C2H5O,X=O,n=2,M=H的染料。染料分子式為C30H21N3O12S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N5.49,5.66；S8.90,9.31計(jì)算值(％):N5.87,S8.96.同樣，化學(xué)式為Ⅹ,R=CH3O,X=NH,n=0染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅹ,R=CH3O,X=NH,n=2,M=H的染料。染料分子式為C29H20N4O10S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N7.59,7.80；S9.51,9.67計(jì)算值(％):N8.18；S9.37.同樣，化學(xué)式為Ⅹ,R=Br,X=NH,n=0染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅹ,R=Br,X=NH,n=2,M=H的染料。染料分子式為C28H17BrN4O10S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):Br10.31,10.46；N7.13,7.42；S8.50.8.68計(jì)算值(％):Br10.66；N7.48；S8.55.同樣，化學(xué)式為Ⅹ,R=NHCH3,X=NH,n=0染料的磺化得到化學(xué)式為Ⅹ,R=NHCH3,X=NH,n=2,M=H的染料。染料分子式為C29H22N5O10S2+2H2O實(shí)測(cè)值(％):N10.13,10.23；S9.40,9.58計(jì)算值(％):N10.00；S9.15.權(quán)利要求1．一種液晶顯示器，它包括第一基板和第二基板，每塊基板有內(nèi)外兩個(gè)表面；由疊置在每一基板選擇面上的一種或多種有機(jī)染料的分子組成的偏振涂層，其中涂層由上述一種或多種染料的溶致性液晶溶液形成。2．權(quán)利要求1的液晶顯示器，它包括放置在上述第一基板和第二基板內(nèi)表面之間的液晶層。3．權(quán)利要求1的液晶顯示器，其中上述第一基板和第二基板包括疊置在每一基板內(nèi)表面的電極。4．權(quán)利要求1的液晶顯示器，其中偏振涂層是上述一種或多種有機(jī)染料分子的各向異性吸收層。5．權(quán)利要求1的液晶顯示器，它包括疊置在第二基板之上和疊放在偏振涂層之下的漫反射涂層。6．權(quán)利要求1的液晶顯示器，它包括置于沉積在第二基板上的偏振涂層之上的雙折射層。7．權(quán)利要求6的液晶顯示器，它包括置于沉積在第一基板上的偏振涂層之上的雙折射層。8．權(quán)利要求1的液晶顯示池，它包括一有色圖案層，疊置于第一基板和/或第二基板上的偏振涂層之下。9．權(quán)利要求1的液晶顯示器，其中每一偏振涂層顏色不同。10．權(quán)利要求9的液晶顯示器，其中每一偏振涂層取向成具有不同偏振軸。11．權(quán)利要求1的液晶顯示器，其中每一偏振涂層取向成具有不同偏振軸。12．權(quán)利要求11的液晶顯示器，其中偏振軸線是垂直的。13．權(quán)利要求1的液晶顯示器，其中上述一種或多種有機(jī)染料選自這樣一類分子分子中M是陽(yáng)離子并且具有結(jié)構(gòu)I(n=2,3，或4)，結(jié)構(gòu)Ⅱ(n=2)，結(jié)構(gòu)Ⅲ(n=2或3)，結(jié)構(gòu)Ⅴ(n=2,3，或4)，結(jié)構(gòu)Ⅵ(n=2)，結(jié)構(gòu)Ⅶ(n=2)，結(jié)構(gòu)Ⅷ(n=2或3)，結(jié)構(gòu)Ⅸ(n=2以及R=H,Cl，烷基或烷氧基)，結(jié)構(gòu)Ⅹ(n=2,X=O,NH或CH2以及R=H,Cl,Br，烷氧基或NHR’)，以及結(jié)構(gòu)Ⅳ(n=1,2或3,R=H或CF3,X=H,Br或SO3M以及R’=H,(b)或(c))。14．液晶顯示器的制備方法，它包括以下步驟將包括一種或多種有機(jī)染料的溶致性液晶溶液涂敷到基板的選擇的表面上；在上述溶致性液晶層上施加力，其中該力導(dǎo)致溶致性液晶層的染料分子具有優(yōu)選的取向；以及固化上述的溶致性液晶溶液，其中偏振層形成在上述所選的表面上。全文摘要液晶顯示器有第一基板(1)和第二基板(2),和放在基板(1)和基板(2)之間的液晶層。具有一種或多種能夠形成溶致性液晶相的有機(jī)染料分子的偏振涂層(8)或(9)是疊置在基板(1)和基板(2)的選擇面上形成的。當(dāng)在液晶相時(shí)在染料上施加作用力可以得到取向的偏振涂層(8)或(9),隨后將液晶相轉(zhuǎn)化成固態(tài)薄膜。文檔編號(hào)G02F1/1335GK1218557SQ97194639公開(kāi)日1999年6月2日申請(qǐng)日期1997年4月15日優(yōu)先權(quán)日1996年4月15日發(fā)明者I·G·卡漢,Y·A·伯布羅夫,V·A·拜科夫,L·Y·伊格納托夫,P·I·卡澤里夫申請(qǐng)人:奧普蒂瓦公司