JP2000075269A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2000075269A
JP2000075269A JP24362298A JP24362298A JP2000075269A JP 2000075269 A JP2000075269 A JP 2000075269A JP 24362298 A JP24362298 A JP 24362298A JP 24362298 A JP24362298 A JP 24362298A JP 2000075269 A JP2000075269 A JP 2000075269A
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JP
Japan
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liquid crystal
liq
crystal
nonionic surfactant
electric field
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JP24362298A
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Inventor
Shiro Konishi
史郎 小西
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 明るさとコントラストのバランスを保ちなが
ら、汎用駆動回路を使用できるように1V/μm以下に
まで駆動電界を低減して、実用的な低電圧駆動が可能な
液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 ネマテック液晶が水溶性ポリマ媒体中に
分散された複合材料を、2枚の透明電極付基板で挟持し
た構造の液晶表示装置において、上記複合材料に、非イ
オン系界面活性剤と高分子液晶とを加える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特にポリマ分散型液晶を利用する液晶表示装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶ディスプレイ(LCD)は、
低電圧、低電力駆動等の利点から、様々なディスプレイ
機器に搭載されている。
【0003】現在、LCDは、主としてネマテック液晶
が用いられており、このうち、直接駆動方式の比較的安
価な捩れネマテック(TN)型及び超捩れネマテック
(STN)型と、アクティブマトリックス方式の高価な
薄膜トランジスタ(TFT)型が広く実用されている。
【0004】しかし、これらTN型、STN型、及びT
FT型のLCDは、液晶を透明電極付基板で挟持した素
子を更に偏光板で挟み、その偏光板を介して光を透過さ
せるため、光の利用効率が小さく、表示が暗くなってし
まうのでバックライトが必要である。このため、ディス
プレイが厚く、重く、加えて消費電力が大きくなり、携
帯型や反射型ディスプレイには不適である。
【0005】一方、ネマテック液晶を用いた他のLCD
としては、ポリマ分散型液晶(PDLC)を用いた表示
素子が知られている。
【0006】このPDLCを用いた表示素子は、偏光板
を用いずに光の散乱を主に利用するので、光の利用効率
が高く、表示が明るいのでバックライトを必要としな
い。このため、上記の問題点を解決できる可能性を有し
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PDL
Cの幅広い実用化を進める上で最大の技術的な課題の一
つに駆動電界の低減があるが、現状のPDLCを用いた
表示素子では、この駆動電界の大きさE90(E90=V90
/膜厚 V90は最大光透過率の90%を与える駆動電圧
値。)が2.5〜5V/μm程度あり、液晶表示素子の
汎用の駆動回路は5V駆動であるので、この駆動回路を
使用するには実用性が低かった。
【0008】そこで、本発明の目的は、明るさとコント
ラストのバランスを保ちながら、汎用駆動回路を使用で
きるように1V/μm以下にまで駆動電界を低減して、
実用的な低電圧駆動が可能な液晶表示装置を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、ネマテック液晶が水溶性ポリマ媒
体中に分散された複合材料を、2枚の透明電極付基板で
挟持した構造の液晶表示装置において、上記複合材料
に、非イオン系界面活性剤と高分子液晶とを添加したも
のである。
【0010】請求項2の発明は、上記高分子液晶は側鎖
型高分子液晶である。
【0011】請求項3の発明は、上記高分子液晶の添加
量は、ネマテック液晶に対して2〜8wt%であるもの
である。
【0012】すなわち、本発明の要点は、水溶性ポリマ
マトリックス中にネマテック液晶の小滴を分散させたP
DLC材料において、ネマテック液晶と水溶性ポリマ
