JPH07104297A

JPH07104297A - 液晶表示素子及びこれを用いた液晶表示装置

Info

Publication number: JPH07104297A
Application number: JP5244713A
Authority: JP
Inventors: Kiyobumi Takeuchi; 清文竹内; Yasuo Umetsu; 安男梅津; Haruyoshi Takatsu; 晴義高津
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【構成】透明性電極層を有する２枚の基板間に、カイ
ラルネマチック液晶材料及び二色性色素を含有する液晶
混合物を挟持してなるゲスト・ホスト型液晶表示素子に
おいて、前記カイラルネマチック液晶材料の固有ピッチ
が３〜６μｍの範囲にあり、前記２枚の基板が共に、電
圧無印加時にカイラルネマック液晶材料及び二色性色素
を一定方向に配向させ得る配向手段を有していない基板
であることを特徴とする液晶表示素子。【効果】この液晶表示素子は、偏光板が不用で明るい
画質の表示特性を有するものであり、更に配向手段を持
たない基板と液晶材料の固有ピッチを３〜６μｍに特定
したことによって、ホワイト・テイラー型液晶デバイス
の白ボケ状態を改善させた液晶表示素子を得ることがで
きる。この液晶表示素子は、従来の液晶デバイスと同様
に、背景部に着色層をを設けることにより直視型カラー
表示の表示装置として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、明るく高コントラスト
を達成できる液晶表示装置に関するものであり、電気的
な操作によって、視野の遮断、開放及び明かりもしくは
照明光の透過制限、遮断ができるものであり、窓、間切
り、ショーウインドー、スクリーン、光学機器観察用ス
テージ等の調光用ガラスとして用いられる液晶表示素
子、あるいは文字や図形を表示し、公告板等の装飾表示
板、明るい画面を必要とする時計、電卓、コンピュータ
端末、あるいはアクティブマトリクス方式と組み合わせ
て例えばプロジェクション等に利用される液晶表示装置
に関し、特にホワイト・テーラー型ゲスト・ホスト効果
を用いた液晶表示装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在汎用されている液晶表示装置は、ネ
マチック液晶を使用したＴＮ（ツイスティッド・ネマチ
ック）型や、ＳＴＮ（スーパー・ツイスティッド・ネマ
チック）型のものが主流である。これらの液晶表示装置
は、その用途によって駆動方法が異なるものもあるが、
その構成は透明性基板の一方の面に偏光板を配置し、他
方の面に電極層及び配向層を形成してなる２枚の基板を
配向層を対向させて配置し、この基板間に液晶材料及び
必要に応じて、カイラル剤、二色性色素等を含有する液
晶混合物を挟持してなる点で一致している。

【０００３】これらの液晶表示装置は偏光板を要するも
のであり、光の利用率が低いので明るい表示を得ること
には限界があった。これを改善すべく背面にバックライ
ト等を設置する手段が用いられているが、低電圧で駆動
できるという液晶表示素子の特徴が損なわれ、駆動電圧
の上昇を引き起こすという問題がある。しかも、液晶材
料としても耐熱性及び耐光性に優れるものを使用しなけ
ればならなかった。

【０００４】液晶表示素子における偏光板を不要とした
技術としては、代表的なものとしてホワイト・テイラー
型ゲスト・ホスト液晶表示素子（USP 3,833,287）が知
られている。また、特公昭６２−１１３５１号公報、特
公昭６３−３２１６２号公報、特開昭５７−８４４３７
号公報、特開昭５７−１４１４７８号公報、特開昭５９
−６９７３４号公報にも、同様に偏光板を不要とした技
術が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のホワイト・テイ
ラー型ゲスト・ホスト液晶表示素子は、偏光板不要
（明るい、低価格）、広い視野角、高コントラスト
という特徴を有する、優れた表示方式である。

【０００６】しかしながら、ホワイト・テイラー型ゲス
ト・ホスト液晶表示素子には、電圧印加状態から電圧を
切ると、過渡的に液晶材料が白濁する状態を経た後に通
常の着色した安定状態に戻るという現象が起こる。この
白濁状態記憶時間は基板上の配向処理に依存し、ラビン
グによる水平配向処理を施している場合、白濁状態記憶
時間は数分〜数十分の程度であるが、シラン等による垂
直配向処理を施している場合は約数秒に短縮されるが、
この白濁状態を完全に除去することはできない。

