JPH05142582A - 表示素子及びこれを用いたカラー表示装置 - Google Patents

表示素子及びこれを用いたカラー表示装置

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JPH05142582A
JPH05142582A JP30921191A JP30921191A JPH05142582A JP H05142582 A JPH05142582 A JP H05142582A JP 30921191 A JP30921191 A JP 30921191A JP 30921191 A JP30921191 A JP 30921191A JP H05142582 A JPH05142582 A JP H05142582A
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JP
Japan
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color
display device
liquid crystal
polymer
fluorescent
Prior art date
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JP30921191A
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English (en)
Inventor
Hidekazu Kobayashi
英和 小林
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 明るい視認性の良い表示素子およびこれを用
いたカラー表示装置を提供する。 【構成】 高分子と液晶を互いに分散した表示素子に蛍
光色素を混合する。また蛍光色素を多色化することによ
りカラー化した。 【効果】 従来の反射型表示素子よりも2倍以上明るく
することが可能となった。また、従来難しかったカラー
表示を行うことができるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は反射型あるいは透過型デ
ィスプレイに用いられる表示素子の構成及びこれを組み
合わせたカラー表示装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】近年社会生活の場へのコンピュータの導
入にともない、マンマシンインターフェイスの開発が加
速されている。特にディスプレイの分野が最も開発が急
がれるところであるが、いまだに偏光板を2枚用いた表
示の暗いツイストネマチック型液晶表示素子に頼ってい
るのが現状である。そこで最近高分子分散型液晶表示素
子が開発されてきた。この方式は偏光板を用いないため
に入射光を効率よく用いることができる。たとえばFe
rgasonらによるNCAPは液晶をカプセル化して
高分子中に分散している(図2、特公平3ー52843
など)。高津らによるPN−LCDは高分子ネットワー
ク中に液晶を分散した構造をとっている(T.Fuji
sawa,H.Ogawa,K.Takeuchi,a
nd H.Takatsu,“Light scatt
ering mechanismand electr
oーoptical properties for
PN−LCD”,in 13th Int.Liq.C
ryst.Conf.,II,p.21,1990.な
ど)。またR.A.M.Hikmetらは高分子ゲルネ
ットワーク中に液晶を分散し、なおかつ高分子及び液晶
を配向させている(Liq.Cryst.,1991,
Vol.9,No.3,405〜416ページなど参
照)。J.W.Doanらは高分子ゲルネットワーク中
にコレステリック液晶を分散し、高分子及び液晶を配向
させた(InternationalDisplay
Research Conference、19
91年予稿集 175ページ参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところがNCAPでは
駆動電圧が高い(10V以上)、PN−LCDでは比抵
抗が低く大容量表示する際に必要なアクティブ素子と組
み合わせることができない、ゲルネットワークについて
は自然光のうち1偏光しか変調することができない。ゲ
ルネットワークとコレステリック液晶の組み合わせにつ
いては基本的にコレステリックーネマチックの相転移モ
ードであり、駆動電圧が高くヒステリシスが存在して利
用しにくいなどの課題を有している。我々はこうした課
題を解決すべく、高分子粒子が配向しつつ液晶中に分散
している構造の液晶素子を開発した。
【0004】しかし、さらにすべての方式に共通の根本
的な課題として見栄えが悪いことが挙げられる。こうし
た高分子分散型液晶表示素子においてはカラー表示が難
しい課題も有していた。そこで本発明の目的とするとこ
ろは、明るい視認性のよい反射型表示素子およびカラー
