JPH04296720A

JPH04296720A - 液晶表示媒体

Info

Publication number: JPH04296720A
Application number: JP8454091A
Authority: JP
Inventors: Gakuo Eguchi; 江口　岳夫; Kazuo Yoshinaga; 和夫吉永; Yoshi Toshida; 土志田　嘉; Koichi Sato; 公一佐藤; Toshiichi Onishi; 敏一大西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1991-03-26
Publication date: 1992-10-21

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は透過散乱型液晶表示媒体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示媒体としては、ネマチッ
ク液晶を利用したＴＮ型表示媒体及びＳＴＮ型表示媒体
が実用化されている。また、強誘電性液晶および強誘電
性高分子液晶を利用した表示媒体も日々検討が加えられ
ている。しかしながら、これらの表示媒体は偏光板を必
要としたり、配向処理を施す必要がある。

【０００３】また、これらの偏光板や配向処理を施す必
要がない液晶表示媒体として、液晶滴を高分子中に分散
させ、その高分子をフィルム化した表示媒体が検討され
ている。この表示媒体は液晶分子が薄膜中で誘電率異方
性を有するものであれば、電界を印加することにより、
液晶分子は電界の方向に配列する。このとき、液晶の屈
折率ｎ０　と高分子の屈折率ｎがほぼ等しいときは透明
性を発現する。しかし、電界無印加状態では、液晶分子
はランダム配列をとるため光は散乱される。このような
性質を利用して表示が行なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例で示したような液晶滴を使用した液晶表示媒体を用
いて階調表示を行なう場合、液晶が電界の影響をうけて
散乱状態から配列状態へ変化する電界強度差が狭いため
、充分な階調表示を行なうことが難しかった。

【０００５】本発明は、この様な従来技術の欠点を改善
するためになされたものであり、液晶滴を用いた液晶表
示媒体において、液晶分子が電界の影響を受けて配列し
始めてから配列し終るまでの電界強度の巾を広げ、より
階調のとりやすい液晶表示媒体を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、液晶滴
含有物質中に低分子液晶からなる液晶滴を含有する記録
層を有する表示媒体において、前記液晶滴の長さ平均径
が０．５〜５．０μｍ、重量平均径／長さ平均径が２．
０〜２０．０であることを特徴とする液晶表示媒体であ
る。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。図１は本
発明の液晶表示媒体の一例を示す説明図である。同図に
おいて、本発明の液晶表示媒体は、一対の基板１，１ａ
の上に各々電極２，２ａを設け、その上に絶縁膜３，３
ａを形成した基板間に、液晶滴含有物質７中に低分子液
晶からなる液晶滴５を含有する記録層４を有する表示媒
体からなり、前記液晶滴の長さ平均径が０．５〜５．０
μｍ、重量平均径／長さ平均径が２．０〜２０．０の範
囲の大きさからなるものである。

【０００８】本発明に用いることのできる液晶としては
、誘電率異方性を有する低分子液晶であれば特に限定す
ることなく広く用いることが出来る。もちろん単一の液
晶である必要はなく、２種類以上の低分子液晶化合物の
混合物や非液晶性化合物を含んだものでもよい。また、
これらの低分子液晶の中でも、特にネマチック液晶が好
んで用いられるが、スメクチック液晶、コレステリック
液晶等を用いることも可能である。下記に用いることの
できる液晶の一例を挙げるがこれらに限定されるもので
はない。

【０００９】

【化１】

【００１０】

【化２】

【００１１】

【化３】

【００１２】

【化４】

【００１３】

【化５】

【００１４】

【化６】

【００１５】

【化７】

【００１６】

【化８】

【００１７】

【化９】

【００１８】

【化１０】

【００１９】

【化１１】

【００２０】

【化１２】

【００２１】

【化１３】

【００２２】また、液晶滴５を形成している液晶滴含有
物質としては、液晶材料に実質的に全く影響されず、又
影響しないような物質であることが望ましい。また、誘
電定数と屈折率についても材料の選択を制約する。液晶
滴含有物質の具体例としては、様々の樹脂及び高分子を
用いることができる。さらに、具体的な例としては、ポ
リビニルアルコール（ＰＶＡ）、ゼラチン、カーボポー
ル（Ｃａｒｂｏｐｏｌｅ）、ガントレツ（Ｇａｎｔｒｅ
ｚ）等が挙げられる。

