JPH04143723A - 液晶ディスプレイ - 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、パーソナルコンピューター、ウォッチ、電卓
等に用いられている液晶表示体のカラー化技術に関して
いる。

［従来の技術］ 現在、パーソナルコンピューター、ウォッチ、電卓等に
用いられている液晶は、Ｔ　Ｎ　（ｔｗｉｓｔｅｄｎｅ
ｍａｔｉｃｌ液晶とＳ　Ｔ　Ｎ　（、ｑｕｐｅｒ　ｔｗ
ｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃ）液晶であり、光の遮断、
透過の制御のため偏光板を用いている。

この偏光板は、光の偏光方向をそろえるために用いられ
ており、入射光の半分以上を遮断してしまうため表示が
暗くなるという欠点があった。

近年、この欠点を解決する材料として、偏光板を用いる
ことな（光の散乱と透過を電圧で制御する高分子分散液
晶が開発された。

本発明はこの高分子分散液晶を用いた表示体のカラー化
技術に関している。

従来、液晶表示体のカラー化方式は大きく分けて２種類
あり、それはモノカラ一方式とマルチカラ一方式であっ
た。

モノカラ一方式には、ゲストホスト方式、カラー偏光板
方式等があり、マルチカラ一方式にはカラーフィルタ一
方式等がある。

ゲストホスト方式では、液晶材料の中に２色性色素を液
晶に溶解させたものであり、ホスト液晶分子の配向方向
にゲスト色素分子が配向し、その配向方向に対して平行
及び垂直に偏光した光に対する色素の吸光度の差により
カラー表示を行う方式である。

カラー偏光板方式は、偏光板に二色性色素を含浸させ構
成されており、ゲストホスト方式と同様オン、オフのど
ちらか一方の状態の時液晶表示体は着色され、他方の状
態では光は着色せず白色光として透過する方式である。

又、偏光板、あるいは液晶パネル自体の表示部の一部あ
るいは全部を印刷等の手段で着色しておく方法もあり、
これはマルチカラ一方式のカラーフィルタ一方式の１例
と見ることもできる。以上モノカラ一方式の従来例につ
いて述べたが、次にマルチ方法のカラーフィルターにつ
いて述べる。

カラーフィルターは、−ＩＩにフォトリソプロセスを用
いて以下のように製造される。

１、透明基板上に顔料を分散したＴＪ、　Ｖ、硬化性樹
脂を、スピンナー、あるいはロールコータ−あるいは、
フレキソ印刷等の印刷法を用いて全面均一にコーティン
グする。

２、これを所定のパターンを持ったＵ、Ｖ、Ｑ光マスク
を用いて露光・硬化させ、不要部分を現像により取り除
（。

３、一般にカラーフィルターは、Ｒ，Ｇ、Ｂ　　の３色
により形成されており、この場合は、１２　のプロセス
を更に２回くり返し、所定のパターンを持ったカラーフ
ィルターを形成する。

４　カラーフィルター上に透明電極をスパッタ、蒸着、
ＣＶＤ等を用いて成膜し、フォトリソプロセスを用いて
所定のパターンに形成する。

透明電極としてはＩ　Ｔ　Ｏ（ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　
Ｑｘｉｄｅ）、酸化スズ（ＳｎＯｚ）、酸化スズにアン
チモンをドープしたもの等がある。

以上のプロセスで作られたカラーフィルターを一方の基
板として、所定の透明電極のパターンを持った透明基板
を所定の間隔をもつように貼り合せ、その空隙に高分子
分散液晶層を形成することで、カラー表示が可能な高分
子分散液晶ディスプレイが製造できる６ ［発明が解決しようとする課題］ 従来技術で述べたように、モノカラ一方式は、比較的安
価で製造可能であるものの、カラー表示原理から単色の
カラー表示のみが可能である。

又、カラー偏光板方式は高分子分散液晶ディスプレイの
表示原理から使用できない。

更に、マルチカラーの可能なカラーフィルター方式はプ
ロセスが複雑であり低コスト化は困難であるという問題
点を有していた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、多色表示の可能な高分子分散液
晶ディスプレイを安価に製造する方法を提供するところ
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の液晶ディスプレイは、粒状の液晶が高分子中に
分散している高分子分散液晶を用いた液晶ディスプレイ
であり、２種類以上の異なる駆動電圧の高分子分散液晶
中に、各々異なる分光特性の２色性色素を溶解させた後
、任意の割合で該高分子分散液晶を混合しこれを用いた
ことを特徴としている。

