JPH05232457A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH05232457A JPH05232457A JP3772192A JP3772192A JPH05232457A JP H05232457 A JPH05232457 A JP H05232457A JP 3772192 A JP3772192 A JP 3772192A JP 3772192 A JP3772192 A JP 3772192A JP H05232457 A JPH05232457 A JP H05232457A
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- crystal layer
- crystal display
- concavo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、低電圧で動作してコントラストが
高い高分子分散型の液晶表示素子を提供することを目的
とする。 【構成】 この発明は、内面に画素電極１３，１４を有
し互いに対向する一対の基板１１，１２と、この一対の
基板１１，１２の少なくとも一方の内面側に形成された
微小な凹凸構造１６，１７と、この凹凸構造１６，１７
を介して一対の基板１１，１２の間に挾まれインピーダ
ンスが凹凸構造１６，１７のインピーダンスと等しい
か、もしくは凹凸構造１６，１７のインピーダンスより
大きい液晶層１５とを備えたものである。
高い高分子分散型の液晶表示素子を提供することを目的
とする。 【構成】 この発明は、内面に画素電極１３，１４を有
し互いに対向する一対の基板１１，１２と、この一対の
基板１１，１２の少なくとも一方の内面側に形成された
微小な凹凸構造１６，１７と、この凹凸構造１６，１７
を介して一対の基板１１，１２の間に挾まれインピーダ
ンスが凹凸構造１６，１７のインピーダンスと等しい
か、もしくは凹凸構造１６，１７のインピーダンスより
大きい液晶層１５とを備えたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子を用いた液晶表示装置にお
ける表示方式の一つには、液晶表示素子の液晶層に対す
る電圧印加状態と電圧非印加状態とで液晶表示素子の液
晶層が光の透過状態と散乱状態とに変化することを利用
した、いわゆる散乱型がある。この散乱型は液晶表示装
置における他の表示方式であって偏光板を必要とするツ
イステッドネマティック型やスーパーツイステッドネマ
ティック型に対して偏光板が不要であるという特徴を有
している。このため、散乱型は偏光板による光の損失
（吸収）を伴わず、より明るい表示が可能となる。この
散乱型は例えば特表昭５８ー５０１６３１号公報などに
記載されている。
ける表示方式の一つには、液晶表示素子の液晶層に対す
る電圧印加状態と電圧非印加状態とで液晶表示素子の液
晶層が光の透過状態と散乱状態とに変化することを利用
した、いわゆる散乱型がある。この散乱型は液晶表示装
置における他の表示方式であって偏光板を必要とするツ
イステッドネマティック型やスーパーツイステッドネマ
ティック型に対して偏光板が不要であるという特徴を有
している。このため、散乱型は偏光板による光の損失
（吸収）を伴わず、より明るい表示が可能となる。この
散乱型は例えば特表昭５８ー５０１６３１号公報などに
記載されている。
【０００３】この散乱型の中でも、近年、樹脂等の支持
媒質によりマトリクスの構造を形成し、このマトリクス
によって形成された空隙に液晶を保持させた、いわゆる
高分子分散型の液晶表示装置が注目されている。この高
分子分散型の液晶表示装置では、偏光板が不要であるた
めに明るい表示が可能になるという特長に加え、応答速
度が速くて大面積化が容易である等の特長がある。
媒質によりマトリクスの構造を形成し、このマトリクス
によって形成された空隙に液晶を保持させた、いわゆる
高分子分散型の液晶表示装置が注目されている。この高
分子分散型の液晶表示装置では、偏光板が不要であるた
めに明るい表示が可能になるという特長に加え、応答速
度が速くて大面積化が容易である等の特長がある。
【０００４】このような高分子分散型の液晶表示装置に
おいて、マトリクスによって形成される空隙に液晶を保
持させた構造を形成する方法としては、幾つかの方法が
報告されている。例えば、ポリビニルアルコール等の水
溶性ポリマーと液晶との乳化液を塗布乾燥させる方法
（エマルジョン法）、可溶性ポリマーと液晶を溶媒に溶
解させて均一溶液を調製し、この溶液を塗布乾燥させて
乾燥時にポリマーと液晶とを相分離させる方法（溶媒蒸
発法）、アクリルモノマー等の光重合性物質と液晶と光
重合開始剤とを上下基板間の空隙に封入し、これに紫外
線を照射して光重合性物質を重合させ、相分離させる方
法（光重合法）、熱重合性物質（例えばエポキシ化合物
とその硬化剤）と液晶との混合物を上下基板間に封入し
た後にこれを加熱により重合させ、相分離させる方法
（熱重合法）などである。
おいて、マトリクスによって形成される空隙に液晶を保
持させた構造を形成する方法としては、幾つかの方法が
