JPH0375616A - 液晶表示装置 - 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） 本発明は液晶表示装置に関するものであり、詳細にはレ
ーザー光を用いた熱書き込み型液晶ライトバルブでメモ
リー効果を持つ液晶表示装置の構成に関するものである
。

（従来の技術） 従来より、液晶セルに対して、画像に基づく信号により
変調されたレーザー光を照射し、光学画像を書き込むレ
ーザー書き込み型液晶ライトバルブが提案されている。

この種の液晶ライトバルブでは、液晶を加熱、急冷する
ことによりランダムな液晶分子の配向状態が凍結され、
光を散乱する現象が生ずる。この散乱部分とその他の配
向した部分の透過率の差により画像が形成される。更に
液晶セルへの熱と電界の印加により、液晶分子を強制的
に配向させ書き込まれた画像を消去することも可能であ
る。これらの書き込まれた画像は投写光によりスクリー
ン等に投影され使用される。

第２図は従来の熱書き込み液晶表示装置（液晶ライトバ
ルブ）の断面図を示す。

液晶セル基板１１の内面には、透明電極１２、光吸収膜
１３、液晶配向膜１４が順次設けられ、２枚の基板とス
ペーサー１５による間隙に液晶１６が介在している。こ
の液晶表示装置では液晶セルに向って照射された、レー
ザー光１７は、光吸収膜で吸収され、熱に変換される。

この熱を液晶層に伝えることにより、液晶にスメクチッ
ク相−ネマチック相−液相の相変化が生ずる。

熱エネルギーにより液晶分子を液相のランダムな状態と
し、そこから−挙にスメクチック相まで急冷することに
よってその状態を凍結する。これにより光学像のメモリ
ー、つまり書き込みがなされるのである。

この様なレーザー光を用いた熱書き込み方式においては
、書き込み時にレーザー光のエネルギーを効率良く熱に
変換し液晶に伝達することが極めて重要である。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の技術による液晶表示装置では、レーザー
光で画像書込みを行なった場合、第３図に示すとおり、
散乱層は、液晶層の半分程度までしか形成されず、充分
高いコントラスト及び高解像度は得られない欠点を有し
た。

これは、■吸収膜上で変換された熱が液晶層全体に拡散
され難いこと、■吸収膜基板、透明電極等への熱拡散が
大きく、液晶層の深さ方向への熱拡散が生じ難い等の問
題に起因するものである。

実際は、解像度を向上させるために細いラインを描くと
、液晶層深度方向全体に散乱層が形成されない状況とな
り、一方、液晶層全体に散乱層を形成しコントラストを
上げようとすると、熱が光吸収膜を中心に拡散し、細い
ラインが描けない状況となる。

この様な液晶表示装置において、その表示コントラスト
を上げるためには、光学的散乱層の形成される深さがで
きるだけ深いことが望まれるが、前述の様に光吸収膜を
利用した液晶表示装置は、熱拡散の影響により、コント
ラストの向上と解像度の向上を計り難いのが現状である
。

本発明は上記の点を解決しようとするもので、その目的
は、高い解像度で高速の書き込みができ、書き込みパワ
ーを低減でき、更に描画部分のコントラストの向上した
画像を得ることができる液晶表示装置を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、液晶セルに充填された液晶性化合物にレーザ
ー光を照射して書き込みを行なう液晶表示素子において
、液晶性化合物に添加する色素としてレーザー光吸収色
素と少なくとも一種の可視波長を吸収する二色性色素を
使用することを特徴とする液晶表示装置である。

すなわち、本発明においては、液晶内部に書き込みレー
ザー光を吸収し、その光エネルギーを熱に変換できる物
質を混入せしめ、液晶層内部に直接的に熱を発生させ、
液晶層内部までの散乱部分形成を可能とし、更に二色性
色素を混入することにより、フォーカルコニック配同時
二色性色素はランダムな方向を向き、光線透過率を低下
させる。また、本二色性色素は、液晶がホメオトロピッ
ク配向時には液晶分子にならい同配向するもので透明状
態の透過率への影響は少なく、散乱状態の透過率に対し
大きな影響を与えるものであり、液晶セルに描画した際
の散乱部分を配向部分の透過率の差を広げコントラスト
を改善するものである。

次に図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の液晶表示装置の断面図を示すものであ
る。

液晶セル基板３１には、ＩＴＯ透明電極３２、ＳｉＯｘ
ブロッキング層３３、液晶配向層３４（ＯＤＳ−Ｅ、チ
ッソ社製）が順次形成されており、スペーサ３５と２つ
の対向する液晶セル基板３１．３１とで形成された間隙
に液晶３６とレーザー光吸収色素３７と二色性色素３８
の混合物が介在されている。

ここで液晶としては、スメクティック液晶等が挙げられ
るが、シアノビフェニル系の液晶が一般的に用いられる
。

半導体レーザー光吸収色素としては、スクアリリウム系
の公知色素、例えば吸収波長７８０ｎｍのＮＫ２７７２
　（日本感光色素研究所）が半導体レーザー用として使
用可能であるほか、６２６４（日本感光色素研究所）が
Ｈｅ−Ｎｅレーザー光吸収用として、Ｇ４７７　（日本
感光色素研究所）がＹＡＧレーザー光吸収用色素として
、使用可能である。

