JPH08234242A - 液晶電気光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光透過特性が高く、かつ低電圧駆動可能な液晶
電気光学装置を得ることを目的とする。 【解決手段】対向する基板内面に電極を有する一対の基
板間に液晶層を挟持し、液晶層中には透明物質を分散
し、電圧印加により液晶電気光学装置の透過状態と光散
乱状態とを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶を用いた散乱型
液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶を用いた散乱型液晶表示に
は、ＤＳＭ（動的散乱効果モード）や特開昭５９−１７
８４２９号公報に開示されているような液晶をカプセル
封入したフィルム状表示装置が知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術では、電流がセル中を流れ液晶表示装置の信頼性が低
い（ＤＳＭ型）、駆動電圧が５０Ｖ以上と高く、また製
造方法も特殊であり、従来の工程が用いられない（液晶
カプセル型）、という問題があった。

【０００４】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは、一方のスイッチン
グ状態で高い光透過特性を有し、低電圧駆動可能な電界
効果型液晶表示装置を提供することにある。さらには、
従来からの製造工程をそのまま利用できる液晶表示装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、相対する２枚の基板間に、液晶材料、液晶材料中に
分散した透明粒子を挟持し、かつ液晶材料に電圧を印加
する手段を有することを特徴とする。またこの透明粒子
の直径は、基板間のギャップ以下であることを特徴とし
ている。さらにこの透明粒子は液晶分子を垂直に配向す
る処理を施されていることを特徴としている。また相対
する基板の液晶材料に接触する面は、液晶分子が平行、
もしくはほぼ平行に配向する処理が施されていることを
特徴としている。

【０００６】またこの液晶材料の正常光に対する屈折率
は、前記透明粒子の屈折率にほぼ等しいことを特徴とし
ている。さらには、液晶材料はコレステロール誘導体を
含有することを特徴としている。また、この液晶材料
は、二色性色素を含有することを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明の上記の構成によれば、相対する基板間
に封入された液晶材料と、その液晶材料間に分散された
透明粒子間で生じる光散乱、並びに液晶材料の微少な配
向欠陥で生じる光散乱現象を外部から印加する電圧によ
って制御し、表示を行なわせることができる。

【０００８】分散される透明粒子は、その最大径を基板
ギャップ以下に設定され、それにより微少な光散乱中心
を得た。またその透明粒子に垂直配向処理を与えること
により、表示装置全面に均一な配向欠陥を生じさせ、ま
た粒子と液晶界面での光散乱を制御可能とする。同様な
配向制御は、基板側にも行なうとより均一な表示が得ら
れ、最も効果的な配向処理は、平行配向であった。

【０００９】本発明では液晶材料の複屈折と透明粒子の
微少領域での屈折率変化を散乱現象として利用している
ため、電圧が印加された透明状態では、液晶の正常光に
対する屈折率と透明粒子の屈折率とがほぼ等しいことに
より、透明性に優れたＯＮ状態が得られる。これは高い
光スイッチ特性を得るものである。さらに光散乱状態
で、高い光散乱はコレステロール誘導体を液晶に含有す
ることによっても得られた。また散乱光を二色性色素に
よって吸収し、より優れた光スイッチ特性を得ることが
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

〔実施例１〕図１は本発明による液晶表示装置の断面図
である。液晶分子１０１から成る液晶中に透明粒子１０
２が分散され、基板１０５間に封入されている。電極１
０３は電圧印加手段であり、これにより画素が形成され
る。１０４は電源を表わしている。１０６は入射光、１
０７は出射光、１０８は散乱光である。

【００１１】具体的には、表１の構成とした。

【００１２】

【表１】

【００１３】この液晶の屈折率は、正常光、異常光に対
して、各々１．５０、１．６８である。透明粒子の屈折
率は１．４６であり、液晶の正常光屈折率に近い値であ
る。これは後述するように、透過状態の光散乱を抑え、
高いコントラストを得ることができる。

【００１４】図１には、電圧印加状態（以下ＯＮ状態と
称する、図１左側）、電圧無印加状態（以下ＯＦＦ状態
と称する、図１右側）が描かれている。右側のＯＦＦ状
態においては、基板には平行配向処理、透明粒子には垂
直配向処理が施されている。そこで、液晶分子は基板界
面では平行、透明粒子界面では垂直に配向しようとす
る。このため多くのディスクリネーションと呼ばれる配
向の不連続点が発生する。これは見かけ上白濁した光散
乱を呈する。さらには、透明粒子の等方的な屈折率に対
し、液晶はそれより０．２以上も大きな異常光屈折率を
有するため、入射光の方向により、光路が大きく屈折し
たり、反射を受ける。これも光散乱を生じる。これらの
光散乱要因が、基板間に均質にかつ無秩序に存在するこ
とにより、ＯＦＦ状態は白濁した光散乱状態となり、入
射光１０６は１０８に示すように光を拡散する。