報告されている。例えば、ポリビニルアルコール等の水
溶性ポリマーと液晶との乳化液を塗布乾燥させる方法
（エマルジョン法）、可溶性ポリマーと液晶を溶媒に溶
解させて均一溶液を調製し、この溶液を塗布乾燥させて
乾燥時にポリマーと液晶とを相分離させる方法（溶媒蒸
発法）、アクリルモノマー等の光重合性物質と液晶と光
重合開始剤とを上下基板間の空隙に封入し、これに紫外
線を照射して光重合性物質を重合させ、相分離させる方
法（光重合法）、熱重合性物質（例えばエポキシ化合物
とその硬化剤）と液晶との混合物を上下基板間に封入し
た後にこれを加熱により重合させ、相分離させる方法
（熱重合法）などである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記高分子分散型の液
晶表示装置では、問題点として動作電圧が高いというこ
とが最も重大であり、このために用途が調光ガラスのよ
うに高電圧を印加できるものに限られ、ドットマトリク
スに配置された画素電極により文字や図形の表示を行わ
せるドットマトリクスディスプレイへの応用、特に薄膜
トランジスタや非線形素子を各画素に配したアクティブ
マトリクス駆動のドットマトリクスディスプレイの実現
が極めて困難であった。
晶表示装置では、問題点として動作電圧が高いというこ
とが最も重大であり、このために用途が調光ガラスのよ
うに高電圧を印加できるものに限られ、ドットマトリク
スに配置された画素電極により文字や図形の表示を行わ
せるドットマトリクスディスプレイへの応用、特に薄膜
トランジスタや非線形素子を各画素に配したアクティブ
マトリクス駆動のドットマトリクスディスプレイの実現
が極めて困難であった。
【０００６】本発明は上記欠点を改善し、低電圧で動作
してコントラストが高い高分子分散型の液晶表示素子を
提供することを目的とする。
してコントラストが高い高分子分散型の液晶表示素子を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、内面に画素電極を有し互い
に対向する一対の基板と、この一対の基板の少なくとも
一方の内面側に形成された微小な凹凸構造と、この凹凸
構造を介して前記一対の基板の間に挾まれインピーダン
スが前記凹凸構造のインピーダンスと等しいか、もしく
は前記凹凸構造のインピーダンスより大きい液晶層とを
備えたものであり、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の液晶表示素子において、前記凹凸構造の誘電率が前
記液晶層の誘電率より大きいものであり、請求項３記載
の発明は、請求項２記載の液晶表示素子において、前記
凹凸構造が高分子誘電体によって形成されているもので
あり、請求項４記載の発明は、請求項２記載の液晶表示
素子において、前記凹凸構造が無機誘電体微粒子が分散
された高分子誘電体によって形成されているものであ
り、請求項５記載の発明は、請求項１記載の液晶表示素
子において、前記凹凸構造が着色されているものであ
り、請求項６記載の発明は、請求項１，２，３，４又は
５記載の液晶表示素子において、前記液晶層が正の誘電
異方性を有し、かつ前記凹凸構造の屈折率が前記液晶層
の常温屈折率に概略一致しているものである。
め、請求項１記載の発明は、内面に画素電極を有し互い
に対向する一対の基板と、この一対の基板の少なくとも
一方の内面側に形成された微小な凹凸構造と、この凹凸
構造を介して前記一対の基板の間に挾まれインピーダン
スが前記凹凸構造のインピーダンスと等しいか、もしく
は前記凹凸構造のインピーダンスより大きい液晶層とを
備えたものであり、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の液晶表示素子において、前記凹凸構造の誘電率が前
記液晶層の誘電率より大きいものであり、請求項３記載
の発明は、請求項２記載の液晶表示素子において、前記
凹凸構造が高分子誘電体によって形成されているもので
あり、請求項４記載の発明は、請求項２記載の液晶表示
素子において、前記凹凸構造が無機誘電体微粒子が分散
された高分子誘電体によって形成されているものであ
り、請求項５記載の発明は、請求項１記載の液晶表示素
子において、前記凹凸構造が着色されているものであ
り、請求項６記載の発明は、請求項１，２，３，４又は
５記載の液晶表示素子において、前記液晶層が正の誘電
異方性を有し、かつ前記凹凸構造の屈折率が前記液晶層
の常温屈折率に概略一致しているものである。
【０００８】
【作用】電圧が画素電極から凹凸構造を介して液晶層に
印加され、この電圧の有無により液晶層が光の透過状態
と散乱状態とに変化する
印加され、この電圧の有無により液晶層が光の透過状態
と散乱状態とに変化する
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す。一対の基板１
１，１２は内面に画素電極１３，１４を有し、互いに所
定の微小な距離だけ離間して対向するように配置され
る。この一対の基板１１，１２の間の微小な空隙には液
晶層１５が形成され、基板１１，１２と液晶層１５との
各間には微小な凹凸構造を有する層（以下凹凸部と呼
