JPH0553088A - 液晶シヤツター装置 - Google Patents

液晶シヤツター装置

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JPH0553088A
JPH0553088A JP21231391A JP21231391A JPH0553088A JP H0553088 A JPH0553088 A JP H0553088A JP 21231391 A JP21231391 A JP 21231391A JP 21231391 A JP21231391 A JP 21231391A JP H0553088 A JPH0553088 A JP H0553088A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrode
shutter device
transparent
crystal shutter
Prior art date
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Pending
Application number
JP21231391A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Sugimori
滋 杉森
Hiroyoshi Mekawa
博義 女川
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JNC Corp
Original Assignee
Chisso Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】従来のTN、STN、能動素子方式などと同等
以下の消費電力で駆動できる、偏光素子を使用する必要
がない液晶シャッター装置を提供する。 【構成】本質的に透明性を有する材料からなり、かつ配
向処理がされていないか、またはランダムな凹凸状に粗
面化処理されている2枚以上のガラス状基板1の間にス
ペーサー2を介して無秩序な配向状態の液晶5を封入
し、かつ基板1に電極を付着させて液晶セルを構成す
る。粗面化処理はガラス状基板1の上に透明樹脂膜を形
成してその上に行ってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶シャッター装置に関
し、さらに詳しくは、液晶相に電圧を印加することによ
り光の透過と遮断の切替えまたは光の変調を行う液晶シ
ャッター装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶シャッター装置には、液晶物質の特
性である光学異方性および誘電異方性を利用した各種の
方式がある。現在最も実用化されている方式は、ねじれ
ネマチック型(TN型)であり、さらにその方式を改良
した超ねじれネマチック型(STN型)がある。また、
高品位の表示方式として能動素子を用いた薄膜電界効果
型トランジスター(TFT)、メタル・インシュレータ
ー・メタルダイオード(MIM)を用いた方式がある。
これらのほかに強誘電性液晶を用いた方式もある。
【0003】これらの方式による液晶シャッター装置
は、液晶界面と電極板との界面で、液晶の分子を一定方
向に配向させ、また液晶の分子の配向角を90°以上に
一定に配向する必要がある。また、カラー表示方式等で
は偏光素子を用いる必要がある。偏光素子は、特に最近
液晶表示素子のカラー化が推進されて使用されるように
なった。
【0004】カラー表示方式では偏光素子のほかにカラ
ーフィルタが必要となるために、光源の光量の利用効率
が大変悪くなる欠点がある。そのため、偏光素子を必要
としない液晶シャッター装置が望まれている。その1つ
の解決方法として、偏光素子を用いない高分子液晶分散
型表示素子が提案されている。しかし、高分子材料の選
択、分散液晶の分散方式、粒径などに問題があり、その
上駆動電圧が数十Vから数百Vと、高い駆動電圧を必要
とする。
【0005】また、偏光板を用いない方式として、動的
散乱方式(DS方式)、コレステリック−ネマチック相
転位型表示素子のようなホワイトテーラー型方式が知ら
れているが、これらの方式は消費電力が大きく、実用的
でなくほとんど利用されていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
らの問題点を解決し、消費電力および駆動電圧が従来の
TN、STN、能動素子方式などと同様で、かつ偏光素
子を使用する必要がない液晶シャッター装置を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、2枚のガラスを配向処理することなくすりガラ
ス状とし、その間にネマチック液晶を無秩序な配向状態
で封入することにより、偏光素子が不必要な液晶シャッ
ター装置を得ることに成功し、特願平2−306038
号として特許出願した。しかし、この液晶シャッター装
置のコントラスト比は1:1.5と低く、かつ遮光性が
悪かった。また本発明者らは上記ネマチック液晶以外
に、コレステリック液晶、スメクチック液晶または強誘
電性スメクチックC液晶を用いても本発明の目的を達成
でき、さらに上記液晶と接する電極膜の表面に透明樹脂
層を形成し、その表面を粗面化することにより、本発明
の目的をさらに良好に達成できることを見出し、本発明
に到達した。
【0008】すなわち、本発明の液晶シャッター装置は
下記の特徴を有する。 (1)本質的に透明な材料からなり、かつ配向処理がな
されていない透明基板と、該基板の一方の面または両面
に設けられた透明電極とからなる電極基板を、前記基板
