JPH01142713A - 液晶表示体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は物質の電気光学効果を利用して構成した透過型
、反射型の表示体に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から電気光学効果を利用した表示体とじて液晶表示
体が知られており、産業上の利用価値も高り、デイスプ
レィ、光シヤツター、などに幅広く使用されている。

従来の液晶表示体の基本構成は、電極を存する基板を相
対させて、スペーサーで保持し、いわゆる液晶セルを形
成していた。また、電圧印加前のセル内での液晶配向制
御は、液晶の接する基板表面を物理的または化学的修飾
することによってなされていた。物理的または化学的修
飾には、基板表面に配向膜を形成したのち、その表面を
ラビングする方法、あるいは斜方ｉｔ法、グレーティン
グ法などがよく知られ、水平配向、垂直配向、プレティ
ルト角の制御に用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の液晶表示体はセルを用いている為、基板の形状に
表示部の形状が制限され、曲面あるいは、任意の形状の
表示部を得ることは、技術面、コスト面で難かしかった
。さらに表示部面積を太き（する為にセルを大型化した
場合、基板間が強度的に弱い液晶で清されているので、
基板に圧力、がかかると、電ｔｉ間距離が変化し、表示
特性に支障が生じるという欠点を有している。

また、電圧を印加する前の配向制御も、配向方向を自由
に選択して得ることが難しく、工程上も配向制御が含ま
れ、生産性に問題があった。

本発明は上記に示した欠点を克服するもので、液晶を利
用した表示体の形状及び、液晶の電圧印加前の配向方向
を自由に選択でき、かつ、強度、生産性に優れた液晶表
示体を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は電圧印加により駆動する液晶表示体において、
相対する電極間に存在する表示部が、液晶または、二色
性染料を添加した液晶を必須成分として含む材料を封入
したマイクロカプセルと、粉末伏強誘電体および／また
はマイクロカプセルに封入された強誘電性液晶と、それ
らをとり囲む誘電体からなることを特徴とする。

本発明による液晶表示体の基本構造を第１図に１例とし
て示す、電極１にはさまれた領域に液晶を封入したマイ
クロカプセル２と、粉末伏強透電体および／またはマイ
クロカプセルに封入された強誘電性液晶３が、任意の密
度で媒質である誘電体４に分布している。

電極は透明ｆｆｉ極であるＳｎｏｗ　、ｒｎｔ　Ｏｓ　
ｒＺ　ｎ　Ｏ，Ｃｄ　Ｏ，単体、ＩＴＯ膜あるいはｓｂ
などのドーパントを加えたものなどが使用でき、反射型
の表示体の場合Ａｇ、Ａρ、Ａｕ等の電極を一方に用い
る事も可能である。これらの電極は、スパッタ法、真空
蒸着法、ＣＶＤ法などを用いて曲面に形成することも可
能である。

液晶のマイクロカプセル化はすでに行なわれており、コ
アサルベーション法、界面重合法などを主に用いている
。カプセル粒径は容色濃度、媒質への分散性、カプセル
内で液晶分子が自由に運動できる大きさを考慮し、任意
に決めることができる。

強誘電体としては、液晶表示体の使用温度範囲で、強誘
電相を示すものが望ましく、使用温度により自由に材料
を選択することが可能である。さらに自発分極の大きさ
も、液晶の配向を十分制御できるだけの局所電場を生み
だす大きさを選択する。また、自発分極の生じた結晶は
ドメイン構造を任している為、宵効な局所電場を得る様
、モノドメイン構造を存する程度まで微粉末とすること
が望ましい。強誘電体としては、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉＯｓ、
ＫＮｂＯｌ　、などのペロブスカイト構造を存するもの
、またはＮ　ａ　Ｎ　Ｏｓなど強誘電相が使用温度範囲
をカバーしているものを選ぶ。

本発明では、マイクロカプセルに封入された液晶と強誘
電体とを誘電体によって固定する。ここで使用する誘電
体は熱、光、化学反応などによって液相から固相へ硬化
するものを用いる。

誘電体が液相の状態で、たとえばマイクロカプセル化し
た液晶と微粉末強誘電体を液相中に分散し、任意の配向
方向に電圧を印加しながら（いわゆるポーリング）液相
から同相へ硬化させる。このとき強誘電体は配向方向へ
ポーリングされたまま誘電体中に固定されることが必要
である。この場合、誘電体の液相中で微粉末強誘電体が
自由に回転することが必要で、液相の粘度等を考慮し、
強誘電体の粉末粒径を選択することが必要である。印加
する電圧は、粉末粒子がドメイン構造を残している可能
性も考慮し、使用する強誘電体の抗電場以上印加するこ
とが望ましい。

誘電体の形成方法としては、熱硬化性あるいは光硬化性
樹脂を用いる方法、モノマーからポリマーを重合して得
る方法などが考えられる。もちろん誘電体として強誘電
体を用いても差しつかえない。

誘電体中での、液晶の封入されたマイクロカプセルと強
誘電体の濃度及び比率は、それぞれ使用する材料の誘電
率、自発分極の大きさ、配向に必要な電場の強さを考慮
して最適の値を選ぶ。

上記に示した方法で表示部を形成すれば、硬化前の液を
デイツプ法、スピンナー法等で塗布することが可能であ
り、平面だけでなく曲面に対しても表示部を形成できる
。相対する電極にはさまれた表示部は、偏光板、反射板
、１／４波長板などと組み合わせることが可能であり、
今まで使用されてきたセル方式と全く同様に使用できる
。