ぶ）１６，１７が形成されている。なお、凹凸部１６，
１７はいずれか一方のみを形成するようにしてもよい。
凹凸部１６，１７は液晶層１５の分子配向を乱すように
作用するものであり、電圧が電極１３，１４から凹凸部
１６，１７を介して液晶層１５に印加されていない時に
は液晶層１５は凹凸部１６，１７により分子配向が乱れ
て光を散乱させる散乱状態となる。
１，１２は内面に画素電極１３，１４を有し、互いに所
定の微小な距離だけ離間して対向するように配置され
る。この一対の基板１１，１２の間の微小な空隙には液
晶層１５が形成され、基板１１，１２と液晶層１５との
各間には微小な凹凸構造を有する層（以下凹凸部と呼
ぶ）１６，１７が形成されている。なお、凹凸部１６，
１７はいずれか一方のみを形成するようにしてもよい。
凹凸部１６，１７は液晶層１５の分子配向を乱すように
作用するものであり、電圧が電極１３，１４から凹凸部
１６，１７を介して液晶層１５に印加されていない時に
は液晶層１５は凹凸部１６，１７により分子配向が乱れ
て光を散乱させる散乱状態となる。
【００１０】図２及び図３はこの実施例の一部を示す断
面図である。液晶層１５は電圧が印加されていない時に
は凹凸部１６，１７により分子配向が図２の破線１５ａ
のように乱れて光を散乱させる状態となる。また、電圧
が電極１３，１４から凹凸部１６，１７を介して液晶層
１５に印加されている時には液晶層１５は正の誘電異方
性を有するものである場合分子が図３の破線１５ｂのよ
うに電界の方向に平行に配列され、分子配向のゆらぎが
無くなって透明状態になる。
面図である。液晶層１５は電圧が印加されていない時に
は凹凸部１６，１７により分子配向が図２の破線１５ａ
のように乱れて光を散乱させる状態となる。また、電圧
が電極１３，１４から凹凸部１６，１７を介して液晶層
１５に印加されている時には液晶層１５は正の誘電異方
性を有するものである場合分子が図３の破線１５ｂのよ
うに電界の方向に平行に配列され、分子配向のゆらぎが
無くなって透明状態になる。
【００１１】この際に、凹凸部１６，１７の屈折率が液
晶層１５の常光屈折率と一致している場合には、液晶層
１５に電圧を印加しない時に凹凸部１６，１７の屈折率
が液晶層１５の屈折率とが異なることになり、液晶層１
５は凹凸部１６，１７の凹凸構造に起因する光の散乱が
生じて遮光性が高まる。また、電圧が電極１３，１４か
ら凹凸部１６，１７を介して液晶層１５に印加されてい
る時には凹凸部１６，１７の屈折率が液晶層１５の屈折
率とが一致し、液晶層１５がより確実に透明状態になっ
て液晶層１５による表示のコントラストが改善される。
晶層１５の常光屈折率と一致している場合には、液晶層
１５に電圧を印加しない時に凹凸部１６，１７の屈折率
が液晶層１５の屈折率とが異なることになり、液晶層１
５は凹凸部１６，１７の凹凸構造に起因する光の散乱が
生じて遮光性が高まる。また、電圧が電極１３，１４か
ら凹凸部１６，１７を介して液晶層１５に印加されてい
る時には凹凸部１６，１７の屈折率が液晶層１５の屈折
率とが一致し、液晶層１５がより確実に透明状態になっ
て液晶層１５による表示のコントラストが改善される。
【００１２】凹凸部１６，１７の凹凸構造の大きさは液
晶層１５の効果的な散乱状態を得るためにピッチ及び高
さを０．１μｍ〜１０μｍの範囲とすることが好まし
く、０．３μｍ〜５μｍの範囲とすることがより好まし
い。この実施例の等価回路は図４に示すように表され
る。液晶層１５のインピーダンスＺａは液晶層１５の容
量Ｃａ及び抵抗Ｒａにより決まり、凹凸部１６，１７の
各インピーダンスＺｂ1，Ｚｂ2は凹凸部１６，１７の各
容量Ｃｂ1，Ｃｂ2及び抵抗Ｒａ1，Ｒｂ2により決まる。
ここに、例えば、Ｃｂ1＝Ｃｂ2＝Ｃｂ、Ｒａ1＝Ｒｂ2＝
Ｒｂ、Ｚｂ1＝Ｚｂ2＝Ｚｂとする。
晶層１５の効果的な散乱状態を得るためにピッチ及び高
さを０．１μｍ〜１０μｍの範囲とすることが好まし
く、０．３μｍ〜５μｍの範囲とすることがより好まし
い。この実施例の等価回路は図４に示すように表され
る。液晶層１５のインピーダンスＺａは液晶層１５の容
量Ｃａ及び抵抗Ｒａにより決まり、凹凸部１６，１７の
各インピーダンスＺｂ1，Ｚｂ2は凹凸部１６，１７の各
容量Ｃｂ1，Ｃｂ2及び抵抗Ｒａ1，Ｒｂ2により決まる。
ここに、例えば、Ｃｂ1＝Ｃｂ2＝Ｃｂ、Ｒａ1＝Ｒｂ2＝
Ｒｂ、Ｚｂ1＝Ｚｂ2＝Ｚｂとする。
【００１３】この実施例の最大の特徴は凹凸部１６，１
７のインピーダンスＺｂを液晶層１５のインピーダンス
Ｚａより小さくしたことにある。このようにすることに
より、凹凸部１６，１７による電圧降下を最小限に抑え
ることができる。すなわち、液晶層１５の駆動電圧（印
加電圧）の周波数をｆとすると、 ２Ｚｂ＝Ｚａ Ｚｂ＝Ｒｂ／（１＋２πｆＣｂＲｂ） Ｚａ＝Ｒａ／（１＋２πｆＣａＲａ） とする。
７のインピーダンスＺｂを液晶層１５のインピーダンス
Ｚａより小さくしたことにある。このようにすることに
より、凹凸部１６，１７による電圧降下を最小限に抑え
ることができる。すなわち、液晶層１５の駆動電圧（印
加電圧）の周波数をｆとすると、 ２Ｚｂ＝Ｚａ Ｚｂ＝Ｒｂ／（１＋２πｆＣｂＲｂ） Ｚａ＝Ｒａ／（１＋２πｆＣａＲａ） とする。