次に本発明の液晶ディスプレイの製造プロセスについて
述べる。

高分子分散液晶を用いた液晶表示は、高分子（ポリマー
）に分散したネマチック液晶球状小滴中の液晶分子の配
向を電場によって変化させて、屈折率の変調やポリマー
マトリックス屈折率とマツチングさせることを基本原理
としている。

この時の液晶表示体の駆動電圧は、液晶、ポリマーの物
性、液晶粒径の大きさ、形状等により変化する。

使用できるポリマーは、液晶材料と相溶性、反応性のな
いものであれば良く、ＰＶＡ、ＰＭＭＡ、ＰＶＦ、エポ
キシ系樹脂、紫外線硬化性アリル樹脂等がある。

これらのポリマー、あるいはその前駆体に液晶を混合し
分散させることにより乳化液を作る。その方法は、例え
ばＭｏｆｆ　、　Ｃｒｙｓｔ、　Ｌｉｑ、　Ｃｒｙｓｔ
、。

１９８８、　Ｖｏ氾１６５．　ｐｐ５１１〜５３２に詳
細されている。

この液晶表示体の駆動電圧に影響を与える液晶粒径、形
状は例えばポリマーの硬化条件（ポリマーの硬化温度、
溶剤の揮発速度、紫外線の照躬畜度）、ポリマーと液晶
の乳化撹拌条件、ポリマーと液晶の割合、ポリマーと液
晶材料の物性値（粘度、相溶性、拡散係数等）の値によ
り決ってくる。

例えばポリマーとして熱硬化性エポキシ樹脂と液晶とし
てＥ７を乳化させた時、液晶粒径の大きさはポリマーの
硬化温度に依存し、硬化温度が高いはど粒径は小さくな
る傾向がある。

本発明の液晶表示体を製造するためには、液晶粒の中に
２色性色素を溶解する必要があるが、液晶にのみ溶解し
、ポリマーに溶解しないものであれば何でも良い。

以上のポリマー、液晶、２色性色素を充分撹拌し、２種
類以上の高分子分散液晶を作る。この時、場合によって
は、セルギャップを決定するためのギャップ剤を加えて
も良い。それぞれの高分子分散液晶は、色及び駆動電圧
が異なるよう調整する。これらの高分子分散液晶を任意
の割合で混合し、あらかじめ所定の透明電極のパターン
をもつ透明基板上にスピンコード、ロールコート、印刷
等の手段によりコーティングし、所定の透明電極のパタ
ーンを持つ透明基板と貼り合わせることにより本発明の
液晶ディスプレイができる。

例えば２種類の高分子分散液晶（Ｘ　−Ｙ）を混合した
場合以下のような表示にある。

ｘ、２色性色素の色　　　　　ａ 駆動電圧　　　　　　　　ｂ２ボルト （透過率９０％の電位） Ｙ：２色性色素の色　　　　　ａ２ 駆動電圧　　　　　　　　ｂ３ボルト 第１図にＸ、及びＹの駆動電圧と透過率との関係を示す
。

表１　駆動電圧と表示色の関係 に）の中の＼は色強度が単調減少 することを示す。

以下に実施例を用いて詳細に説明する。

［実施例１］ 色素構造式が の２色性色素（えｍａｘ　　４４０ｎｍ）を含む液晶Ｚ
ＬＩ−１１３２（Ｍｅｒｃｋ社製）をｐｖＡの１０％溶
液に混合して乳化させる。この時乳化時の撹拌速度を調
整して粒径ｏ　５〜１．５μｍの乳化液Ａを作製する。

又、同様に色素構造式が ０　　ＮＨ。

の２色性色素（えｍａｘ ６３８　ｎｍ） を含む 液晶ＺＬ１ １３２　（Ｍｅｒｃｋ社製） をＰｖ Ａの１０％溶液に混合して乳化させる。この時乳化時の
撹拌速度を調整して粒径８〜１２μｍの乳化液Ｂを作製
する。