【０００７】従来、配向処理によって形成されるプレチ
ルト角は、ほぼ０゜（水平配向）あるいは９０゜（垂直
配向）であった。更にこれを応用して、前記の特公昭６
３−３２１６２号公報には、プレチルト角を０゜〜９０
゜の間の角度に制御することによって、前述の白濁現象
を改善する技術が記載されている。

【０００８】このように、従来のホワイト・テイラー型
ゲスト・ホスト液晶表示素子には、白濁現象が発現する
という問題点があり、配向膜によって液晶分子のプレチ
ルト角を変化させてこの問題を解決しようという試みが
様々なされてきたが、その改善には限界があった。

【０００９】一般的に配向膜は、平行配向又は垂直配向
の場合は有機物配向剤を被着することにより形成する
が、傾斜配向の場合には斜めに蒸着した後有機配向剤被
着して形成することが多い。垂直配向構造に対しては、
ＳｉＯ等の蒸着法、シランカップリング剤のような界面
活性剤の塗布等の方法がある。平行配向構造としてはＳ
ｉＯなどの斜方蒸着、ポリイミドなどの高分子膜を塗布
しそれをナイロンやポリエステルなどの繊維で一方向に
こするラビング法が標準的である。これらの場合、プレ
チルトを発生させてそれを制御するには、斜法蒸着法で
は蒸着角度を変えることにより、またラビング法では炭
化水素の側鎖をもった高分子を塗布し、且つラビングの
強さを適当に選ぶなどの方策がとられる。

【００１０】しかしながら、どのように配向処理を行っ
ても依然改善できない問題が存在していた。即ち、配向
膜を基板上に形成するには、このように布を用いて、基
板上の配向膜表面を荷重下一定方向に擦ること（ラビン
グ）により液晶分子を配列させているため、クリーンな
工程の多い液晶表示素子の製造中、繊維を使って擦ると
いう発塵工程のため、ゴミ、ケバ、汚れに起因する電荷
保持率低下、焼き付き現象の原因となり重大な品質低下
を生むことになる。この問題を回避するためにラビング
後に基板洗浄工程を追加するなどして、配向面をクリー
ニングしなければならなかった。また、配向層に起因し
た欠陥やムラあるいは電流値増加等の問題も存在してい
た。

【００１１】また、ゲスト・ホスト型液晶表示素子にお
いて、傾斜配向させる配向層を形成すると、用いられる
二色性色素も配向膜の影響により傾斜した状態となるた
めに、本来光が透過すべき電圧印加時においてもわずか
ながら二色性色素により着色した表示になり、そのため
に液晶表示素子の背景色を設けている場合、背景色の色
抜けが悪くなるという問題がある。

【００１２】従って、このように煩わしい配向処理や歩
留まり低下の要因となる配向膜を形成しなくても、高コ
ントラストで鮮やかな表示が得られるゲスト・ホスト型
液晶表示素子が望まれていた。

【００１３】本発明が解決しようとする課題は、偏光板
及び配向膜が存在しないゲスト・ホスト型液晶表示素子
であって、特に白濁状態が改善され、鮮やかな色相を呈
する表示が可能で、コントラストに優れるゲスト・ホス
ト型液晶表示素子を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、透明性電極層を有する２枚の基板間に、
カイラルネマチック液晶材料及び二色性色素を含有する
液晶混合物を挟持してなるゲスト・ホスト型液晶表示素
子において、前記カイラルネマチック液晶材料の固有ピ
ッチが３〜６μｍの範囲にあり、前記２枚の基板が共
に、電圧無印加時にカイラルネマック液晶材料及び二色
性色素を一定方向に配向させ得る配向手段を有していな
い基板であることを特徴とする液晶表示素子を提供す
る。

【００１５】本発明の液晶表示素子の第一番目の特徴
は、偏光板を要しないことはもちろん、従来は必要とさ
れていた配向膜及び配向処理が全く不要な点にある。も
ちろん、このような構成の液晶表示素子はこれまで全く
知られていない。

【００１６】本発明で使用する基板は、これまで使用さ
れてきた、例えばラビングされたポリイミド配向膜、垂
直配向を得ることができるレシチン等の界面活性剤、所
定のプレチルトを持つようなＳｉＯ等の斜方蒸着処理等
を全く施しておらず、液晶分子を一様に配向させる配向
手段を全く持たないものである。