表示装置を提供するところにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】2枚の電極の間に液晶と
高分子を互いに分散した構造を配置した反射型表示素子
において、液晶/高分子層に蛍光色素を混合したことを
特徴とする。
【0006】また、液晶と高分子を互いに配向分散した
表示素子に蛍光色素を混合したことを特徴とする。この
表示素子を光源(特に紫外線ランプ)で照らすことを特
徴とする。
【0007】またカラー表示装置において、蛍光色素の
色を違えた上記表示素子を組み合わせ、多色表示するこ
とを特徴とし、さらに上記カラー表示装置の背面に背景
板を配置し、背景板の周辺に光源(特に紫外線ランプ)
を配置したことを特徴とする。また、上記カラー表示装
置において、画素間に遮光処理を施したことを特徴とす
る。
【0008】
【実施例】
(実施例1)本実施例では2枚の電極間に液晶と高分子
を互いに分散した構造を有する表示素子について蛍光色
素を混合した例を示す。図1に本実施例の反射型表示素
子の概念図を示した。素子の作製法について説明する。
まず基板1及び基板8の表面に電極2及び電極7を形成
した。これら2枚の基板を向かい合わせて間隙(以後こ
の間隙をセル厚とよぶ)10μmになるように固定し
た。セル厚は10μmに限らない。この間隙に高分子4
および液晶5を分散させた層として紫外線硬化樹脂4
(M220、東亜合成社製)と液晶5(PN001、ロ
ディック社製)及び蛍光色素6(EB501、三井東圧
染料社製)を29.3:70:0.7で100℃にて混
合したものを封入して、紫外線を照射したところ、液晶
と高分子が相分離し、色素色に白濁した素子を作製でき
た。蛍光色素、液晶と高分子前駆体及び混合比率、封入
重合方法についてはここに示したものに限らない。背景
板に黒以外の板を用いればカラフルな表示を行うことが
できる。この素子の裏面に黒い背景板を配置して電気光
学応答特性を測定し、図3に示した。縦軸の100%は
白い紙の反射率を100%としている。点線の蛍光色素
がない場合の特性に比べて、明るさは2倍以上明るくな
った。本実施例では光重合型の高分子を用いたが、熱重
合型高分子、電子線重合型高分子など重合型高分子のほ
か、熱可塑型高分子、溶媒可溶な高分子を用いることが
できる。また、さきに挙げたNCAPなどの高分子分散
型液晶表示素子にも応用できる。
【0009】(実施例2)本実施例では2枚の電極間に
液晶と高分子を互いに1方向に配向分散した構造を有す
る表示素子について本発明を適用した例を示す。図4に
本実施例の反射型表示素子の概念図を示した。素子の作
製法について説明する。まず基板1及び基板8の表面に
電極2及び電極7を形成した。これらの基板電極上を1
方向にこすって、こすった方向が平行となるように向か
い合わせて間隙(以後この間隙をセル厚とよぶ)10μ
mになるように固定した。セル厚は10μmに限らな
い。ここで配向処理については、液晶が配向する処理で
あればどんな方法を用いても良く、配向膜を形成しても
良い。また、上下基板のうち1方のみ配向処理しても良
い。上下基板を配向処理する場合は、上下基板の配向処
理方向についてはここに示した他、どのような方向に組
み合わせても良い。この間隙に高分子4および液晶5を
分散した層として高分子前駆体(パラフェニルフェノー
ルメタクリル酸エステル)と液晶5(ロディック社製、
PN001)と蛍光色素6(EG307、三井東圧染料
社製)を6:100:1で100℃にて混合したものを
封入して徐冷し液晶/高分子前駆体混合物を配向させ、
室温にて紫外線を照射したところ、液晶と高分子が相分
離し、ほとんど透明な素子を作製できた。蛍光色素、液
晶と高分子前駆体及び混合比率、封入重合方法について
はここに示したものに限らない。カイラル成分を含んだ
液晶を用いることもできる。この素子の裏面に黒い背景
板を配置して電気光学応答特性を測定し、図5に示し
た。縦軸の100%は白い紙の反射率を100%として
いる。点線の蛍光色素がない場合の特性に比べて、明る
さは2倍以上明るくなった。本実施例で用いる高分子
は、光重合型高分子の他、熱重合型高分子、熱可塑型高
分子、溶媒可溶な高分子などを用いることができる。
【0010】(実施例3)本実施例では実施例1に示し
た高分子及び液晶を用いて、蛍光色素に赤、青、緑の3
原色を用いてカラー表示装置とした例を示した。基本的
な表示装置の概念図は図6に示した。表示装置の作製法
について述べる。電極付きの2枚の基板を用意した。つ
ぎに光重合性のアクリルモノマー(オリゴマーでもよ
い、またアクリルに限らない)と液晶(ここではPN0
01、ロディック社製、しかしこの液晶に限らない)お
よび青色蛍光色素(EB501、三井東圧染料社製)を
30:70:7にて混合(混合比はこれに限らない)し
たものを用意した。また光重合性のアクリルモノマー
(オリゴマーでもよい、またアクリルに限らない)と液