【００２３】また、本発明において用いることのできる
基板としては、絶縁体であれば特に限定することなく使
用できるが、使用目的によっては条件が追加される。ま
た、表示に用いる場合、基板はほぼ透明である必要があ
る。そのために基板としては、ガラス、透明なプラスチ
ック、ポリエチレンテレフタレート等の透明もしくは透
明に近いものが好んで用いられる。勿論、基板が不透明
でもよい目的に使用される場合には、不透明な基板を用
いることも可能である。

【００２４】電極としては、導電性物質であれば特に限
定することなく広く用いることができる。具体例として
は、蒸着した銅，アルミニウム，ＩＴＯ（インジウム　
　チンオキサイド）等や導電性高分子などを用いること
ができるが、これらに限定されるものではない。この場
合、対になる電極との電気的接触を避けるために、絶縁
体からなる膜をコーティングすることが好ましい。絶縁
膜としては、ＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＣｅＯ２　等が挙げら
れる。

【００２５】次に、本発明の液晶表示媒体の作成方法に
ついて説明する。液晶材料、液晶滴含有物質及び水のよ
うなキャリアー媒体を一緒に混合する。このとき混合は
ブレンダー、最も好ましくはコロイド・ミル等、あるい
はそれに類似する混合装置でブレンドすることが望まし
い。このように混合することによってエマルジョンを形
成した後、キャリアー媒体をとり除き、カプセル化媒体
がよくカーリングするように乾燥させることにより形成
する。さらに、これを電極を設けた基板上にコートし、
もう一組の電極付基板とはり合わせることにより、液晶
表示媒体を作成する。

【００２６】前記液晶表示媒体の作成法において、エマ
ルジョンによる媒体作成方法を説明したが、他の方法に
よって作成してもよい。他の方法の例としては、光重合
による相分離を用いる方法、溶液キャストによる方法等
が挙げられる。

【００２７】次に、図２は本発明の液晶表示媒体の表示
原理を示す説明図である。同図を用いて、本発明の液晶
表示媒体の表示方法を説明する。前記のようにして作成
された液晶表示媒体は、電界未印加状態の場合、液晶滴
５中の液晶分子６は、図２（ａ）の破線で示されるよう
に、液晶滴５の形状に適合して配列している。液晶分子
６がこのような配列をしている場合、液晶分子全体とし
てはランダム配向を有しているので、あらゆる方向から
の光を散乱し、媒体全体としては光を散乱した状態とな
る。

【００２８】次に、この液晶表示媒体に電界を印加した
場合、液晶滴５中の液晶分子６は、図２（ｂ）の破線で
示されるように、電界に沿った方向に整列する。このと
き、液晶滴含有物質７をその屈折率が液晶分子６の屈折
率とほぼ等しいものを選ぶことにより、光を透過するこ
とができる。さらに、再び電界無印加状態に戻すと、液
晶分子６は、再び図２（ａ）で示されるようなランダム
配向をとるようになる。

【００２９】上記の説明において、液晶分子がランダム
状態から整列状態に、または整列状態からランダム状態
になるのに印加する電界強度は、液晶分子の構造、液晶
滴含有物質の構造等によっても異なるが、液晶滴の液晶
径によっても変化する。

【００３０】このとき液晶滴の長さ平均径を０．５〜５
．０μｍ、好ましくは１．０〜４．０μｍの範囲に、ま
た重量平均径／長さ平均径を２．０〜２０．０、好まし
くは３．０〜１０．０とすることにより、液晶分子がラ
ンダム状態と配向状態をとる電界強度巾を広げることが
でき、階調のとりやすい表示媒体を作成するができる。液晶滴の長さ平均径が１μｍ未満の場合には光散乱効率
が低く、また５μｍを越えると、液晶径を変化させても
液晶分子の配列が変化する電界強度はほとんど変化しな
い。

【００３１】また重量平均径／長さ平均径が２．０未満
の場合は、液晶滴の長さ平均径の分布が狭いため、液晶
分子の配向方向が電界強度の影響をうける巾が狭いので
階調をとりにくい。また２０．０を越えると液晶滴の長
さ径の短いものは分子が配向を変化させる臨界電界が高
くなる。また長いものは長さ径に対する臨界電界変化巾
が狭くなり、効率が低下する。以上の理由により重量平
均径／長さ平均径の値が２．０未満又は２０．０を越え
ることは好ましくない。