【００１４】上記条件（式）が満たされない場合、凹凸
部１６，１７による電圧降下によって液晶層１５の駆動
電圧が上昇してしまったり液晶層１５に電圧が均一に印
加されなかったりするために画素部の液晶層１５内に液
晶分子の配向のゆらぎを生じ、液晶層１５の透明性が低
下してしまう。凹凸部１６，１７のインピーダンスを小
さくするには、凹凸部１６，１７の膜厚を小さくする
方法、凹凸部１６，１７の抵抗を下げる方法、凹凸
部１６，１７の誘電率を大きくしてその容量を大きくす
る方法等があるが、このうちの方法は液晶層１５によ
る表示のコントラスト低下を招くので、好ましくない。
部１６，１７による電圧降下によって液晶層１５の駆動
電圧が上昇してしまったり液晶層１５に電圧が均一に印
加されなかったりするために画素部の液晶層１５内に液
晶分子の配向のゆらぎを生じ、液晶層１５の透明性が低
下してしまう。凹凸部１６，１７のインピーダンスを小
さくするには、凹凸部１６，１７の膜厚を小さくする
方法、凹凸部１６，１７の抵抗を下げる方法、凹凸
部１６，１７の誘電率を大きくしてその容量を大きくす
る方法等があるが、このうちの方法は液晶層１５によ
る表示のコントラスト低下を招くので、好ましくない。
【００１５】一般に液晶は劣化を防ぐために交流電圧が
印加されて駆動される。この交流電圧の駆動周波数は液
晶による表示のちらつきを抑え、かつその交流電圧の駆
動周波数増大による消費電力を抑えるために３０ＨＺ〜
２００ＨＺ程度の周波数とするのが一般的である。この
ような条件において、効果的に液晶層１５に電圧を印加
するためにはの方法が最も効果的である。より具体的
には凹凸部１６，１７の誘電率を液晶層１５の誘電率よ
り大きくすることが必要である。凹凸部１６，１７の誘
電率を大きくするためには、凹凸部１６，１７を高分子
高誘電体によって形成したり無機誘電体の微粒子が分散
された高分子材料により形成することが好ましい。
印加されて駆動される。この交流電圧の駆動周波数は液
晶による表示のちらつきを抑え、かつその交流電圧の駆
動周波数増大による消費電力を抑えるために３０ＨＺ〜
２００ＨＺ程度の周波数とするのが一般的である。この
ような条件において、効果的に液晶層１５に電圧を印加
するためにはの方法が最も効果的である。より具体的
には凹凸部１６，１７の誘電率を液晶層１５の誘電率よ
り大きくすることが必要である。凹凸部１６，１７の誘
電率を大きくするためには、凹凸部１６，１７を高分子
高誘電体によって形成したり無機誘電体の微粒子が分散
された高分子材料により形成することが好ましい。
【００１６】凹凸部１６，１７に用いることのできる高
分子高誘電体は誘電率が少なくとも５以上のもので、シ
アノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシセルロ
ース、シアノエチルスターチ、シアノエチルグリセルロ
ールプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、２
−シアノエチルアクリレート、４−シアノブチルアクリ
レート、シアノメチルアクリレート、２−シアノエチル
メタクリレート、４−シアノブチルメタクリレート、シ
アノエチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、シ
アン化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルピ
ロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ナイロン１，
１などが好ましい例として示すことができる。
分子高誘電体は誘電率が少なくとも５以上のもので、シ
アノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシセルロ
ース、シアノエチルスターチ、シアノエチルグリセルロ
ールプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、２
−シアノエチルアクリレート、４−シアノブチルアクリ
レート、シアノメチルアクリレート、２−シアノエチル
メタクリレート、４−シアノブチルメタクリレート、シ
アノエチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、シ
アン化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルピ
ロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ナイロン１，
１などが好ましい例として示すことができる。
【００１７】また、上記無機誘電体としては、酸化チタ
ン、酸化錫、酸化鉛、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、ニ
オブ酸リチウム等の高誘電性または強誘電性の無機物の
微粉末を用いることができる。これらの誘電体微粉末を
分散する高分子材料としては先に例示した高誘電率高分
子材料を好ましく用いるが、その他ポリメチルメタクリ