【００１７】従来の液晶表示素子は配向層が存在するた
め、これに起因する欠陥やムラあるいは電流値増大等の
問題が存在し、また両基板近傍における液晶分子の方位
角差を液晶材料の固有ピッチやセル厚に適合させること
が必要であったが、本発明の液晶表示素子ではそのよう
な煩わしさは一切ない。

【００１８】本発明の液晶表示素子の第二番目の特徴
は、基板間に介在させる液晶材料の固有ピッチが３〜６
μｍの範囲にある点にある。従来はセル厚ｄと液晶材料
の固有ピッチＰの関係（ｄ／Ｐ）を調整することが必要
とされていたが、本発明の液晶表示素子においては、ｄ
／Ｐを調製する必要はなく、固有ピッチＰのみを限定し
て用いればよい。

【００１９】液晶材料の固有ピッチは、光の波長に比べ
て充分大きくすることは勿論のこと、フォーカルコニッ
クやディスクリネーションの発生をより低減させるか、
発生しても入射光の散乱を充分小さくすることが重要で
あるので、本発明の液晶表示素子に用いる場合、３μｍ
以上にする必要がある。また、セル厚に比べて大きくさ
せると、液晶中に配列した二色性色素の光吸収効率が衰
える傾向にあるので、６μｍ以下にすることが好まし
い。このようなことから、本発明の液晶表示素子では、
固有ピッチが３〜６μｍの範囲にあるカイラルネマチッ
ク液晶を使用することが好ましい。

【００２０】本発明で使用する液晶材料は、電圧無印加
時には基板間でらせん構造を形成している。しかしなが
ら、前述のようにこれら基板には液晶材料を配向させる
処理が全く施されていないので、基板界面近傍では液晶
分子がそれぞれ異なるプレチルト角を形成し、しかもダ
イレクターも一定しておらず、様々な方向に向いている
と考えられる。即ち、本発明で使用する液晶材料のらせ
ん構造は、巨視的にも微視的にも、液晶材料の固有ピッ
チが変調した種々の大きさのピッチで介在しているもの
と考えられる。更に、このような状態で介在する液晶材
料は、配向手段を設けたときに現れる強い配向規制力の
作用が小さくなっており、液晶材料それ自体が有する本
来の相互作用を少なからず反映した状態にあると思われ
る。

【００２１】本発明で使用する液晶材料としては、固有
ピッチが３〜６μｍの範囲にあるカイラルネマチック液
晶を使用することができる。固有ピッチの調整は、この
分野で公知の方法、即ち、カイラルネマチック液晶性化
合物やらせん構造を誘起させ得るカイラル化合物の混合
比を適宜変えることによって調整できる。このらせん構
造を誘起させ得る化合物は、単一化合物を用いてもよ
く、これらの混合物を用いてもよい。

【００２２】また、カイラルネマチック液晶の調製方法
としては、カイラル性を示さない通常のネマチック液晶
性化合物に、上記のらせん構造を誘起させ得る化合物を
添加することによっても調製することができる。更に詳
しくは、等方性液体相と液晶相との転移温度、融点、粘
度、屈折率異方性、弾性定数、誘電率異方性、二色性色
素との溶解性を改善することを目的とし、通常この分野
で液晶材料として認識されるネマチック液晶、スメクチ
ック液晶、コレステリック液晶等の化合物を適宜混合し
ても使用することができる。また、カイラルネマチック
液晶としては、液晶材料全体として正の誘電率異方性を
示すものであればよく、個々の化合物が必ずしも正の誘
電率異方性を示さなくてもよい。

【００２３】前記液晶材料には、二色性色素を添加する
必要があるが、二色性色素としては、これまでにゲスト
・ホスト型液晶表示素子に用いられてきたものを、特に
制限なく用いることができる。二色性色素の色相も特に
制限されることなく用いることができるが、液晶表示素
子の背景部に黒以外の着色層を設け、黒色の二色性色素
を使用すれば、最も優れる視認性が得られる。

【００２４】本発明で使用する二色性色素は、アゾ系、
アゾキシ系、アントラキノン系あるいはペリレン系等の
二色性色素を適宜単独あるいは混合して用いることがで
きる。このようにして得られる二色性色素の色相は、背
景部に着色層を配置する場合、その背景色との組み合わ
せを考えて、種々適合させて使用することができる。