【００３２】本発明における長さ平均径及び重量平均径
は堀場製作所製レーザー回折式粒度分布測定装置ＬＡ−
５００により測定した。

【００３３】

【作用】本発明は、記録層に液晶滴を分散させた液晶表
示媒体において、液晶滴の長さ平均径が０．５〜５．０
μｍ、重量平均径／長さ平均径が２．０〜２０．０とす
ることにより、液晶分子がランダム状態と配向状態をと
る電界強度巾を広げることができ、より階調のとりやす
い表示媒体を得ることができる。

【００３４】

【実施例】以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に
説明する。実施例１図１に示す液晶表示媒体以下のようにして作成した。ま
ず、水に溶解させた後、沈殿法でアルコール洗浄したＰ
ＶＡ，ガントレス（Ｇａｎｔｒｅｚ）１６９　　８９重
量％水溶液、グリセリンを用意した。次に、ＰＶＡ９２
．５重量％、ガントレス５重量％、グリセリン２．５重
量％を混合したものを水に８０％の割合で溶解した溶液
を作成した。次に、前述（２１）に示されるネマチック
液晶を溶液に対して１／２混合した後、コロイドミルに
よって撹拌することにより液晶滴を作成した。このとき
作成された液晶滴の長さ平均径を顕微鏡で調べたところ
、約２．０μｍであった。、重量平均径／長さ平均径は
１．５であった。

【００３５】そこで、ＰＶＡ溶液と液晶の混合比を適度
に変えてエマルジョンを作成したところ、液晶滴の長さ
平均径が０．５μｍ，２μｍ，３ｍμ，４μｍ，５μｍ
の５種類のものを作成した。これらの５種類のエマルジ
ョンを同量ずつ混合し、液晶滴の長さ平均径が２．９μ
ｍ、重量平均径／長さ平均径が１５．０のものを、電極
２としてＩＴＯ及び絶縁膜３としてＳｉＯ２　を設けた
ガラス基板１上に塗布した。さらに、その上に電極２ａ
、絶縁膜３ａ付ガラス基板１ａを重ねた後、１００℃の
オーブン中で１時間放置した後、室温中へ戻すことによ
り、一様な散乱状態を示す表示媒体を作成した。このと
きシリコンビーズのスペーサーを用いることによりセル
厚を３μｍにした。

【００３６】このようにして作成された液晶表示媒体に
電界を印加することにより、媒体を透明状態へ変化させ
ることができた。このとき、媒体が散乱状態から透明状
態へ変化し始める電界強度は１Ｖ／μｍで、透明状態へ
変化し終わる電界強度は９Ｖ／μｍであり、電界強度に
比例して媒体の透明度が増すことが確認できた。透過度
の変化する電界の巾が広く、階調がとりやすかった。

【００３７】比較例１液晶径の液晶滴の長さ平均径が２．０μｍ、重量平均径
／長さ平均径が１．５のエマルジョンだけを用いた以外
は、実施例１と同じ材料及び条件で液晶表示媒体を作成
した。

【００３８】次に、作成した表示媒体に電界を印加する
ことにより、透明状態へ変化させることができた。この
とき、媒体が散乱状態から透明状態へ変化し始める電界
強度は２．０Ｖ／μｍ、透明状態へ変化し終わる電界強
度は６．０Ｖ／μｍであり、透過度の変化する電界の巾
が狭くなり、階調がとりにくかった。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録層に液晶滴を分散させた液晶表示媒体において、媒
体内に封入する液晶滴の、長さ平均径を０．５〜５．０
μｍ、重量平均径／長さ平均径を２．０〜２０．０とす
ることにより、液晶分子が電界の影響を受けて配列し始
めてから配列し終るまでの電界強度の巾を広げることが
でき、より階調の取り易い表示媒体を作成することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示媒体の一例を示す説明図であ
る。

【図２】本発明の液晶表示媒体の表示原理を示す説明図
である。

【符号の説明】

１　　基板２　　電極３　　絶縁膜４　　記録層５　　液晶滴６　　液晶分子７　　液晶滴含有物質

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　液晶滴含有物質中に低分子液晶からな
る液晶滴を含有する記録層を有する表示媒体において、
前記液晶滴の長さ平均径が０．５〜５．０μｍ、重量平
均径／長さ平均径が２．０〜２０．０であることを特徴
とする液晶表示媒体。
【請求項２】　　前記低分子液晶がネマチック液晶であ
る請求項１記載の液晶表示媒体。
【請求項３】　　前記低分子液晶がコレステリック液晶
である請求項１記載の液晶表示媒体。
【請求項４】　　前記低分子液晶がスメクチック液晶で
ある請求項１記載の液晶表示媒体。