レート等のアクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリスルフォン、ポリエーテルスルホン、ポ
リアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリビニルブ
チラール、ポリビニルホルマール、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、シリコーン樹脂、ポリカーボネート、フェノキシ樹
脂、エポキシ樹脂などを例示することができる。この無
機微粒子の樹脂に対する添加量は用いる材料に依存する
ため一概には言えないが、１〜４０％の範囲が好まし
い。無機微粒子の樹脂に対する過剰な添加は透過率の低
下を招くために好ましくない。
ン、酸化錫、酸化鉛、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、ニ
オブ酸リチウム等の高誘電性または強誘電性の無機物の
微粉末を用いることができる。これらの誘電体微粉末を
分散する高分子材料としては先に例示した高誘電率高分
子材料を好ましく用いるが、その他ポリメチルメタクリ
レート等のアクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリスルフォン、ポリエーテルスルホン、ポ
リアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリビニルブ
チラール、ポリビニルホルマール、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、シリコーン樹脂、ポリカーボネート、フェノキシ樹
脂、エポキシ樹脂などを例示することができる。この無
機微粒子の樹脂に対する添加量は用いる材料に依存する
ため一概には言えないが、１〜４０％の範囲が好まし
い。無機微粒子の樹脂に対する過剰な添加は透過率の低
下を招くために好ましくない。
【００１８】液晶層１５の液晶組成物としては、誘電異
方性が正であるネマティック液晶が特に好適であるが、
ネマティック液晶やスメクティック液晶、コレスティッ
ク液晶など電界印加によりその分子配向状態を変えるこ
とのできる液晶であれば用いることができる。また、液
晶層１５の液晶組成物に二色性色素を添加してゲストホ
ストモードとすることもできる。
方性が正であるネマティック液晶が特に好適であるが、
ネマティック液晶やスメクティック液晶、コレスティッ
ク液晶など電界印加によりその分子配向状態を変えるこ
とのできる液晶であれば用いることができる。また、液
晶層１５の液晶組成物に二色性色素を添加してゲストホ
ストモードとすることもできる。
【００１９】液晶と支持媒質により形成される液晶層１
５の厚さは、液晶層１５の駆動電圧とコントラストの点
から３〜５０μｍの範囲が好ましく、３〜２０μｍの範
囲がより好ましい。これは、液晶層１５が厚すぎる場合
には液晶層１５の駆動電圧が上昇するために好ましくな
く、液晶層１５が薄すぎる場合には液晶層１５による表
示のコントラストが低下するからである。
５の厚さは、液晶層１５の駆動電圧とコントラストの点
から３〜５０μｍの範囲が好ましく、３〜２０μｍの範
囲がより好ましい。これは、液晶層１５が厚すぎる場合
には液晶層１５の駆動電圧が上昇するために好ましくな
く、液晶層１５が薄すぎる場合には液晶層１５による表
示のコントラストが低下するからである。
【００２０】基板１１，１２上に凹凸部１６，１７を形
成する方法としては、基板１１，１２上に均一な塗膜を
形成した後に、別の基板に形成した凹凸パターンを転写
する方法、フォトリソグラフィープロセスにより形成す
る方法、凹凸を形成する材料に不溶な第２（第３）成分
を添加して成膜し、次いで第２（第３）成分を溶出させ
る方法、凹凸を形成する材料と相分離を起こす第２（第
３）成分を添加して成膜し、次いでこの成分を溶出させ
る方法等が好ましい例として用いることができる。
成する方法としては、基板１１，１２上に均一な塗膜を
形成した後に、別の基板に形成した凹凸パターンを転写
する方法、フォトリソグラフィープロセスにより形成す
る方法、凹凸を形成する材料に不溶な第２（第３）成分
を添加して成膜し、次いで第２（第３）成分を溶出させ
る方法、凹凸を形成する材料と相分離を起こす第２（第
３）成分を添加して成膜し、次いでこの成分を溶出させ
る方法等が好ましい例として用いることができる。
【００２１】なお、この凹凸部１６，１７を染料や顔料
で着色することにより、その凹凸をカラーフィルタとし
ても機能させることができる。また、凹凸部１６，１７
の着色により複数色のカラーフィルタパターンを形成す
ることによりマルチカラー表示を行わせることもでき
る。
で着色することにより、その凹凸をカラーフィルタとし
ても機能させることができる。また、凹凸部１６，１７
の着色により複数色のカラーフィルタパターンを形成す
ることによりマルチカラー表示を行わせることもでき
る。
【００２２】上述の実施例では、一対の基板１１，１２
の内面に微小な凹凸構造を有する凹凸部１６，１７を形
成し、かつ、凹凸部１６，１７のインピーダンスを液晶