【００２５】また、本発明で使用する二色性色素の色相
は、黒色のものに限定されることなく、通常のゲスト・
ホスト型液晶表示装置で使用されている二色性色素を制
限なく用いることができる。例えば、「ＬＳＹ−１１
６」（黄）、「ＬＳＲ−４０１」（マゼンタ）、「ＬＳ
Ｒ−４０６」（赤）、「ＬＳＲ−４２６」（紫）、「Ｌ
ＳＢ−２７８」（青）、「ＬＳＢ−３５０」（青）、
「ＬＳＢ−３３５」（シアン）［以上、三菱化成工業株
式会社製］、「ＳＩ−２０９」（黄）、「Ｍ−７１０」
（オレンジ）、「Ｍ−３６１」（黄色）、「Ｍ−８６」
（赤）、「Ｍ−６１８」（赤紫）、「ＳＩ−２５２」
（紫）、「Ｍ−７７７」（紫）、「Ｍ−３７０」
（赤）、「Ｍ−１３７」（青）、「Ｍ−１４１」
（青）、「Ｍ−４３８」（青）、「Ｍ−４１２」
（青）、「Ｍ−３４」（青）、「Ｍ−４３０」（青）、
「Ｍ−４０６」（青）、「Ｓ−３０１」（黒）、「Ｓ−
３０４」（黒）あるいは「Ｍ−６７６」（黒）［以上、
三井東圧化学株式会社製］等を用いることができる。

【００２６】特に、背景部に蛍光色の着色層を設ける場
合には、蛍光発色をより向上させ、光の利用率を向上さ
せるためにも、二色性色素としては４００〜６８０ｎｍ
の光波長の範囲に光吸収領域を有し、その二色性比が大
きい値を示すものが好適である。また、蛍光色の着色層
を配置する場合は、二色性色素としては可視光以外の波
長領域の光を吸収しにくいものが望ましく、特に４００
ｎｍ以下の波長の光に対してその二色性比ができるだけ
大きいもの、あるいは６８０ｎｍ以上の波長の光をでき
るだけ透過する特性を有するものが好ましい。前述のよ
うに本発明の液晶表示素子は、表示面と反対側の基板上
に背景色として着色層を設けてもよいし、着色層を設け
ず光を透過させて用いることもできる。着色層を設ける
場合は、その色相は液晶材料中の二色性色素の色相との
組み合わせを考えて、種々適合させて使用することがで
きる。また、形状は特に制限されずに、フィルム、板、
紙、あるいはシールのようなものであってもよい。ま
た、これらの着色層は基板面全体に対して設置してもよ
く、また、画素に対応させて部分的に設置してもよい。
また、色相についても、単色に限らず、異なる色相のも
のを複数配置してもよい。

【００２７】この中でも、本発明の液晶表示素子におい
ては、特に着色層として蛍光色のものを用いることが好
ましい。この蛍光色の色相は特に制限されず、種々のも
のを使用することができる。また、上記と同様に色相の
異なる種々の蛍光色の層を配置させることにより、画素
電極に対応した部分のみに鮮やかな蛍光色を表示させる
ことができる。

【００２８】これらの着色層は、基板の外側に配置して
もよいし、あるいは基板と透明性電極層の間に形成して
もよい。基板と透明性電極の間に着色層を配置させる場
合、現在ＴＮあるいはＳＴＮ型の液晶表示素子に汎用さ
れているＲＧＢのマイクロカラーフィルター製造技術を
応用して作製することができる。

【００２９】ここで、本発明の液晶表示素子の構造を更
に詳しく説明する。第１図は電圧無印加状態における本
発明の液晶表示素子の断面を示した模式図であり、１は
液晶分子を、２は二色性色素を、３は基板を、４は透明
性電極層を、５は着色層を表わす。また、実線は、液晶
分子のらせん構造を表わし、破線はらせん軸を表わす。