それぞれの乳化液Ａ、Ｂを半乾燥し高粘度化した後（５
００ｃｐ）Ａ、Ｂを重量比で１：１で混合し、３本線り
ロールにより充分混合した。３本線りロールでの混合時
には、セルギャップを調整する目的で２０ＬＬｍ径のガ
ラスファイバーを混合した。

このようにして得られた半乾燥の乳化液を、所定のＩＴ
Ｏパターンを持ったガラス基板上にロールコータ−によ
り塗布し、乾燥した。この後所定のＩＴＯパターンを持
ったガラス基板ではさみ、加熱・圧着を行ない液晶表示
装置を作製した。液晶セルギャップ間隔はガラスファイ
バー径の２０μｍとなった。

又、乳化ｔｉＡ、乳化液Ｂを単体で用いた同様の方法で
液晶表示装置を作製した。

乳化液Ａを用いた液晶表示装置は６０Ｈｚ、８０ｖの電
圧を印加すると、青色の背景に無色のバターン表示が電
圧印加部に現われた。

乳化液Ｂを用いた液晶表示装置は６０Ｈｚ、４０ｖの電
圧を印加すると檀色の背景に無色のパターンの表示が電
圧印加部に現われた。

この乳化液Ａ、Ｂを混合した液晶表示装置に電圧を印加
しない状態では紫色の背景となり、所定のパターンに６
０Ｈｚ、４０Ｖの電圧を印加すると、紫色の背景に青色
の表示がされた。更に上記パターンに６０Ｈｚ、８０Ｖ
の電圧を印加したところ無色の表示となった。

［実施例２］ 色素構造式が の２色性色素（λｍａｘ　　４５０ｎｍ）を含む液晶Ｇ
Ｒ−４１（チッソ■製）をＰＶＡ（７）１５％溶液に混
合して乳化させる。この時乳化時の撹拌速度を調整して
粒径１〜２μｍの乳化液Ｃを作る。

又、同様に色素構造式が の２色性色素（先ｍａｘ　　５４２ｎｍ）を含む液晶Ｇ
Ｒ−４１（チッソ■製）をＰＶＡの１５％溶液に混合し
て乳化させる。この時乳化時の撹拌速度を調整して粒径
１０〜１２μｍの乳化液りを作製する。

それぞれの乳化液Ｃ，Ｄを半乾燥し高粘度化した後（３
００ｃ　ｐ）　Ｃ，Ｄを重量比で１：１で混合し、３本
線りロールにより充分混合した。この時セルギャップを
調整する目的で２５μｍ径のグラスファイバーを混合し
た。

以下実施例１と同様の方法で液晶表示体を製造した。

乳化液Ｃ単体で作った液晶表示体は、電圧無印加で青色
をしており、６０Ｈｚ、５０Ｖの電圧で透明となった。

乳化液り単体で作った液晶表示体は、電圧無印加で緑色
をしており、６０Ｈｚ、９０Ｖの電圧で透明となった。

乳化液、Ｃ，Ｄを混合した液晶表示体は、電圧無印加で
青緑色をしており、６０Ｈｚ、５０Ｖの電圧を印加した
部分は緑色となり、更に６０Ｈｚ、９０Ｖの電圧を印加
した部分は透明となった。

〔応　用　例〕

実施例１で作製した液晶表示体を電圧計の表示に用いた
。電圧測定回路と該表示体を並列につなぐことによって
、測定電圧によって表示色が変化する見やすい電圧計が
できた。

又、測定電圧が高い場合は電圧降下回路を、低い場合に
は昇圧回路を加えることにより同様の効果のある電圧計
を作製できた。

〔発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の液晶表示装置によ
れば、高分子分散液晶が液晶粒子の径及び形状で液晶の
立ち上り電位が異なることを利用し、安価で多色のカラ
ー液晶ディスプレイを提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電圧透過率を示す図。 高分子分散液晶ディスプレイＸの電 圧−透過率曲線 高分子分散液晶ディスプレイＹの電 圧−透過率曲線 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　粒状の液晶が高分子中に分散している高分子分散液晶
   を用いた液晶ディスプレイにおいて、２種類以上の異な
   る駆動電圧の高分子分散液晶中に、各々異なる分光特性
   の２色性色素を溶解させた後、任意の割合で該高分子分
   散液晶を混合しこれを用いたことを特徴とする液晶ディ
   スプレイ。