層１５のインピーダンスより小さく設定したので、この
液晶表示素子の電極１３，１４に印加される電圧のほと
んどが液晶層１５に印加されることになり、通常の高分
子分散型の液晶表示素子に比べて低電圧で動作すること
ができる。なお、凹凸部１６，１７のインピーダンスを
液晶層１５のインピーダンスと等しく設定した場合にも
同様な効果が得られる。
の内面に微小な凹凸構造を有する凹凸部１６，１７を形
成し、かつ、凹凸部１６，１７のインピーダンスを液晶
層１５のインピーダンスより小さく設定したので、この
液晶表示素子の電極１３，１４に印加される電圧のほと
んどが液晶層１５に印加されることになり、通常の高分
子分散型の液晶表示素子に比べて低電圧で動作すること
ができる。なお、凹凸部１６，１７のインピーダンスを
液晶層１５のインピーダンスと等しく設定した場合にも
同様な効果が得られる。
【００２３】さらに、凹凸部１６，１７を着色してカラ
ーフィルタとして用いた場合には、素子構成を簡略化す
ることができる。また、液晶層１５の液晶材料として正
の誘電異方性を有する材料を用い、かつ、凹凸部１６，
１７の屈折率を液晶層１５の常光屈折率に概略一致させ
た場合にはさらに高いコントラストを得ることができ
る。
ーフィルタとして用いた場合には、素子構成を簡略化す
ることができる。また、液晶層１５の液晶材料として正
の誘電異方性を有する材料を用い、かつ、凹凸部１６，
１７の屈折率を液晶層１５の常光屈折率に概略一致させ
た場合にはさらに高いコントラストを得ることができ
る。
【００２４】次に、本発明の各実施例及び比較例の作製
及び作用効果について詳細に説明する。本発明の第１実
施例の作製においては、シアノエチルプルラン（比誘電
率１８、体積抵抗１０12Ωｃｍ、屈折率１．５）のＮ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液を酸化インジウムを主成
分とする透明導電膜を有するガラス基板に塗布し、乾燥
させて膜厚が約２μｍで均一な膜厚の塗膜を得た。次い
で、金属製スタンパを用いてその塗膜の表面にピツチが
約２μｍ、凸部の高さが約２μｍの凹凸構造を形成し
た。同様にしてもう１つの基板にも凹凸構造を形成し、
これらの両基板を対向させてその間に液晶（メルク製Ｅ
７、平均誘電率９、体積抵抗１０10Ωｃｍ、常光屈折率
１．５）を平均ギャップが７μｍとなるように封入して
液晶表示素子を作製した。
及び作用効果について詳細に説明する。本発明の第１実
施例の作製においては、シアノエチルプルラン（比誘電
率１８、体積抵抗１０12Ωｃｍ、屈折率１．５）のＮ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液を酸化インジウムを主成
分とする透明導電膜を有するガラス基板に塗布し、乾燥
させて膜厚が約２μｍで均一な膜厚の塗膜を得た。次い
で、金属製スタンパを用いてその塗膜の表面にピツチが
約２μｍ、凸部の高さが約２μｍの凹凸構造を形成し
た。同様にしてもう１つの基板にも凹凸構造を形成し、
これらの両基板を対向させてその間に液晶（メルク製Ｅ
７、平均誘電率９、体積抵抗１０10Ωｃｍ、常光屈折率
１．５）を平均ギャップが７μｍとなるように封入して
液晶表示素子を作製した。
【００２５】この液晶表示素子においては、駆動電圧の
周波数を６４ＨＺとしたときに各凹凸部の単位面積当り
のインピーダンスが各々０．３ＭΩ／ｃｍ2であり、液
晶層の単位面積当りのインピーダンスが１．７ＭΩ／ｃ
ｍ2である。そして、電圧無印加時には液晶層が光の散
乱状態になり、５Ｖの電圧印加時には液晶層が透明とな
った。
周波数を６４ＨＺとしたときに各凹凸部の単位面積当り
のインピーダンスが各々０．３ＭΩ／ｃｍ2であり、液
晶層の単位面積当りのインピーダンスが１．７ＭΩ／ｃ
ｍ2である。そして、電圧無印加時には液晶層が光の散
乱状態になり、５Ｖの電圧印加時には液晶層が透明とな
った。
【００２６】また、本発明の第２実施例の作製では、上
記第１実施例の作製において、液晶に３重量％の黒色の
２色性色素を添加した以外は第１実施例と同様に液晶表
示素子を作製した。この液晶表示素子は電圧無印加時に
は黒色となり、５Ｖの電圧印加時には透明となった。
記第１実施例の作製において、液晶に３重量％の黒色の
２色性色素を添加した以外は第１実施例と同様に液晶表
示素子を作製した。この液晶表示素子は電圧無印加時に
は黒色となり、５Ｖの電圧印加時には透明となった。
【００２７】本発明の第３実施例の作製では、上記第２
実施例の作製において、シアノエチルプルランに緑色の
顔料を添加して液晶表示素子を作製した。この液晶表示
素子は電圧無印加時には黒色となり、５Ｖの電圧印加時
には緑色となってカラー表示が可能であることが確認さ
れた。
実施例の作製において、シアノエチルプルランに緑色の
顔料を添加して液晶表示素子を作製した。この液晶表示
素子は電圧無印加時には黒色となり、５Ｖの電圧印加時
には緑色となってカラー表示が可能であることが確認さ
れた。
【００２８】本発明の第４実施例の作製においては、ア
クリル系の透明ホトレジスト（比誘電率３、体積抵抗１
０14Ωｃｍ、屈折率１．５）にチタン酸バリウムの微文