に、さらに非イオン系界面活性剤と高分子液晶の両方を
添加することにより、低電圧駆動が可能な液晶表示素子
を提供することにある。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好適実施の形態を
詳述する。
【0014】従来のPDLC素子の駆動電界E90(E90
=V90/膜厚 V90は最大光透過率の90%を与える駆
動電圧値。)は、2.5〜5V/μmである。
【0015】本発明者は、種々検討した結果、水溶性ポ
リママトリックス中にネマテック液晶の小滴を分散させ
たPDLC材料に、ある種の非イオン系界面活性剤を加
えると、駆動電界E90が1.5V/μm程度に低下する
ことを見いだした。
【0016】さらに、非イオン系界面活性剤に加えて側
鎖型高分子液晶も添加すると、駆動電界E90が1V/μ
m以下にまで低下するのを見いだした。
【0017】この駆動電界E90の1V/μm以下までの
低下は、非イオン系界面活性剤と側鎖型高分子液晶との
協同効果(それぞれ単独では効果を示さないが、一緒に
なると現れるようになる効果。)によると考えられる。
【0018】本発明において、適用できる液晶は、特に
限定されないが、アゾキシ系化合物、ビフェニル系化合
物、アゾメチン化合物、ピリミジン系化合物、安息香酸
エステル系化合物、ジオキサン系化合物、フェニルシク
ロヘキサン系化合物、シクロヘキシルカルボン酸エステ
ル系化合物、シアノビフェニル系化合物等である。
【0019】また、本発明に適用できる水溶性ポリマ
は、特に限定されないが、メチルセルロース、ポリビニ
ルアルコール、ポリオキシエチレン、ポリビニルブチラ
ール等である。
【0020】更に、本発明に適用できる非イオン系界面
活性剤は、特に限定されないが、ソルビタン脂肪酸エス
テル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリオ
キエチレンアルキルエーテル類、ポリオキしエチレンア
ルキルフェニルエーテル類、フルオロアルキルエチレン
オキシド類等である。
【0021】但し、非イオン系界面活性剤の総添加量
は、液晶に対して1〜10wt%が望ましく、この範囲
を超えると有効性が大幅に減少する。
【0022】また、本発明に適用できる側鎖型高分子液
晶は、特に限定されないが、ポリシロキサン型、ポリア
クリル型、ポリメタアクリル型等である。
【0023】但し、側鎖型高分子液晶の総添加量は、液
晶に対して2〜8wt%が望ましく、この範囲を超える
と有効性が大幅に減少する。
【0024】また、ネマテック液晶は、二色性色素やそ
れ以外の添加剤を含んでいても良い。
【0025】
【実施例】以下、本発明の実施例と比較例を説明する。
【0026】実施例1 液晶として、メルク社製のBL003を選び、これに三
井東圧社製の赤色二色性色素M−86(アントラキノン
系)を4%溶解させた。この液5gをポリビニルアルコ
ール(405、クラレ社)の10%水溶液10gに混合
し、更に非イオン系界面活性剤としてソルビタンモノオ
レエート(SPO−10、花王社)を4%、高分子液晶
としてLCP93(メルク社)を4%添加した後、ホモ
ジナイザを用いて回転数12000rpmで撹拌し、エ
マルジョンを調製した。これをITO電極付ガラス基板
上にアプリケータを用いて塗布した後、対向基板を張り
合わせて素子を作製した。
【0027】実施例2 液晶として、ロディック社製のRO−TN−403を選
び、これに三井東圧社製の青色二色性色素M−137を
3%溶解させた。この液5gをポリビニルアルコール
(405、クラレ社)の10%水溶液10gに混合し、
更に非イオン系界面活性剤として、フルオロアルキルポ
リオキシエチレン(DS−406、ダイキン社)を5
%、高分子液晶としてLC83(メルク社)を5%添加
した後、ホモジナイザを用いて回転数12000rpm
で撹拌し、エマルジョンを調製した。その後、実施例1
と同様にして素子を作製した。
【0028】実施例3 液晶として、ロディック社製のRO−TN−403を選
び、これに三井東圧社製の青色二色性色素SI−497
を4%溶解させた。この液5gをポリビニルアルコール
(205、クラレ社)の10%水溶液10gに混合し、
更に非イオン系界面活性剤としてフルオロアルキルポリ
オキシエチレン(DS−406、ダイキン社)を5%、
高分子液晶としてLCP105(メルク社)を5%添加
した後、ホモジナイザを用いて回転数1000rpmで
撹拌し、エマルジョンを調製した。その後、実施例1と
同様にして素子を作製した。
【0029】比較例1 液晶として、メルク社製のBL003を選び、これに三
井東圧社製の赤色二色性色素M−86(アントラキノン
系)を4%溶解させた。この液5gをポリビニルアルコ
ール(405、クラレ社)の10%水溶液10gに混合
し、更に非イオン系界面活性剤としてソルビタンモノオ
レエート(SPO−10、花王社)を4%添加した後、
ホモジナイザを用いて回転数12000rpmで撹拌