【００３０】第１図において、基板に配向手段を有して
いないことから、液晶分子は基板界面付近では様々な方
向にダイレクターが向いており、チルト角も種々の角度
で形成されている。この両基板間の液晶分子は、巨視的
には無秩序であり、微視的には不揃いのらせん構造を形
成している。二色性色素はこのような液晶分子間に介在
しており、その光吸収軸も基板間全体ではあらゆる方向
に向いている。従って、液晶表示素子に入射した任意の
角度の光はいずれかの二色性色素によって吸収され、液
晶表示素子の表示面は二色性色素による色相を見ること
ができる。この着色の度合いは、例えば、液晶材料を基
板に対して水平配向させる配向手段を有する液晶表示素
子と比べ、光の利用率が高くより優れた遮光性を示す。

【００３１】第２図は電圧印加状態における本発明の液
晶表示素子の断面を示した模式図であり、１は液晶分子
を、２は二色性色素を、３は基板を、４は透明性電極層
を、５は着色層を表わす。

【００３２】第２図において、液晶分子は電界方向に再
配列し、いわゆるホメオトロピック状態となる。従っ
て、二色性色素による吸収が低減し、表示面は背景の着
色層の色相を見ることができる。

【００３３】背景部に蛍光色の着色層を配置した場合、
蛍光層は透過してきた可視光以外の光を吸収して可視領
域の光を発するので、この光が入射してきた可視光に加
算されて、より明るく、高いコントラストの表示が得ら
れる。

【００３４】この電圧印加状態から電圧を除いた場合、
本発明の液晶表示素子においては、液晶分子は第２図に
示した状態から第１図に示した状態に速やかに戻り、二
色性色素の色相が現れる。従来のゲスト・ホスト型液晶
表示素子では、電圧印加状態から電圧を除いた場合、第
３図に示すように、メモリー性のあるフォーカルコニッ
ク状態が発生し、表示面が白濁した状態が過渡的に現
れ、応答特性が悪化するので問題となっていた。しかし
ながら、本発明の液晶表示素子は、後述の実施例からも
明らかなように、配向層を有していない基板と固有ピッ
チを厳選したカイラルネマチック液晶材料によりフォー
カルコニック状態はほとんど改善された。

【００３５】本発明の液晶表示素子は、例えば、以下の
ようにして作製することができる。まず、液晶材料と二
色性色素を適宜混合して、液晶混合物を調製する。この
液晶混合物を、電極層を有する２枚の基板間に挟持させ
る。挟持させる方法としては、２枚の基板、スペーサー
及びシール材を用いて空パネルを作製し、液晶混合物を
真空注入させることによって製造することができる。用
いる基板によっては、液晶混合物が注入時に記憶される
いわゆる初期配向を示す場合、使用する混合物の液晶相
と等方性液体相の相転移温度より高い温度で、空パネル
や混合物を加温保持して注入を行うことができる。

【００３６】このようにして作製される液晶層の層厚
は、使用目的に応じ適宜設計できるが、充分なコントラ
ストを得るためには２〜３０μｍの範囲が好ましく、５
〜１６μｍの範囲が特に好ましい。

【００３７】また、本発明の液晶表示素子は以上のよう
な構成だけでも高いコントラストを得ることができる
が、更に優れたコントラストを得るために、バックライ
トや拡散板を配置してもよい。この場合、光源を基板の
外周部裏面側で、且つ液晶表示素子の視角から外れた位
置に配置した場合、この光源は点光源、線光源、又はこ
れらの組み合わせでもよく、これらの設置場所は液晶表
示素子の外周部裏面側の少なくとも一点であればよい。
また、これらの場所に設置された光源の光を光ファイバ
ー等の導光路を用いて、基板周縁部から導いてもよい。

【００３８】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明を更に
具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実
施例に限定されるものではない。

【００３９】なお、以下の実施例及び比較例において
「％」は「重量％」を表わす。また、各実施例及び比較
例中の評価特性の各々は以下の記号及び内容を意味す
る。また、液晶表示素子の評価には光散乱形液晶評価装
置「ＬＣＤ−７０００ＰＮ」（大塚電子株式会社製）を
用いて測定した。（１）Ｒ₀、Ｒ₁₀₀、Ｖ₉₀、コントラスト：光源は拡散光
源を使用し、標準白色板の反射光強度を１００％と規格
化したとき、該液晶表示素子を標準白色板上に置き、電
圧無印加時の反射率をＲ₀とし、印加電圧の増大に伴っ
て光反射率が変化しなくなった時の光反射率をＲ₁₀₀と
する。電圧無印加時の液晶表示素子の光反射率
（Ｒ₀）を０％とし、印加電圧の増大に伴って光反射率
が変化しなくなった時の反射率（Ｒ₁₀₀）を１００％と
する時、光反射率９０％となる印加電圧（ボルト）をＶ
₉₀とする。この時に得られる光反射率をＲ₉₀とする。コ
ントラストは次式で表わす。

