JPH04340524A - 液晶電気光学素子 - Google Patents
液晶電気光学素子Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
た散乱型の液晶電気光学素子の構造に関する。
子としては、TN型およびSTN型があるが、これらの
素子は表示を行うために偏光板を必要とするため光の利
用効率がわるく、投写型表示装置のように明るい表示が
必要な装置に利用するには適していない。そこで偏光板
を用いない液晶電気光学素子が望まれている。
は液晶の光散乱現象を用いた型の素子がある。光散乱現
象を用いた液晶電気光学素子としては、たとえば図3に
断面図を示すような特表昭58−501631 号公報
に示されたカプセル型の光散乱液晶電気光学素子がある
。図3において、1は透明電極が形成された一対の電極
基板、4は液晶分子、5は液晶分子4を封じ込めている
カプセルである。
説明する。カプセル5によって封じ込められた液晶分子
4はカプセル5の内壁に沿って配列する。この状態は、
素子の外側から液晶材料を見ると、液晶材料は擬似的な
散乱状態であり、この素子を光が通過しようとするとそ
の光は液晶材料によって散乱されてしまう。次にこの素
子に電界を印加したときの素子の断面図を図4に示す。 図のように電界を印加すると、カプセル内の液晶分子4
は電場によって配列し、電界が印加されていないときの
散乱状態はなくなり、均一な配列状態を示す。この状態
で素子に光が入射すると、その光は液晶材料を透過する
。すなわち、この素子に電界を印加したり、除去したり
することにより、液晶分子4の配列を均一配列状態また
は散乱状態に制御でき、これにより光の透過光量を制御
することができる。
法として、たとえば特表昭61−502128 号公報
に示されているように、液晶材料を合成樹脂マトリクス
中に分散させる方法がある。特表昭58−501631
号公報では液晶材料を包む物質がカプセル状であるの
に対し、特表昭61−502128 号公報では液晶材
料を包む物質が、たとえばエポキシ樹脂のような樹脂物
質である点で異なるが、どちらも液晶材料の包接物質に
より、液晶材料の散乱状態を作っていることに変わりは
ない。
光学素子は以上のように構成されているので、液晶材料
をカプセルに包むか、樹脂中に分散させることが必要で
あり、複雑な製造工程を経なければならない。またその
ために素子の品質、表示特性を均一に制御することが困
難であった。さらに、液晶材料は包接する他の物質でお
おわれているため、液晶本来の特性がその包接物質によ
って阻害され、このことが、充分に良好な特性を有する
素子を構成することを困難にしている。
になされたもので、簡便な方法で散乱型液晶電気光学素
子をうることができるとともに、その電気光学特性が従
来の散乱型液晶電気光学素子よりも優れた散乱型液晶電
気光学素子の構造を提供することを目的とする。
学素子は、少なくとも一方の基板に透明電極が形成され
た、一対の電極基板によって液晶材料が挟まれた構造を
有する液晶電気光学素子であって、該液晶材料がコレス
テリック液晶であり、そのらせんピッチpと、前記液晶
材料の厚さdとのあいだに10・p≦dの関係があり、
かつ前記電極基板の少なくとも一方の前記液晶材料側に
有機物または無機物からなる液晶散乱層が形成されてな
ることを特徴とするものである。
発的に、液晶材料の層の厚さの1/10以下のピッチの
らせん構造となるコレステリック液晶を用いているため
、電界が印加されないときは、その液晶分子のらせんの
方向は電極基板表面に設けられた液晶散乱層によって不
規則な方向を向いている。この状態は擬似的な散乱状態
であり、液晶電気光学素子に入射した光は散乱されて透
過しない。一方電界が印加されると、液晶分子のらせん
状態が解消され、液晶分子は電界方向に揃って配列し、
光を透過させ、電界の強さに応じた光量に調整できる。
る。図1において、1は透明電極が形成された一対の電
極基板、2は液晶散乱層、3は液晶分子のらせん配列状
態を示すらせんである。電極基板1はガラスなどの透明
な基板にITO(インジウム−錫の複合酸化物)、Sn
O2などの導電性透明膜を形成したもので、その導電性
透明膜側にSiO2、SiNなどの無機物やポリイミド
、ポリビニルアルコールなどの有機物からなる液晶散乱
層2を形成する。液晶散乱層2の厚さは本発明において
とくに限定されないが、通常100Å〜2000Åであ
る。 100Å未満であると散乱効果が不十分であり、一方2
000Åを超えると光の透過率が低下するという傾向が
ある。この液晶散乱層2を形成した電極基板1を2枚向
いあわせて狭い間隙に保持し、セルを形成する。そのセ
ルのギャップにらせんピッチがセルギャップの1/10
以下とされたコレステリック液晶の液晶材料を毛細管現
象を利用して注入することにより、本発明の液晶電気光
学素子をうることができる。液晶材料のらせんピッチが
セルギャップの1/10より大きくなると、液晶分子が
自発的にらせん構造となりにくく、散乱状態への応答が
劣ることになる。以下、具体的な実施例について詳細に
説明する。
形成されたガラス基板を用いた。
10μm に設定した。液晶材料はメルク社のZLI−
1132(商品名)を用いた。液晶のらせんピッチを1
μm 以下に設定するため、カイラル剤ZLI−811
(商品名) を液晶材料に7重量%添加した。液晶材料
ZLI−1132そのものはコレステリック液晶ではな
いが、カイラル剤を添加することによりコレステリック
液晶になる。
直方向から1000Åの厚さで真空蒸着したSiO2
膜を用いた。
る。まずITO 膜が形成されたガラス基板の、ITO
膜が形成された側の面に、液晶散乱層2であるSiO
2 膜をEB法により真空蒸着した。蒸着の際、基板の
法線方向と蒸着源が一致するような方向に電極基板1を
設置し、SiO2 粒子が基板の垂直方向に堆積される
ようにした。また、SiO2 膜の膜厚は1000Åに
