JPS58147711A - ゲスト・ホスト型液晶表示装置 - Google Patents

ゲスト・ホスト型液晶表示装置

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JPS58147711A
JPS58147711A JP3097082A JP3097082A JPS58147711A JP S58147711 A JPS58147711 A JP S58147711A JP 3097082 A JP3097082 A JP 3097082A JP 3097082 A JP3097082 A JP 3097082A JP S58147711 A JPS58147711 A JP S58147711A
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JP
Japan
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liquid crystal
dye
display device
crystal composition
liq
Prior art date
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Pending
Application number
JP3097082A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Tatsuta
竜田 博
Tetsuo Otsuka
大塚 哲郎
Teiichi Yamagami
山上 禎一
Haruhiro Shirasawa
白沢 晴寛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3097082A priority Critical patent/JPS58147711A/ja
Publication of JPS58147711A publication Critical patent/JPS58147711A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13475Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which at least one liquid crystal cell or layer is doped with a pleochroic dye, e.g. GH-LC cell

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコントラストの良好な多ノ一式のゲスト・ホス
ト型液晶表示装置に関するものである。
従来から提案されている多層式ゲスト・ホスト型液晶表
示装置のうち、ネマチック液晶を用いたものとして、例
えば2層式の場合を例にとると、第1層目の分子配向配
列方向と第2ノー目の分子配向配列方向を直交させ、可
視光領域の光を吸収させたシ、透過させたシすることに
よシカラー表示を行なっている。第1図(=)、(b)
にその構成を示したので、それに従って説明する。なお
、第1図(a)。
(b)はそnぞ扛電界印加前と電界印加状態を示したも
のである。
入射光101に対して第1のセルは、透明電極103.
104を備えた透明基板102,105の間に、多色・
注染料110およびネマチック液晶組成物109がサン
ドイッチ状に挾み込まれた構成からなシ、第2のセルは
、第1のセルの透明基板105を共用し、透明電極10
8,107ともう一方の透明基板108と、両電極間に
挟接された多色性染料111とネマチック液晶組成物1
12から構成されている。そして、この第1のセルと第
2のセルの分子の配向配列は、それぞれのセル内で方向
性をもってホモジニアスに配向配列しており、しかも互
いに図の様にその方向ははソ直交している。
このような構成のパネルに問直以上の電界を印加すると
、ネマチック液晶組成物が正の誘電異方性を有する場合
は、第1図(b)の様に透明基板102゜105.10
8によシサンドイツチ状に挾まれた多色性染料110,
111およびネマチック液晶組成物109,112は、
分子の長軸を電界の方、tに揃える様 になる。従って
、入射光101は多色性染料による吸収がほとんどなく
、第1のセルと第2のセルを透過して透過光115とな
る。
匠っテ、′電界のオン−オフによシ可視領域の光を吸収
したり透過したりすることが可能となり、多色性染料の
色相により色表示をすることが可能となる。
しかし、この従来の数品表示装置においては、第1図(
a)と(b)の間のコントラストの比を大きくするのに
限界がある。すなわち、第1図(−)より明らかな様に
、常光線、異常光線各成分を含んだランダムな光101
が第1のセルに入射し、セル中の配向配列した多色性染
料分子110によシ世直成分の光が吸収され、第1のセ
ルを透過する光は水平成分のみとなる。また、第2のセ
ル内の染料分子111が第1のセル内の染料分子110
に対してはy直交する様に配されていることから、第2
のセルに入射した水平成分の光は染料分子111によシ
吸収されてしまい、第1および第2のセルを透過する光
は、理論上ではあらゆる振動成分に対して染料の吸収波
長帯の光が吸収さnることになる。その際の光の強さl
は入射光強度をIOとするとシンベルト−ベアーの法則
に従っており、下記1式で示される。
1=Ioexp(−acd)・・・・   (1)(1
)式中、aは吸収係数、Cは濃度、dは光路長であり、
ゲスト・ホスト型液晶表示装置の場合にあてはめると、
吸収体daは多色性染料として用いる化合物に依存する
係数であり、濃度Cは、多色性染料を液晶組成物中にど
の程度溶解させるかで決まるパラメータ、また、光路長