【００４０】コントラスト＝Ｒ₉₀／Ｒ₀ （２）応答速度：電圧をオフからオン状態に切り換えた
時、光反射率が９０％に到達するまでの時間を立ち上が
り時間τ_r（ミリ秒）とし、オンからオフ状態に切り換
えた時、光反射率が１０％に到達する時間を立ち下がり
時間τ_d（ミリ秒）とする。（３）Ｔ₁₀₀、Ｔ₀：光源は平行光源を使用する。液晶表
示素子を測光上から外した状態で、光源を点灯させた時
の光透過率を１００％とし、消灯させた時の光透過率を
０％として規格化する。測光上に液晶表示素子を置き、
電圧無印加時の光透過率をＴ₀、印加電圧の増大に伴っ
て光透過率が変化しなくなった時の透過率をＴ₁₀₀とす
る。（実施例１）液晶材料として、ネマチック液晶「ＲＯ−
５７１」（ロディック社製）９５．０％及びコレステリ
ックノナノエート５．０％からなるカイラルネマチック
液晶（Ｉａ）を調製した。このカイラルネマチック液晶
の固有ピッチは４．０μｍであった。このカイラルネマ
チック液晶材料９８．０％及び黒色二色性色素「Ｓ−４
１６」（三井東圧染料社製、４００〜６９５ｎｍの領域
の光を吸収）２．０％からなるゲスト・ホスト液晶混合
物（Ａ）を得た。１１cm×２７cmの大きさのガラス基板
上に、時計表示ができるようにＩＴＯ電極の画素を形成
して、この２枚の基板を電極層を対向させて配置し、こ
の基板間に１２μｍのスペーサーを介在させて空セルを
作製した。この基板は、配向層を持たないものである。

【００４１】この空セル中に前記ゲスト・ホスト液晶混
合物（Ａ）を真空注入し、本発明の液晶表示素子を得
た。この液晶表示素子の諸特性は以下の通りであった。
この液晶表示素子は、速い応答性を示し、メモリー性も
ほとんど低減していた。

【００４２】Ｖ₉₀ ：１３．４Ｖコントラスト：１：８ τ_r ：７０．０ミリ秒 τ_d ：２６．０ミリ秒次いで、上記液晶表示素子の表示面と反対側の基板の外
側に着色層として、蛍光色の特殊ラベル「08048」（エ
ーワン株式会社製、蛍光のピンク色）を配置して、本発
明の液晶表示素子を作製した。この液晶表示素子は表示
部分に鮮やかな蛍光のピンク色を見ることができ、黒ず
んだ色相は認められなかった。（実施例２）実施例１において、カイラルネマチック液
晶（Ｉａ）９７．０％及び黒色二色性色素「Ｓ−４１
６」３．０％からなるゲスト・ホスト液晶混合物（Ｂ）
を調製した。このゲスト・ホスト液晶混合物（Ｂ）を実
施例１と同様にして空セルに注入して、本発明の液晶表
示素子を作製した。この液晶表示素子の諸特性は以下の
通りであった。この液晶表示素子は、速い応答性を示
し、メモリー性もほとんど低減していた。

【００４３】Ｖ₉₀ ：１１．７Ｖコントラスト：１：１３ τ_r ：６３．６ミリ秒 τ_d ：２４．８ミリ秒（比較例１）実施例１において、ネマチック液晶「ＲＯ
−５７１」９０．０％及びコレステリックノナノエート
１０．０％からなる比較のカイラルネマチック液晶（Ｉ
Ｉａ）を調製した。このカイラルネマチック液晶（ＩＩ
ａ）の固有ピッチは２．０μｍであった。このカイラル
ネマチック液晶（ＩＩａ）９８．０％及び黒色二色性色
素「Ｓ−４１６」２．０％からなるゲスト・ホスト液晶
混合物（ａ）を得た。このゲスト・ホスト液晶混合物
（ａ）を実施例１と同様にして空セルに注入して、比較
の液晶表示素子を得た。この液晶表示素子の諸特性は以
下の通りであった。この液晶表示素子は、実施例１のも
のと比べてτ_dの応答性は約２倍も遅くなっており、メ
モリー性のフォーカルコニックが発生していた。