面が向かい合うように2枚以上、上下方向に配置し、該
電極をそれぞれ電源に接続するとともに、これらの間に
スペーサーを介してネマチック液晶、コレステリック液
晶、スメクチック液晶および強誘電性スメクチックC液
晶の1種以上を無秩序な配向状態で封入したことを特徴
とする液晶シャッター装置。
【0009】(2)上下方向に配置された電極基板の内
最下部の電極基板の透明電極の代わりに不透明電極を用
いた(1)記載の液晶シャッター装置。 (3)前記液晶と接する透明基板の表面が粗面化処理さ
れている(1)または(2)記載の液晶シャッター装
置。 (4)前記液晶と接する透明基板の表面に透明樹脂膜が
形成され、さらにその表面が粗面化処理されている
(1)または(2)記載の液晶シャッター装置。 (5)前記電極が能動素子である(1)ないし(4)の
いずれかに記載の液晶シャッター装置。
【0010】本発明に用いる透明基板は、本質的に透明
性を有する材料からなる平板であって、具体的には、ガ
ラス板、アクリル樹脂板、ポリエステルフィルムなどを
あげることができる。また、この基板は、従来の液晶セ
ルで用いられるようなガラス基板ラビング処理、Su
O、IuOやITOなどの斜め蒸着処理などのような配
向処理を行っていないことが必要である。
【0011】封入する液晶としては、ネマチック液晶、
コレステリック液晶、スメクチック液晶または強誘電性
スメクチックC液晶、もしくはこれらの2種以上の混合
物である。ネマチック液晶を用いる場合は、誘電異方性
値は、正または負どちらでもよい。さらに液晶の屈折率
は誘電異方性が正のものを用いた場合はその長軸方向の
値が、また負のものを用いた場合は短軸方向の値が透明
電極+ガラス状基板の屈折率と一致もしくはそれに近い
値になるような液晶を選ぶことが望ましい。
【0012】本発明の装置においては、封入された液晶
はセル内で一定方向に配向せず、無秩序に配向されてい
ることが必要である。そのための方法として、前述のよ
うに液晶と接する透明基板の内面を全く配向処理しない
か、または少なくともその一面を粗面化処理、すなわち
すりガラス状のランダムな凹凸面状に処理する。粗面化
処理の方法としては、カーボランダムなどの粉体で無作
為にこすったり、溶剤などの薬剤で表面処理して表面を
すりガラス状にする方法があげられる。この粗面化処理
は透明基板面に直接行ってもよいが、透明基板面に透明
樹脂膜を形成し、この透明樹脂膜の表面を粗面化処理し
てもよい。透明樹脂膜の厚さは5〜15μmが好まし
い。
【0013】スペーサーは、透明基板同士が接触しない
ように一定の厚さの液晶相を保つために介在させるもの
であり、その間隔は特に限定されないが、10〜100
μmが望ましい。透明電極としては酸化スズ膜、酸化イ
ンジウム膜、酸化スズインジウム(ITO)膜、トラン
ジスタ等と組み合わせた能動素子をあげることができ
る。また、不透明電極としてはアルミニウム膜、クロム
膜などをあげることができる。これらの電極は、液晶セ
ルの透明電極を作る通常の方法であるスプレー法、真空
蒸着法、高周波スパッタ法などで透明基板の少なくとも
一部に付着形成させる。3枚以上の基板を用いる場合、
中間の基板に付着させる電極は透明でなければならない
が、外側、すなわち最上部または最下部の基板の一方は
透明電極であるが、他方は透明電極でも不透明電極でも
よい。不透明電極を用いた場合は、例えば反射光による
液晶シャッター装置として利用することができる。
【0014】図1および図2は、本発明の実施例を示
す、電極を内側に設けた液晶シャッター装置の断面図で
ある。図1は透明基板が2枚の場合、図2は3枚の場合
をそれぞれ示す。この装置は、透明基板1と、これらの
基板1の間にスペーサー2を介して封入された無秩序な
配向状態の液晶5と、これらの基板に形成された透明電
極3および4と、電源6とから構成される。液晶5と接
する透明基板1の対向する面は、配向処理がなされてお
らず、粗面化処理、例えばカーボランダムで無作為にこ
すってランダムな凹凸面が形成されている。
【0015】このようにして製造した液晶シャッター装
置の電源6より電極3および4に電圧を印加して駆動し
たところ、液晶素子のコントラスト比は、基板が2枚の
場合は1:約1.5、基板が3枚の場合は1:2.0以
上に向上し、また駆動電圧は10〜20Vで駆動でき
た。図3および図4は、基板がそれぞれ2枚および3枚
で、液晶5に対向する面に電極3、4および透明樹脂膜
7を設け、この透明樹脂膜7の表面を上記と同じくカー
ボランダムで無作為にこすって粗面(ランダムな凹凸
面)を形成し、この粗面に接するように液晶5を無秩序
な配向状態で封入してセルを構成したものである。な
お、電極3、4は透明基板1に直接付着させるか、また
は透明樹脂膜を形成後、その上に付着させてもよい。
【0016】透明基板に粗面化した透明樹脂膜を設けて
製造した図4の液晶シャッター装置のコントラスト比は
1:1.5〜2.0に、またこの装置の液晶セルの下に
文字を書いた紙をおき、両電極間に電圧印加を繰り返す
と、下の文字が見えたり、見えなくなったりした。また
ネマチック液晶を用いた場合の駆動電圧は15〜25V
であった。
【0017】
【実施例】以下、具体的実施例によって本発明をさらに
詳細に説明するが、本発明はこの実施例によって何ら限
定されるものではない。
【0018】実施例1 市販のITO膜付ガラス電極板の上に8μの厚さのポリ
イミド膜(チッソ社製、PSI−G−4630)を形成
し、さらにそのポリイミド膜を50メッシュのカーボラ
ンダムで無作為にこすり、ランダムな凹凸状に処理し
た。同様にしてガラス基板の両面に電極(ITO膜)の
ついたものを同様の処理をして両面にランダムな凹凸面