晶(ここではPN001、ロディック社製、しかしこの
液晶に限らない)および緑色蛍光色素(EG307、三
井東圧染料社製)を30:70:7にて混合(混合比は
これに限らない)したものを用意した。さらに光重合性
のアクリルモノマー(オリゴマーでもよい、またアクリ
ルに限らない)と液晶(ここではPN001、ロディッ
ク社製、しかしこの液晶に限らない)および赤色蛍光色
素(ER120、三井東圧染料社製)を30:70:7
にて混合(混合比はこれに限らない)したものも用意し
た。以上用いた蛍光色素の色はここに示した色でなくと
も良い。これら3つの混合物を基板上に碁盤目状に印刷
しテレビの画面と同様に配色した(図6の13、14、
15等のように配置する)。この基板に、画素の仕切を
兼ねたスペーサ16を形成した対向基板を張り合わせ、
紫外線を照射して高分子前駆体を重合し液晶と高分子を
相分離し表示素子部11を作製した。素子部の作製方法
はここに示したものでなくても本実施例の構成を実現で
きる方法であれば良い。この画素の仕切は、色素がとな
りの画素の色素と混じらないように隔離するものであ
り、ここに示したものでなくとも良い。この素子の背面
に黒い背景板12を配置した。電界を印加しないときに
は、表示素子部は透明であり、背景の黒が見える。背景
板の色については、各画素の色と組み合わせて使用する
に十分な色調が得られればどんな色でも良い。電界を印
加すると表示素子部が蛍光色に散乱し、各画素が蛍光色
に対応した色に見える。各3原色に対応する画素をカラ
ー表示信号に応じonーoffすると、カラー画像を表
示することができた。
【0011】(実施例4)本実施例では、実施例3に於
いて素子部周辺に紫外線ランプを配置した例を示す。図
7に本発明の表示装置の概念図を示した。背景板の周辺
に紫外線ランプ17を配置した。紫外線ランプの数及び
配置はここに示したものに限らない。また、紫外線ラン
プはその発光波長について限定されない。可視光を含む
ランプを用いることもできるが、コントラストが低下す
る。これによれば電界を印加したときには紫外線ランプ
により励起された蛍光色が散乱されて観察され、電界を
印加しないときには透明となるので蛍光色は散乱され
ず、使用者には背景板の黒が見える。本実施例では、ラ
ンプの色が紫外であるので使用者にはランプの光は見え
ず蛍光色のみが観測され、色純度が高まる。特に、外部
の光が画面に入射しないような覆いをつけると、より色
純度が高まる。本実施例は実施例1で作製した表示素子
にも応用できる。
【0012】(実施例5)本実施例では実施例2に示し
た高分子及び液晶を用いて、蛍光色素に赤、青、緑の3
原色を用いてカラー表示装置とした例を示した。基本的
な表示装置の概念図は図6に示した。表示装置の作製法
について述べる。電極付きの2枚の基板を用意した。つ
ぎに高分子前駆体としてパラフェニルフェノールメタク
リレート(これに限らない)と液晶(ここではPN00
1、ロディック社製、しかしこの液晶に限らない)およ
び青色蛍光色素(EB501、三井東圧染料社製)を1
0:90:0.1にて混合(混合比はこれに限らない)
したものを用意した。また高分子前駆体としてパラフェ
ニルフェノールメタクリレート(これに限らない)と液
晶(ここではPN001、ロディック社製、しかしこの
液晶に限らない)および緑色蛍光色素(EG307、三
井東圧染料社製)を10:90:0.1にて混合(混合
比はこれに限らない)したものを用意した。さらに高分
子前駆体としてパラフェニルフェノールメタクリレート
(これに限らない)と液晶(ここではPN001、ロデ
ィック社製、しかしこの液晶に限らず、カイラル成分を
含んでいても良い)および赤色蛍光色素(ER120、
三井東圧染料社製)を10:90:0.1にて混合(混
合比はこれに限らない)したものを用意した。以上用い
た色素の色はここに示した色でなくとも良い。これら3
つの混合物を配向処理した電極付き基板上に碁盤目状に
印刷しテレビの画面と同様に配色した。この基板に、画
素の仕切を兼ねたスペーサ16を形成した電極付き対向
基板を張り合わせ、液晶及び高分子前駆体が配向した状
態で紫外線を照射して高分子前駆体を重合し液晶と高分
子を配向した状態で相分離して素子部11を作製した。
素子部の作製方法はここに示したものでなくても本実施
例の構成を実現できる方法であれば良い。この画素の仕
切は、色素がとなりの画素の色素と混じらないように隔
離するものであり、ここに示したものでなくとも良い。
この素子の背面に黒い背景板12を配置した。電界を印
加しないときには、表示素子部は透明であり、背景の黒
が見える。背景板の色については、各画素の色と組み合
わせて使用するに十分な色調が得られればどんな色でも
良い。電界を印加すると表示素子部が蛍光色に散乱し、
各画素が蛍光色に対応した色に見える。各3原色に対応
する画素をカラー表示信号に応じon、offすると、
カラー画像を表示することができた。
【0013】(実施例6)本実施例では、実施例5に於