【００４４】Ｖ₉₀ ：２０．２Ｖコントラスト：１：８ τ_r ：５９．３ミリ秒 τ_d ：５０．０秒（比較例２）比較例１において、カイラルネマチック液
晶組成物（ＩＩａ）９７．０％及び黒色二色性色素「Ｓ
−４１６」３．０％からなるゲスト・ホスト液晶混合物
（ｂ）を得た。このゲスト・ホスト液晶混合物（ｂ）を
用いて、実施例１と同様にして空セルに注入して比較の
液晶表示素子を得た。この液晶表示素子の諸特性は以下
の通りであった。この液晶表示素子は、実施例２と比べ
てτ_dの応答性は非常に遅くなっており、メモリー性の
フォーカルコニックが発生していた。

【００４５】Ｖ₉₀ ：１９．６Ｖコントラスト：１：１７ τ_r ：１３２．０ミリ秒 τ_d ：メモリー状態のため測定不能（実施例３）実施例１において、ネマチック液晶「ＲＯ
−５７１」９６．２５％及びコレステリックノナノエー
ト３．７５％からなるカイラルネマチック液晶（Ｉｂ）
を調製した。このカイラルネマチック液晶（Ｉｂ）の固
有ピッチは６．０μｍであった。このカイラルネマチッ
ク液晶材料９８．０％及び黒色二色性色素「Ｓ−４１
６」２．０％からなるゲスト・ホスト液晶混合物（Ｃ）
を得た。このゲスト・ホスト液晶混合物（Ｃ）を用い
て、実施例１と同様にして本発明の液晶表示素子を得
た。この液晶表示素子の諸特性は以下の通りであった。
この液晶表示素子は、速い応答性を示し、メモリー性も
低減していた。

【００４６】Ｖ₉₀ ：１３．５Ｖコントラスト：１：７ τ_r ：６４．０ミリ秒 τ_d ：３９．７ミリ秒（実施例４）実施例１において、ネマチック液晶「ＲＯ
−５７１」９２．５％及びコレステリックノナノエート
７．５％からなるカイラルネマチック液晶（Ｉｃ）を調
製した。このカイラルネマチック液晶（Ｉｃ）の固有ピ
ッチは３．０μｍであった。このカイラルネマチック液
晶（Ｉｃ）９８．０％及び黒色二色性色素「Ｓ−４１
６」２．０％からなるゲスト・ホスト液晶混合物（Ｄ）
を得た。このゲスト・ホスト液晶混合物（Ｄ）を用いて
実施例１と同様にして、本発明の液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子の諸特性は以下の通りであった。この
液晶表示素子は、速い応答性を示し、メモリー性も低減
していた。

【００４７】Ｖ₉₀ ：１５．６Ｖコントラスト：１：８ τ_r ：６３．５ミリ秒 τ_d ：３５．９ミリ秒（比較例３）実施例１において、ネマチック液晶「ＲＯ
−５７１」９７．５％及びコレステリックノナノエート
２．５％からなる比較のカイラルネマチック液晶（ＩＩ
ｂ）を調製した。このカイラルネマチック液晶（ＩＩ
ｂ）の固有ピッチは８．０μｍであった。このカイラル
ネマチック液晶（ＩＩｂ）９８．０％及び黒色二色性色
素「Ｓ−４１６」２．０％からなるゲスト・ホスト液晶
混合物（ｃ）を得た。このゲスト・ホスト液晶混合物
（ｃ）を用いて実施例１と同様にして、比較の液晶表示
素子を得た。この液晶表示素子の諸特性は以下の通りで
あった。この液晶表示素子は、コントラストが非常に低
く、表示が不鮮明であった。