なるようにした。このように、SiO2 膜による液晶
散乱層2が形成された電極基板1を2枚準備し、2枚の
電極基板を接着するため一方の電極基板1の周辺部に熱
硬化型エポキシ樹脂を打点し、もう一方の電極基板1に
は直径が10μm のプラスチックビーズを約10個/
mm2 の密度で散布した。このようにして前処理が施
された一対の電極基板1を、液晶散乱層2が内側になる
ように重ね合わせ、0.3kg /cm2 の圧力で加
圧しながら180 ℃に熱し、エポキシ樹脂を硬化させ
た。このようにして形成されたセルに、前述のカイラル
剤が添加された液晶材料を毛細管現象を利用して注入し
た。
例においては、液晶分子のらせんピッチはセルギャップ
に比べて1/10以下と小さいので、液晶分子はセル内
で自発的にらせん構造をとる。さらに基板表面は液晶分
子が不規則な方向に向くような処理が施されているため
液晶のらせんの軸の方向も一様には揃わず、不規則な方
向を向く。この配列状態は一種の散乱状態であり、素子
外部から光が入射すると、その光は散乱され、透過する
ことができない。
の素子の状態の断面図を図2に示す。図において4は液
晶分子である。電界が印加された状態においては図1で
示したようならせん状態が解消され、液晶分子は電界方
向に揃って配列するようになる。このとき液晶の配列状
態は一様均一な配列状態であり、素子外部から光が入射
すると、その光はそのまま素子を透過していく。
晶の配列状態を制御でき、これにより素子を通過する光
の量を制御することができる。本実施例による素子では
コントラスト比が22:1の液晶電気光学素子をうるこ
とができた。
乱層2としてSiO2 蒸着膜を用いたが、これは他の
物質でもよい。たとえばポリイミドのような有機物質を
用いても同様の効果をうることができる。以下、ポリイ
ミドを液晶散乱層2に用いた、本発明の一実施例につい
て説明する。
O 膜が形成されたガラス基板を用いた。この基板のI
TO 膜面側に、日産化学社製のポリイミド樹脂SE−
2170(商品名) の3%NMP 溶液を、2000
rpm の条件でスピン塗布したのち、水蒸気にさらし
てポリイミドを白濁化し、そののち200 ℃で1時間
硬化した。そののち、実施例1のばあいと同様にしてセ
ルを組み立て、実施例1と同じ液晶材料を注入し、素子
を構成した。
たポリイミド層が液晶散乱層として作用し、液晶の散乱
状態を発生させる。これは水蒸気により、ポリイミド表
面が部分的に凝集固化し、粗面化されたことが原因と考
えられている。この電気光学素子に電界を印加したり、
また除去したりすることにより、液晶分子の配列状態を
変化させることができ、これにより素子を通過する光の
透過光量を制御することができる。
ド膜の表面を荒らす方法として、硬化前のポリイミドに
水蒸気を反応させたが、それ以外にポリイミド膜の表面
を荒らす方法として、硬化後のポリイミドにたとえば氷
のような、細かい粒子を高速でぶつけるブラッシング法
でも同様の効果がえられる。
テリック液晶と液晶散乱層を用いて素子が構成されてい
るので、従来の高分子材料またはカプセルと液晶材料と
を組み合わせた電気光学素子に比べ、良好な表示特性が
えられ、さらに製造工程が単純になるため素子を安価に
製造することができる。
界が印加されていない状態を示す断面図である。
界が印加されている状態を示す断面図である。
れていない状態を示す断面図である。
る状態を示す断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 少なくとも一方の基板に透明電極が形
成された、一対の電極基板によって液晶材料が挟まれた
構造を有する液晶電気光学素子であって、該液晶材料が
コレステリック液晶であり、そのらせんピッチpと、前
記液晶材料の厚さdとのあいだに10・p≦dの関係が
あり、かつ前記電極基板の少なくとも一方の前記液晶材
料側に有機物または無機物からなる液晶散乱層が形成さ
れてなることを特徴とする液晶電気光学素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11278191A JP2807099B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 液晶電気光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11278191A JP2807099B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 液晶電気光学素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04340524A true JPH04340524A (ja) | 1992-11-26 |
JP2807099B2 JP2807099B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=14595341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11278191A Expired - Lifetime JP2807099B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 液晶電気光学素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2807099B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP11278191A patent/JP2807099B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2807099B2 (ja) | 1998-09-30 |
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