【００１５】一方、図１の左側に示すＯＮ状態は、外部
電界が加わり、液晶の誘電異方性に従ったトルクが液晶
分子に働く。このため、配向力よりも強いトルクが働く
場合、液晶分子は図示するように基板に対し垂直に、再
配列をする。この状態では、入射光１０６の液晶から受
ける屈折率は正常光屈折率であり、この場合の値は１．
５０である。ところで透明粒子の屈折率は１．４６であ
り、近い値であることから、入射光の受ける屈折力は小
さなものとなる。さらに、液晶の配向欠陥は外部電界に
よる再配列によって消失する。これらから、透明なＯＮ
状態が得られる。１０７はこのようにして透過した出射
光である。

【００１６】図２実線はこのようにして得られた液晶表
示装置の印加電圧−透過率特性である。

【００１７】また図２に破線で示す特性は、配向処理を
施さずに作製した液晶表示装置のものである。表示特性
は低下するが、動作可能であることを示している。

【００１８】〔実施例２〕液晶にコレステロール誘導体
を微少量混合し、散乱能を高めた液晶表示装置である。

【００１９】基本的な構造は実施例１と同様である。表
２に具体的な構成を示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】このような構成により得られた液晶表示装
置の印加電圧−透過率特性を図３実線に示す。コレステ
ロール誘導体無添加のものを破線で示した。これから判
かるように駆動電圧は上昇するが、ＯＦＦ状態の透過率
の低下がみられた。また表示全体の均一性が向上し、配
向処理が不要となる効果をもたらしている。

【００２２】〔実施例３〕液晶中に二色性色素を添加
し、表示特性を向上させた液晶表示装置である。基本的
な構造は実施例１と同様である。表３に具体的な構成を
示す。

【００２３】

【表３】

【００２４】このような構成により得られた液晶表示装
置の印加電圧−透過率特性を図４に示す。このように高
コントラストな液晶表示装置が得られた。コントラスト
が向上する理由は、ＯＦＦ時の光散乱による透過率の低
下に加え、二色性色素による光の吸収のためである。逆
にＯＮ時には二色性色素が液晶分子と共に再配列し、光
吸収が減少し、等方的に光吸収を行なう色素に比べ高い
光透過率を得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、液晶
中に透明粒子を分散させることにより、ＯＮ時に高い透
過率を有する電界効果型の液晶表示装置を得ることがで
きた。また５０Ｖ以下の電圧で駆動が可能となり、さら
には液晶中を電流が流れないことから信頼性に優れた表
示装置を提供可能とした。

【００２６】製造にあたっては、相対する基板間に液晶
を挟持する従来の製造方法を利用できる。また基板間の
ギャップ保持を一部の透明粒子で行ない、均一な表示特
性を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の液晶電気光学装置の断面を示す図。

【図２】 本発明の液晶電気光学装置の印加電圧−透過
率特性を示す図。

【図３】 コレステロール誘導体を添加した液晶を用い
た場合の液晶電気光学装置の印加電圧−透過率特性を示
す図。

【図４】 二色性色素を添加した場合の液晶電気光学装
置の印加電圧−透過率特性を示す図。

【符号の説明】

１０１・・・液晶分子 １０２・・・透明粒子 １０３・・・電極 １０４・・・電源 １０５・・・基板

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【手続補正書】

【提出日】平成８年２月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶電気光学装
置は、対向する基板内面に電極を有する一対の基板間に
液晶層を挟持してなる液晶電気光学装置において、前記
液晶層にコレステロール誘導体が含有され、かつ複数の
透明物質が分散してなり、前記液晶中に分散した前記透
明物質により入射光が光散乱もしくは透過することを特
徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】削除

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対する少なくとも２枚の基板間に、液
   晶材料、液晶材料中に分散した透明粒子を挟持し、かつ
   液晶材料に電圧を印加する手段を有する液晶電気光学装
   置。
2. 【請求項２】 前記透明粒子の最大径は、基板間のギャ
   ップ以下であることを特徴とする請求項１記載の液晶電
   気光学装置。
3. 【請求項３】 前記透明粒子は液晶分子を垂直に配向す
   る処理を施されていることを特微とする請求項１記載の
   液晶電気光学装置。
4. 【請求項４】 前記相対する基板の液晶材料に接触する
   面は液晶分子が面に平行、もしくはほぼ平行に配向する
   処理を施されていることを特徴とする請求項１記載の液
   晶電気光学装置。
5. 【請求項５】 前記液晶材料の正常光に対する屈折率
   は、前記透明粒子の屈折率にほぼ等しいことを特徴とす
   る請求項１記載の液晶電気光学装置。
6. 【請求項６】 前記液晶材料はコレステロール誘導体を
   含有することを特徴とする請求項１記載の液晶電気光学
   装置。
7. 【請求項７】 前記液晶材料は二色性色素を含有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の液晶電気光学装置。