末（粒径０．１μｍ）を添加し、ボールミルでミリング
して分散液を調整した。これを透明導電膜を有するガラ
ス基板に塗布し、乾燥させて膜厚が約２μｍで均一な膜
厚の塗膜を得た（比誘電率２０）。次いで、この基板に
ホログラム露光して現像することにより表面にピッチが
約２μｍ、凸部の高さが約２μｍの凹凸構造を形成し
た。同様にしてもう１つの基板にも凹凸構造を形成し、
これらの両基板を対向させてその間に液晶（メルク製Ｅ
７、平均誘電率９、体積抵抗１０10Ωｃｍ、常光屈折率
１．５）を平均ギャップが７μｍとなるように封入して
液晶表示素子を作製した。
クリル系の透明ホトレジスト（比誘電率３、体積抵抗１
０14Ωｃｍ、屈折率１．５）にチタン酸バリウムの微文
末（粒径０．１μｍ）を添加し、ボールミルでミリング
して分散液を調整した。これを透明導電膜を有するガラ
ス基板に塗布し、乾燥させて膜厚が約２μｍで均一な膜
厚の塗膜を得た（比誘電率２０）。次いで、この基板に
ホログラム露光して現像することにより表面にピッチが
約２μｍ、凸部の高さが約２μｍの凹凸構造を形成し
た。同様にしてもう１つの基板にも凹凸構造を形成し、
これらの両基板を対向させてその間に液晶（メルク製Ｅ
７、平均誘電率９、体積抵抗１０10Ωｃｍ、常光屈折率
１．５）を平均ギャップが７μｍとなるように封入して
液晶表示素子を作製した。
【００２９】この液晶表示素子においては、駆動電圧の
周波数を６４ＨＺとしたときに各凹凸部の単位面積当り
のインピーダンスが各々０．２８ＭΩ／ｃｍ2であり、
液晶層の単位面積当りのインピーダンスが１．７ＭΩ／
ｃｍ2である。そして、電圧無印加時には液晶層が光の
散乱状態になり、５Ｖの電圧印加時には液晶層が透明と
なった。
周波数を６４ＨＺとしたときに各凹凸部の単位面積当り
のインピーダンスが各々０．２８ＭΩ／ｃｍ2であり、
液晶層の単位面積当りのインピーダンスが１．７ＭΩ／
ｃｍ2である。そして、電圧無印加時には液晶層が光の
散乱状態になり、５Ｖの電圧印加時には液晶層が透明と
なった。
【００３０】また、比較例の作製では、上記第１実施例
の作製において、シアノエチルプルランの代りにポリメ
チルメタクリレート（比誘電率３、体積抵抗１０14Ωｃ
ｍ、屈折率１．５）の１，２−ジクロロエタン溶液を用
いた以外は同様にして液晶表示素子を作製した。この液
晶表示素子においては、駆動電圧の周波数を６４ＨＺと
したときに各凹凸部の単位面積当りのインピーダンスが
各々１．８ＭΩ／ｃｍ2であり、液晶層の単位面積当り
のインピーダンスが１．７ＭΩ／ｃｍ2である。そし
て、電圧無印加時には液晶層が光の散乱状態になった
が、５Ｖの電圧印加時には液晶層が完全には透明になら
なかった。
の作製において、シアノエチルプルランの代りにポリメ
チルメタクリレート（比誘電率３、体積抵抗１０14Ωｃ
ｍ、屈折率１．５）の１，２−ジクロロエタン溶液を用
いた以外は同様にして液晶表示素子を作製した。この液
晶表示素子においては、駆動電圧の周波数を６４ＨＺと
したときに各凹凸部の単位面積当りのインピーダンスが
各々１．８ＭΩ／ｃｍ2であり、液晶層の単位面積当り
のインピーダンスが１．７ＭΩ／ｃｍ2である。そし
て、電圧無印加時には液晶層が光の散乱状態になった
が、５Ｖの電圧印加時には液晶層が完全には透明になら
なかった。
【００３１】
【発明の効果】以上のように請求項１〜４記載の発明に
よれば、一対の基板の内面に微小な凹凸構造を有する凹
凸部を形成し、かつ、凹凸部のインピーダンスを液晶層
のインピーダンスと等しいか、もしくは液晶層のインピ
ーダンスより小さく設定したので、この液晶表示素子に
印加される電圧のほとんどが液晶層に印加されることに
なり、通常の高分子分散型の液晶表示素子に比べて低電
圧で動作することができる。
よれば、一対の基板の内面に微小な凹凸構造を有する凹
凸部を形成し、かつ、凹凸部のインピーダンスを液晶層
のインピーダンスと等しいか、もしくは液晶層のインピ
ーダンスより小さく設定したので、この液晶表示素子に
印加される電圧のほとんどが液晶層に印加されることに
なり、通常の高分子分散型の液晶表示素子に比べて低電
圧で動作することができる。
【００３２】また、請求項５記載の発明によれば、凹凸
部を着色したので、凹凸部をカラーフィルタとして用い
ることができ、素子構成を簡略化することができる。
部を着色したので、凹凸部をカラーフィルタとして用い
ることができ、素子構成を簡略化することができる。
【００３３】さらに、請求項６記載の発明によれば、ま
た、液晶層が正の誘電異方性を有し、かつ、凹凸部の屈
折率を液晶層の常光屈折率に概略一致させたので、高い
コントラストを得ることができる。
た、液晶層が正の誘電異方性を有し、かつ、凹凸部の屈
折率を液晶層の常光屈折率に概略一致させたので、高い
コントラストを得ることができる。
【図１】本発明の実施例を示す断面図である。
【図２】同実施例の一部の電圧無印加状態を示す断面図
である。
である。
【図３】同実施例の一部の電圧印加状態を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】同実施例の透過回路を示す回路図である。