を有する電極板を作成した。
【0019】このガラス電極板のうち、片面にITO膜
の付着しているガラス電極板のITO膜付着面が対向す
るようにし、その中間に1枚の両面にITOを付着した
ガラス電極板を、10μmのスペーサーを介し張り合わ
せてセルとし、これらのガラス電極板の間にネマチック
液晶組成物(チッソ社製GR−63)を封入して液晶シ
ャッター装置を作製した。
【0020】この装置はガラス面を通して新聞の文字を
見ると不透明で見えなかったが、両透明電極間に100
Hz、15Vの交流電圧を印加することにより透明とな
り、文字を読むことができ、また電圧の印加により光の
スイッチング効果が得られた。このときのコントラスト
比は1:2.0であった。
【0021】比較例1 実施例1と同様の平板ガラスの片面を布で一方向にこす
るラビング法で配向処理をし、他は実施例1と同様にし
て装置を作製した。この装置のガラス面を通して新聞の
文字を見ると透明で文字が読めた。両透明電極間に実施
例1と同様に印加しても変化はなく透明であり光スイッ
チングの効果は得られなかった。
【0022】
【発明の効果】本発明の液晶シャッター装置は、従来の
装置のように偏光素子を取付ける必要がなく、またガラ
ス基板の特別の配向処理が不要である。さらに、消費電
力は従来のTN型方式と同様であり、光量の利用効率が
改良された。本発明のシャッター装置は、光透過型およ
び光反射型の光シャッター装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、電極基板2枚から構成された本発明の
液晶シャッター装置の断面図である。
【図2】図2は、電極基板3枚から構成された本発明の
液晶シャッター装置の断面図である。
【図3】図3は、電極基板に透明樹脂膜を設け、その表
面を粗面化したもの2枚から構成された本発明の液晶シ
ャッター装置の断面図である。
【図4】図4は、電極基板に透明樹脂膜を設け、その表
面を粗面化したもの3枚から構成された本発明の液晶シ
ャッター装置の断面図である。
【符号の説明】
1…ガラス状基板、2…スペーサー、3…透明電極、4
…透明電極または不透明電極、5…液晶、6…電源、7
…透明樹脂膜(粗面化)。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本質的に透明な材料からなり、かつ配向
    処理がなされていない透明基板と、該基板の一方の面ま
    たは両面に設けられた透明電極とからなる電極基板を、
    前記基板面が向かい合うように2枚以上、上下方向に配
    置し、該電極をそれぞれ電源に接続するとともに、該電
    極基板の間にスペーサーを介してネマチック液晶、コレ
    ステリック液晶、スメクチック液晶および強誘電性スメ
    クチックC液晶の1種以上を無秩序な配向状態で封入し
    たことを特徴とする液晶シャッター装置。
  2. 【請求項2】 上下方向に配置された電極基板の内、最
    下部の電極基板の透明電極の代わりに不透明電極を用い
    た請求項(1)記載の液晶シャッター装置。
  3. 【請求項3】 前記液晶と接する透明基板の表面が粗面
    化処理されている請求項(1)または(2)記載の液晶
    シャッター装置。
  4. 【請求項4】 前記液晶と接する透明基板の表面に透明
    樹脂膜が形成され、さらにその表面が粗面化処理されて
    いる請求項(1)または(2)記載の液晶シャッター装
    置。
  5. 【請求項5】 前記電極が能動素子である請求項(1)
    ないし(4)のいずれかに記載の液晶シャッター装置。
JP21231391A 1990-11-14 1991-08-23 液晶シヤツター装置 Pending JPH0553088A (ja)

Priority Applications (2)

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JP21231391A JPH0553088A (ja) 1991-08-23 1991-08-23 液晶シヤツター装置
PCT/JP1991/001545 WO1992009003A1 (en) 1990-11-14 1991-11-12 Liquid crystal shuttering device

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JP21231391A JPH0553088A (ja) 1991-08-23 1991-08-23 液晶シヤツター装置

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JP21231391A Pending JPH0553088A (ja) 1990-11-14 1991-08-23 液晶シヤツター装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002250939A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 Japan Science & Technology Corp 新規な光散乱型液晶光学素子
US6466287B1 (en) 1999-06-29 2002-10-15 Hyundai Display Technology Inc. Method for forming a reflector of a reflective crystal display

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