し、エマルジョンを調製した。その後、実施例1と同様
にして素子を作製した。
【0030】比較例2 液晶として、ロディック社製のRO−TN−403を選
び、これに三井東圧社製の青色二色性色素M−137を
3%溶解させた。この液5gをポリビニルアルコール
(405、クラレ社)の10%水溶液10gに混合し、
更に非イオン系界面活性剤として、フルオロアルキルポ
リオキシエチレン(DS−406、ダイキン社)を5%
添加した後、ホモジナイザを用いて回転数12000r
pmで撹拌し、エマルジョンを調製した。その後、実施
例1と同様にして素子を作製した。
【0031】比較例3 液晶として、ロディック社製のRO−TN−403を選
び、これに三井東圧社製の青色二色性色素SI−497
を4%溶解させた。この液5gをポリビニルアルコール
(205、クラレ社)の10%水溶液10gに混合し、
更に非イオン系界面活性剤としてフルオロアルキルポリ
オキシエチレン(DS−406、ダイキン社)を5%添
加した後、ホモジナイザを用いて回転数1000rpm
で撹拌し、エマルジョンを調製した。その後、実施例1
と同様にして素子を作製した。
【0032】上述した実施例1、実施例2、及び実施例
3は、非イオン系界面活性剤と、上述したポリシロキサ
ン型、ポリアクリル型、ポリメタアクリル型の側鎖型高
分子液晶の組合せを変えて、液晶表示装置を作製したも
のである。
【0033】比較例1は、実施例1において非イオン系
界面活性剤は添加したが、側鎖型高分子液晶を添加しな
かったものであり、比較例2は、同様に、実施例2にお
いて非イオン系界面活性剤は添加したが、側鎖型高分子
液晶を添加しなかったものであり、さらに比較例3は、
実施例3において非イオン系界面活性剤は添加したが、
側鎖型高分子液晶を添加しなかったものである。
【0034】これら実施例1〜3と比較例1〜3につい
て、分光光度計を用いて透過率(555nm)の電圧依
存性を測定した。尚、測定周波数は1000Hzとし
た。
【0035】この測定結果を表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】表1から、実施例1と比較例1を比較する
と、実施例1の駆動電界E90は、比較例1の駆動電界E
90よりも0.8V/μm低い値を示している。
【0038】実施例2と比較例2を比較すると、実施例
2の駆動電界E90は、比較例2の駆動電界E90よりも
0.7V/μm低い値を示している。
【0039】実施例3と比較例3を比較すると、実施例
3の駆動電界E90は、比較例3の駆動電界E90よりも
0.8V/μm低い値を示している。
【0040】以上のことから、ネマテック液晶が水溶性
ポリマ媒体中に分散された複合材料に、非イオン系界面
活性剤を添加することにより、駆動電界が低下し、さら
に高分子液晶を添加することにより、駆動電界が1.0
V/μm以下となることが分かる。
【0041】また、実施例1〜3の液晶表示装置に電圧
を印加して、明るさとコントラストを調べた結果、良好
なバランスが得られることが確認できた。
【0042】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、明るさと
コントラストのバランスを保ちながら、駆動電界を1V
/μm以下にまで低減できる。
【0043】これにより、駆動電界の低いPDLC材料
を実現でき、汎用の駆動回路で動作できる低価格な液晶
表示装置を提供できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ネマテック液晶が水溶性ポリマ媒体中に
    分散された複合材料を、2枚の透明電極付基板で挟持し
    た構造の液晶表示装置において、上記複合材料に、非イ
    オン系界面活性剤と高分子液晶とを添加したことを特徴
    とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 高分子液晶は側鎖型高分子液晶である請
    求項1記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 高分子液晶の添加量は、ネマテック液晶
    に対して2〜8wt%である請求項1記載の液晶表示装
    置。
JP24362298A 1998-08-28 1998-08-28 液晶表示装置 Pending JP2000075269A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100358082C (zh) * 2002-11-01 2007-12-26 优志旺电机株式会社 放电灯

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100358082C (zh) * 2002-11-01 2007-12-26 优志旺电机株式会社 放电灯

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