１１，１２ 基板 １３，１４ 電極 １５ 液晶層 １６，１７ 凹凸部
Claims (6)
- 【請求項１】内面に画素電極を有し互いに対向する一対
の基板と、この一対の基板の少なくとも一方の内面側に
形成された微小な凹凸構造と、この凹凸構造を介して前
記一対の基板の間に挾まれインピーダンスが前記凹凸構
造のインピーダンスと等しいか、もしくは前記凹凸構造
のインピーダンスより大きい液晶層とを備えたことを特
徴とする液晶表示素子。 - 【請求項２】請求項１記載の液晶表示素子において、前
記凹凸構造の誘電率が前記液晶層の誘電率より大きいこ
とを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項３】請求項２記載の液晶表示素子において、前
記凹凸構造が高分子誘電体によって形成されていること
を特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項４】請求項２記載の液晶表示素子において、前
記凹凸構造が無機誘電体微粒子が分散された高分子誘電
体によって形成されていることを特徴とする液晶表示素
子。 - 【請求項５】請求項１記載の液晶表示素子において、前
記凹凸構造が着色されていることを特徴とする液晶表示
素子。 - 【請求項６】請求項１，２，３，４又は５記載の液晶表
示素子において、前記液晶層が正の誘電異方性を有し、
かつ前記凹凸構造の屈折率が前記液晶層の常温屈折率に
概略一致していることを特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3772192A JPH05232457A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3772192A JPH05232457A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232457A true JPH05232457A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12505374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3772192A Pending JPH05232457A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05232457A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011507039A (ja) * | 2007-12-21 | 2011-03-03 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 液晶表示装置 |
| JP2013137539A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-07-11 | National Cheng Kung Univ | 液晶ライトバルブ及びその製造法 |
| JP2016503510A (ja) * | 2012-10-31 | 2016-02-04 | サン−ゴバン グラス フランス | 可視光散乱系及び一対の吸収性要素を含むグレージングユニット |
-
1992
- 1992-02-25 JP JP3772192A patent/JPH05232457A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011507039A (ja) * | 2007-12-21 | 2011-03-03 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 液晶表示装置 |
| JP2013137539A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-07-11 | National Cheng Kung Univ | 液晶ライトバルブ及びその製造法 |
| US9176336B2 (en) | 2011-12-07 | 2015-11-03 | National Cheng Kung University | Liquid crystal light valve and method for manufacturing the same |
| JP2016503510A (ja) * | 2012-10-31 | 2016-02-04 | サン−ゴバン グラス フランス | 可視光散乱系及び一対の吸収性要素を含むグレージングユニット |
| US10539822B2 (en) | 2012-10-31 | 2020-01-21 | Cardinal Ig Company | Glazing unit comprising a variable light scattering system and a pair of absorbing elements |
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