二色性色素３８としではゲストホストタイプのものが望
ましく１例えば、ＢＤＨ社製のＤ２．０１６、Ｄ２７、
Ｄ３７、Ｄ４３、Ｄ５２、Ｄ７７等の１種又は２種以上
の混合物が使用可能である。

更に液晶セルは相転移温度よりわずかに低い温度に保持
され、少ない書き込みエネルギーで動作できるようにな
っている。

ここで、液晶セルに入射したレーザー光３９のエネルギ
ーは、レーザー光吸収色素３７に吸収され、熱エネルギ
ーへと変換される。スメクチック液晶は、液相まて昇温
された後急冷され、散乱状態を形成する。

この時、ゲストホストタイプで液晶内に混入していた二
色性色素３８も、液晶と共に散乱状態となり、可視光を
吸収する。ここで二色性色素は、所望の可視光を吸収さ
せる様に選定することができる。

レーザー吸収色素は、液晶材料中に混合され。

液晶層内でレーザー光を吸収し発熱するため、第３図の
状態ではなく、液晶Ｎ深度方向に効率的に散乱核が築か
れるが、描画された部分の光線透過率に関しては、散乱
核のみによるものより可視投写光を、効率的に吸収する
色素が混入された方式によるものがコントラストの向上
に極めて有利であることが知られている。

上記の経過で書き込みが進行するが更に、書き込まれた
画像は、液晶を挟む２枚の透明電極３２に電圧（３０〜
１００Ｖ）を印加することで消去が可能であり、低電圧
（１０〜３０ｖ）を印加しつつ散乱状態の部分に再度レ
ーザー光を照射し、液相まて昇温させることにより、他
の部分を消去せずにレーザー光照射部分のみを消去する
ことが可能である。

また、この液晶セルに書き込まれた画像の読み出しは、
可視光を照射し散乱部分と他の部分の光線透過率差を利
用することにより実現される。

（作用） 本発明の液晶表示装置においては、液晶性化合物中にレ
ーザー光吸収色素が混合されていることにより、レーザ
ー光のエネルギーは液晶層内部で熱エネルギーに変換さ
れるため、効率的に液晶層深さ方向全体に相転移を生じ
させることができ、高い解像度で高速の書き込みが可能
となる、また、液晶性化合物中に添加されている二色性
色素は可視域に光学的吸収を有するので、散乱部分、す
なわち書き込まれた部分のコントラストを向上させるこ
とが可能となる。

（実施例） 次に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例１ 上記液晶セル第１図において、下表に使用した材料等を
示す。

レーザー　　　　　半導体レーザ−７８０ｍ１！１１５
ｍｍレーザー光吸収色素　　ＮＫ２７７２ ガラス基板にはＩＴＯ膜とＳ　ｉ　Ｏｚブロッキング膜
が設けられ、更に液晶セル全体は相転移温度よりわずか
に低い５１．２℃に設定されている。

これは少ない書き込パワーでも動作するように計られて
おり書き込みの高速化に大きな影響を与えるものである
。動作は、前述したことからも明らかな様に本発明によ
れば、レーザー発振波長域付近で極大値をとる光学吸収
特性を有する色素が液晶に混合されていることにより、
レーザー光のエネルギーは、液晶層内部で熱エネルギー
に変換されるため効率的に液晶層深さ方向全体に相転移
を生じさせることが可能となる。一方、本発明において
、液晶に添加されている二色性色素は可視域に光学的吸
収を有するので本液晶セルが投写光によって拡大投影さ
れた際に、散乱部分すなわち、書き込まれた部分のコン
トラストを向上させることになる。投影コントラスト比
較の結果、従来のセルでは３．５しか得られなかったが
本発明によれば１０以上のコントラストを実現すること
が可能となった。

（発明の効果） 以上量したように、本発明の液晶表示装置おいては、液
晶内にレーザー光吸収色素を添加することにより高解像
でかつ書き込みパワーを低減することが出来、高速な書
き込みを実現できる。

更に、二色性色素を添加することにより、描画部分のコ
ントラストを向上させることが可能となる。

これは、液晶ライトバルブの性能上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液晶表示装置の断面図、第２図は
従来の液晶表示装置の断面図、第３図は同・画像書き込
み時の液晶の配向状態を示す断面図である。 尚図中１１は液晶セル基板、１２は透明電極、１３は光
吸収膜、１４は液晶配向膜、１５はスペサー、１６は液
晶、１７はレーザー光、１８は液晶分子、３１は液晶セ
ル基板、３２はＩＴＯ透明電極、３３はＳｉ○２ブロッ
キング層、３４は液晶配向膜、３５はスペーサー、３６
は液晶、３７はレーザー吸収色素、３８は二色性色素、
３９はレーザー光である。 第 図 手　　続　　補　　正　　書 平成　２年 ５月１５日 ６ 第３図 ８ 事件の表示 特願平１−２１２８０８号 発明の名称 液晶表示装置 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都板橋区前野町２丁口３６番９号〒１７４電
話０３−９６０−５１６２ ９、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 、補正の内容 明細書の「発明の詳細な説明」の欄中、第９頁第１５行
目の ｒ７８０ｍｍ　　１５ｍｍＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液晶セルに充填された液晶性化合物にレーザー光を照射
   して書き込みを行なう液晶表示素子において、液晶性化
   合物に添加する色素としてレーザー光吸収色素と少なく
   とも一種の可視波長を吸収する二色性色素を使用するこ
   とを特徴とする液晶表示装置。