dはセルの厚みによって決まるパラメーターである。
しかし、一般的に液晶組成物中に溶解出来る多色1生染
料の濃度には限界があシ、通常1〜Swt−程度である
。その様な状況下で、第1図(a)の構成での透過光量
を減じて表示装置としてのコントラスト比を向上させよ
うとすると、吸収係数aの大きな多色性染料を用′いる
か、もしくはセル厚みを厚くする方法が考えられるが、
多色性染料の吸収係数は化合物の種類により多少差異が
あるが、通常0.8〜1.4x10−4 (CHC13
中)程度であシ、やはり限界がある。一方、セル厚みに
関しても表示素子としての応答速度がはソセル厚みの2
乗に比例して遅くなることから出来るだけセル厚みを薄
くする方向が好ましいことは周知であり、従って、第1
図に示す構造の2層式ゲスト・ホスト型液晶表示装置の
コントラスト比を向上させるには、吸収係数の大きな新
規な多色性染料の出現を待たなくては実現出来ないこと
になる。このことは、2層式ゲスト・ホスト型に限らず
多層式ゲスト・ホスト型でも同様である。
本発明はこのような点に鑑みて成さ扛たものであシ、多
色性染料とネマチック液晶組成物からなる薄層を少なく
とも2層有し、この各薄ノーの分子に方向性をもたせて
ホモジニアス配向配列とし、各層間の配向方向を同一方
向にそろえておくように配置することにより、多色性染
料の染料濃度を見かけ上大きくして表示装置としてのコ
ントラストを向上させたものである。また本発明では、
史に高コントラストを得る目的で1枚の直線偏光板と上
記装置を組合せている。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
(実施例1) 第2図(a) 、 (b)は本発明に係る液晶表示装置
の第1の実施例を示す概略構成図であシ、そnぞれ電界
印加前と電界印加状態を示している。入射光201に対
して第1および第2のセルは、透明電極203,204
および206.207を備えた透明基板202,205
および208の各々の間に、多色性染料210および2
11とネマチック液晶組成物209および212がす/
ドイッチ状に法み込まれた構成からなり、そして第1お
よび第2のセル内の分子群の配向は、いずれもセル内で
方向(生をもってホモジニアス配向配列しておりしかも
互いの分子群の方向は揃っている。
これに混合組成物の晴直以上の電界を印加すると、組成
物の分子群はその長袖方向を電界の方向に揃える様にな
る。従って、入射光20 は多色1生宗料210,21
1による吸収がほとんどなく第1のセルと第2のセルを
透過して透過光216が冴られる。以上のことから、電
界のオン−オフによシ可視領域の光を吸収したり透過し
たシすることが可能となり、多色性染料の色相により色
表示をすることができる。この方式によるゲスト・ホス
ト型液晶表示装置の特徴は、第2図(−)で示したごと
く第1のセルと第2のセル内で多色性染料分子が同一方
向に揃えられていることから、従来の2I一式ゲスト・
ホスト型液晶表示装置に較べて入射光の染料による吸収
が増ガロしていることであり、見かけ上、染料一度が2
倍になったような効果を示す。しかし欠点としては、常
光線または異常光線のいずれか一方は第1および第2の
セルをともに通過することになシ、コントラストを更に
(実施例2) 第3図(41) 、 (b)は本発明に係る液晶表示装
置の第2の実施例を示す概略捕成図であり、そnぞれ電
界印加前と電界印加状態を示ている。入射光301に対
して第1および第2のセルは、透明電極303゜304
および306.307を備えた透明基板302.306
および308の各々の間に、多色性染料310および3
11とネマチック液晶組成物309および312がサン
ドイッチ状に挾み込まれ、そして第1および第2のセル
内の分子群の配向はいずれもセル内で方向性をもってホ
モジニアス配向配列しており、しかも互いの分子群の方
向は揃っておシ、史にそれらの分子群の長軸方向と偏光
軸の方向が一致する様に1枚の偏光板316が設置され
ている。従って、入射光301はまず直線偏光板316
を通過することにより水平成分の光がカットされ、垂直
成分の光のみが第1のセルに入射する。glのセルに入
った光はセル内の染料分子310により吸収されるが、
吸収しきれない垂直成分の光は次いで第2のセルに入り
、同様にしてセル内の染料分子311により吸収される
。従来の2ノ一式ゲスト・ホスト型液晶表示装置では1
層だけの染料分子による吸収で減光されていたのに較べ
、本発明に係るゲスト・ホスト型液晶表示装置において
は、2層の染料分子により吸収されて減光されるため、
電界を印加しない状態での連光ははy完全となる。また
染料分子の吸光係数が大きい場合や、液晶組、成物中に
溶解させる染料濃度が大きく出来る場合には、セル厚み
を非、、  常に薄くすることか出来る。また、少なく
とも第1図の従来列と同一の遮光効果が得られるように
した時には、ランベルト・ベアーの法則からも明らかな
様に、セル厚みを%にすることが出来、表示装置として
の応答速度を約4倍程度速くすることが可能となる。
一方、混合組成物の閾値以上の電界を印加すると、組成
物の分子群はその長軸方向を電界の方向を゛電界の方向
に揃えることになる。その際、入射光301は直線偏光
板316により水平成分の光参がカットされ、第1のセ
ルには垂直成分の光の)みが入射する。しかし、染料分
子の長袖は電界により基板面302.305および30
8に対してほぼ垂直となっているために、はとんど吸収
を受けずに第2のセルへ入射し、ここでも同様な理由か
ら、偏光板316を通過した光はほとんどそのまま透過
して通送光316になる。
この様に、分子の長軸方向と短軸方間とで吸収係数が大
きく異なる多色性染料の特質を効果的に利用して、コン
トラストの良好なカラー表示が可能となる。