外界と接する電極を保護する意味で保護膜を形成しても
よいし、Ｍ極を支持する基板を薄くすれば今まで考えら
れなかった超薄型の表示体も可能である。

光学的には、表示部に存在する物質量の屈折率を近づけ
ることにより、マイクロカプセル等による光散乱を防ぐ
ことができ、透過特性の良好な表示体が得られる。

また、表示部をある一方向に電圧を印加して形成した後
、２届目の表示部を別方向に電圧を印加して形成するこ
とにより、配向方向の異なる２層を持つ表示体の形成、
さらには多層構造も容易に実現できる。

〔作用〕

表示部中の強誘電体は、液相から固相へと硬化した誘電
体により強制的に任意の配向方向に自発分極を配向され
、固定されている。この強誘電体が生む局所電場に従っ
て、液晶は配向している。

次に、Ｍｓ電極間電圧を印加すると、電極間に電場が発
生し、それに従って液晶は配向する。液晶の配向方向は
、ｖｔｆｍ率異方性の正負によって決まる。この時の配
向に要する電圧は、電場として、強誘電体の抗電場より
小さく、液晶の配向に要する電場より大きな電場を生み
だすように選択すれば効率的である。

再度、電圧を解除すれば、液晶は、強誘電体の形成する
局所電場に従って配向する。

第２図（ａ）に電圧印加時、第２図（ｂ）に解除時の液
晶の配向の様子を拡大して示す。液晶の配向方向を破線
の矢印１、強誘電体の自発分極方向を実線の矢印２で示
した。図２では電圧印加前の強制配向方向を［［と平行
にしている。

このようにして液晶の配向制御を表示体内部の強誘電体
による電場と、ｆｆｆ極間に印加する外部電圧によって
制御することにより、電気信号に応じて自由な制御が可
能である。

以下、本発明の液晶表示体について実施例を挙げて説明
するが、本発明はこれらに限るものではない。

〔実施例〕

ゲストホスト型液晶としてメルク社製ＺＬＩ−２５８１
／１　５０ｗｔ％　ＺＬＩ２１１ｆ３−０００５０ｗｔ
％のミクスチャーを使用し、コンブレックス−コアセル
ベーン９ンを利用しテ、［＆をマイクロカプセル化した
。マイクロカプセルの粒径は１０ｇ程度であった。次に
粉末強誘電体として粒径０．０４ｇｍ　〜０．０８μｍ
のＢａＴｉＯ３粉末を用意し、エタノールに分散させた
。

（エタノールに対し固形分として３０ｗｔ％とした。）
このＢ　ａＴ　ｉ　Ｏｊ分散液４００ｇ、７グリシドキ
シプロビルトリメトキシシランの部分加水分解物３００
ｇ、フローコントロール剤０．２ｇ（日本ユニカー（株
）製″Ｌ−７６０４”）及び０．０５Ｎ酢酸水溶液８６
ｇを、エタノール２００ｇに加え、さらにマイクロカプ
セル化した液晶を３０ｇ加えて、室温で２時間撹拌を行
なった。

上記に示した液をコート液とし、コート液の粘度が３Ｑ
ｃｐｓになるまで予備縮合させた。

予めＩＴＯ膜と引き出し電極を取り付けた透明ガラス基
板上に上記で用意したコート液をデイプピッグ法により
引き上げ速度２０ｃｍ／ｍｉｎで塗布した。次に熱風乾
燥炉中で基板と平行方向に直流電場１０ＫＶ／ｃｍを印
加しながら８０°Ｃ３０分間、１３０°Ｃで２時間加熱
硬化させた。

その後、硬化したコート膜上に透明ｆｆｉ極としてＩＴ
Ｏ膜をスバッタリ／グ法で形成し、引き出し電極を取り
付けて液晶表示体サンプルとした。

表示体サンプルを８０Ｈｚ　　ＩＯＶのスタティック駆
動で作動させたところ、透過率が電圧ＯＦＦ時で１５％
、ＯＮ時で５０％となった。

〔発明の効果〕

表示体の表示部をセル方式から誘電体を媒質とする膜と
したことにより、形状が任意に選択でき、平面だけでな
く曲面に対しても表示体の形成が可能となった。さらに
、液晶をマイクロカプセルにより微小領域に分割したこ
とにより、表示体形成後、表示体の切断が可能であり、
セルを設計することなく生産が可能である。

また、配向制御に強誘電体を用いて配向方向の自由度を
持たせたことにより、従来のラビング法などと比較して
、而単に希望の配向方向を得ることが可能となった。さ
らには、電極間に存在する誘電体に強度を持たせれば、
大面積であってもスペーサーを使用するセル状の表示体
と比べ、表示部の強度に分布がない−様な強度を持った
表示体が形成可能である。

応用分野としては、通常の表示パネル、光シャッター等
今までセル方式によって応用された分野はもちろん、光
学レンズ表面など曲面に形成可能なことから、電子サン
グラスなど全く新しい応用の道が開ける。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶表示体の断面図。 １・・・電極 ２・・・液晶を封入したマイクロカプセル３・・・粉末
状強誘電体および／またはマイクロカプセルに封入され
た強誘電性液晶 ４・・・誘電体 第２図（ａ）は本発明による液晶表示体に電場を印加し
ていない状態を示す図。 ｍ２ｆｆｌ　（ｂ）は本発明による液晶表示体にＮ場を
印加した状態を示す図。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電圧印加により駆動する液晶表示体において、相対する
   電極間に存在する表示部が、液晶または二色性染料を添
   加した液晶を必須成分として含む材料を封入したマイク
   ロカプセルと、粉末状強誘電体および／またはマイクロ
   カプセルに封入された強誘電性液晶と、それらをとり囲
   む誘電体からなることを特徴とする液晶表示体。