【００４８】Ｖ₉₀ ：１３．７Ｖコントラスト：１：２ τ_r ：３８．０ミリ秒 τ_d ：６５．３ミリ秒（実施例５）実施例１において、カイラルネマチック液
晶（Ｉａ）９８．０％及び黒色二色性色素「Ｓ−３４
４」（三井東圧染料社製、４２５〜７１０ｎｍの領域で
光を吸収）２．０％からなるゲスト・ホスト液晶混合物
（Ｅ）を得た。１１cm×２７cmの大きさの２枚のガラス
基板上に、時計表示ができるようにＩＴＯ電極を画素と
して形成し、この２枚の基板を電極層を対向させて配置
し、この基板間に１０μｍのスペーサーを介在させて空
セルを作製した。この基板は配向層を持たないものであ
る。この空セル中に前記ゲスト・ホスト液晶混合物
（Ｅ）を真空注入し、本発明の液晶表示素子を得た。こ
の液晶表示素子の諸特性は以下の通りであった。この液
晶表示素子は、速い応答性を有し、メモリー性も低減し
ていた。

【００４９】Ｖ₉₀ ：１０．３Ｖ τ_r ：４３．１ミリ秒 τ_d ：２４．６ミリ秒この液晶表示素子の透過率を測定したところ、電圧オン
状態の透過率Ｔ₁₀₀は、３８０〜４００ｎｍで３４％以
上、７２０〜８００ｎｍの光波長で５０％以上であっ
た。

【００５０】この液晶表示素子の表示面とは反対側の基
板面に、着色層として蛍光色の特殊ラベル「08046」
（蛍光の緑色）、「08047」（蛍光のオレンジ色）、「0
8048」（蛍光のピンク色）、「08095」（蛍光の黄色）
［以上、エーワン株式会社製］を画素に対応するように
それぞれ配置して、本発明の液晶表示装置を作製した。
この液晶表示素子はいずれも部分も対応する鮮やかな蛍
光色の時計表示が得られた。（実施例６〜８）実施例５において、カイラルネマチッ
ク液晶（Ｉａ）９８．０％及び黒色二色性色素「Ｓ−４
３４」（４００〜６５０ｎｍの領域の光を吸収）、「Ｓ
−４３５」（４００〜６５０ｎｍの領域の光を吸収）、
「Ｓ−４３９」（４２０〜６６０ｎｍの領域の光を吸
収）［以上、三井東圧染料社製］各２．０％からなるゲ
スト・ホスト液晶混合物（Ｆ）〜（Ｈ）をそれぞれ調製
した。これらのゲスト・ホスト液晶混合物を用いて実施
例５と同様にして、本発明の液晶表示装置を作製した。
これらの液晶表示素子は速い応答性を示し、メモリー性
も低減していた。

【００５１】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、偏光板が不用
で明るい画質の表示特性を有するものであり、更に配向
手段を持たない基板と液晶材料の固有ピッチを３〜６μ
ｍに特定したことによって、ホワイト・テイラー型液晶
デバイスの白ボケ状態を改善させた液晶表示素子を得る
ことができる。この液晶表示素子は、従来の液晶デバイ
スと同様に、背景部に着色層をを設けることにより直視
型カラー表示の表示装置として用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電圧無印加時における本発明のゲスト・ホスト
型液晶表示素子の断面を示した模式図である。

【図２】電圧印加時における本発明のゲスト・ホスト型
液晶表示素子の断面を示した模式図である。

【図３】電圧印加状態から電圧を切ったときにおける従
来のゲスト・ホスト型液晶表示素子の断面を示した模式
図である。

【符号の説明】

１液晶分子２二色性色素３基板４透明電極５着色層６配向層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明性電極層を有する２枚の基板間に、
カイラルネマチック液晶材料及び二色性色素を含有する
液晶混合物を挟持してなるゲスト・ホスト型液晶表示素
子において、前記カイラルネマチック液晶材料の固有ピ
ッチが３〜６μｍの範囲にあり、前記２枚の基板が共
に、電圧無印加時にカイラルネマック液晶材料及び二色
性色素を一定方向に配向させ得る配向手段を有していな
い基板であることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】表示面と反対側の基板に着色層を有する
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】着色層が蛍光色であり、基板の外側に配
置されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示
素子。
【請求項４】二色性色素が、４００〜６８０ｎｍの光
波長の範囲に光吸収領域を有する黒色の二色性色素であ
ることを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子。
【請求項５】色相の異なる複数の着色層が、画素電極
に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求
項４記載の液晶表示素子。
【請求項６】請求項１記載の液晶表示素子を用いた液
晶表示装置。