なお、上記2つの実施例で使用した誘電異方性が正のネ
マチック液晶組成物の代シに、誘電異方性が負のネマチ
ック液晶組成物を用い、電界を印加しない状態で液晶分
子および染料分子が基板面に対して垂直に配向する様に
処理1しておくと、実流向1および実施レリ2で示した
とは逆の表示、すなわちポジ表示が可能となる。この場
合、電界の印加によシ液晶分子および染料分子は基板面
に対して平行に強制配列させらnるので、あらかじめ第
1および第2のセルの配向処理としてホメオトロピック
配向処理とラビングや斜方蒸着処理とを組合せた処理を
しておくと、′電界印加時に分子群が強制配列させられ
る方向が愛位づけられ、均質な表示が得られる。また、
直線偏光板と組合せることで、−ノーコントラストが向
上することも前述の実施例2の場合と同僚であり、この
場合、偏光板の偏光軸を分子が強制配列させられる方向
と平行にしておくことで良好な効果を得ることが出来る
なお、上記各実施例では、説明を容易にするために2層
式ゲスト・ホスト型液晶表示装置を例として説明したが
、3)f!!以上の場合においても同様の動作原理によ
り実現が可能である。また、実施例1および2において
は、電界印加の方法として第1番目の電・1全(実施例
1では203)と第3番目の電極(実施例1では2o6
)とを同電位に結線し、他の2つの電極(実施例1では
204と207)を結線して、その間に電圧を印加する
様に示したが、それ以外の方法、例えば第1番目の電極
(実施例1では2o3)と第4番目の電極(実施例1で
は2o7)とを同電位に結線し、残シの電極(実施例1
では204と206)を結線して、その間に電圧を印加
することでも本発明の効果は良好であった。
次に、この様な本発明に係る新規な液晶表示装置に、ネ
マチック液晶組成物と共に用いる多色性染料に関し、そ
の代表例を次表に示す。
(以    下    余    白)上記表に示した
構造式のものは有効な多色性染料であシ、それぞれ明瞭
なカラー表示が可能になる。
また本発明に係る新規な液晶表示装置の駆動電圧は、使
・用されるネマチック液晶組成物の誘電異方性や弾性定
数および粘度などに依存しており、実際には3〜6v前
後である。従って、時計や電卓など従来の液晶表示装置
と同様な用途に好都合である。
以上の説明から明らかなように、本発明に係る多層式ゲ
スト・ホスト型液晶表示装置は、従来例と比ベコントラ
スト比が良好であり、かつセル厚みを従来と同様にかな
り薄く出来るため応答速度も遅くなることがなく、表示
装置として工業的に大きな価値を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b)は従来の2層式ゲスト・ホス
ト型液晶表示装置の概略構成図、第2図(a)、Φ)お
よび第3図(、) 、 (b)は本発明に係るゲスト・
ホスト型液晶表示装置の2層式の各実施例を示す概略構
成図である。 202.205,208,302,305,308 −
・・−−一基板、203,204,206,207,3
03,304,306゜307 −・・・・・透明電極
、209,212,309,312・・・・・・液晶組
成物、210,211.310,311・・・・・多色
性染料、213,313・・・・・・・電憧、214゜
314・・・・・・・スイッチ、316 ・・・・・直
線偏光板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ネマチック液晶組成物と多色性染料を含む少なく
    とも2層の薄層と、この各々の薄層が独立して電界を印
    加出来る様な少なくとも2枚が透明な基板および竜誰か
    ら構成され、前記多色性染料を含むネマチック液晶組成
    物を一方向に配向配列させると共に、その配向配列方向
    が各層間でほぼ同一方向となるようにしたことを特徴と
    するゲスト・ホスト型液晶表示装置。
  2. (2)多色性染料を含むネマチック液晶組成物の配向配
    列方向と偏光軸がはソ平行または垂直になる・1−Xに
    1枚の直線偏光板を配したことをvjI#とする特許請
    求の範囲第(1)項記載のゲスト・ホスト型液晶、ぺ水
    装置。
JP3097082A 1982-02-26 1982-02-26 ゲスト・ホスト型液晶表示装置 Pending JPS58147711A (ja)

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JP3097082A JPS58147711A (ja) 1982-02-26 1982-02-26 ゲスト・ホスト型液晶表示装置

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JPS58147711A true JPS58147711A (ja) 1983-09-02

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7573524B2 (en) 2004-03-03 2009-08-11 Sony Corporation Liquid crystal light control element, lens barrel, and imaging device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7573524B2 (en) 2004-03-03 2009-08-11 Sony Corporation Liquid crystal light control element, lens barrel, and imaging device

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