いて素子部周辺に紫外線ランプを配置した例を示す。図
7に本発明の表示装置の概念図を示した。背景板の周辺
に紫外線ランプ17を配置した。特に素子の配向処理方
向と光源の位置関係は図7に示した配置が最も明るく見
えるが、ここに示した位置に限らない。また、紫外線ラ
ンプはその発光波長について限定されない。可視光を含
むランプを用いることもできるが、コントラストが低下
する。これによれば電界を印加したときには紫外線ラン
プにより励起された蛍光色が散乱されて観察され、電界
を印加しないときには透明となるので蛍光色は散乱され
ず、使用者には背景板の黒が見える。本実施例では、ラ
ンプの色が紫外であるので使用者にはランプの光は見え
ず蛍光色のみが観測され、色純度が高まる。特に、外部
の光が画面に入射しないような覆いをつけると、より色
純度が高まる。本実施例は、実施例2の表示素子にも応
用できる。
【0014】(実施例7)本実施例では実施例3、実施
例4、実施例5あるいは実施例6において画素間に遮光
処理する実施例を示す。図7に於いて、基板に形成する
画素の仕切用のスペーサ16を黒い樹脂で形成すると画
素間の遮光を行うことができた。これにより、各画素か
らの蛍光を画素毎に分離することができるようになり、
色調がより一層鮮やかとなった。
【0015】以上、実施例を示したが、本発明はあらゆ
る方式の高分子分散型液晶表示素子に応用でき、またこ
れにより明るいカラー表示装置を作製できる。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、高分
子分散型液晶表示素子に蛍光色素を混合することによ
り、明るい表示素子を提供することが可能となった。ま
た、この表示素子を組み合わせることにより、カラー表
示装置を作製することも可能となった。本発明を用いれ
ば明るい中小容量カラーディスプレイを作製することが
可能であり、MIM素子あるいはTFT素子を組み合わ
せることにより、大容量カラーディスプレイを作製する
ことも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における表示素子を示す概
念図である。
【図2】 従来の高分子分散型表示素子の概念図であ
る。
【図3】 本発明の実施例1における表示素子の電気光
学特性を示す図である。
【図4】 本発明の実施例2における表示素子を示す概
念図である。
【図5】 本発明の実施例2における表示素子の電気光
学特性図である。
【図6】 本発明の実施例3及び実施例5における表示
装置を示す概念図である。
【図7】 本発明の実施例4及び実施例6における表示
装置を示す概念図である。
【符号の説明】
1 基板 2 電極 4 高分子 5 液晶 6 蛍光色素 7 電極 8 基板 9 液晶の配向方向 10 高分子の配向方向 11 表示素子部 12 背景板 13 赤い蛍光色素を含む画素 14 緑の蛍光色素を含む画素 15 青い蛍光色素を含む画素 16 画素分割用スペーサ 17 ランプ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の電極の間に液晶と高分子を互いに
    分散した構造を配置した反射型表示素子において、液晶
    /高分子層に蛍光色素を混合したことを特徴とする表示
    素子。
  2. 【請求項2】 2枚の電極の間に液晶と高分子を互いに
    分散した構造を配置した反射型表示素子において、液晶
    /高分子層を配向分散し、かつ液晶/高分子層に蛍光色
    素を混合したことを特徴とする請求項1記載の表示素
    子。
  3. 【請求項3】 上記蛍光色素の色を違えた表示素子を組
    み合わせ、多色表示することを特徴とするカラー表示装
    置。
  4. 【請求項4】 上記表示素子あるいは上記カラー表示装
    置の背面に背景板を配置し、背景板の周辺に光源を配置
    したことを特徴とする請求項1あるいは請求項2あるい
    は請求項3記載の表示素子あるいはカラー表示装置。
  5. 【請求項5】 上記光源が、紫外線ランプであることを
    特徴とする請求項4記載の表示素子あるいはカラー表示
    装置。
  6. 【請求項6】 上記カラー表示装置において、画素間に
    遮光処理を施したことを特徴とする請求項3記載のカラ
    ー表示装置。
JP30921191A 1991-11-25 1991-11-25 表示素子及びこれを用いたカラー表示装置 Pending JPH05142582A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007532968A (ja) * 2004-04-15 2007-11-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 電気的に制御可能な色変換セル
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