JPS5831317A - 液晶表示素子及びその製造法 - Google Patents

液晶表示素子及びその製造法

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JPS5831317A
JPS5831317A JP56129687A JP12968781A JPS5831317A JP S5831317 A JPS5831317 A JP S5831317A JP 56129687 A JP56129687 A JP 56129687A JP 12968781 A JP12968781 A JP 12968781A JP S5831317 A JPS5831317 A JP S5831317A
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JP
Japan
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liquid crystal
polarizer
display
electrode
display element
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JP56129687A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Ueno
上野 敏彦
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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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
    • G02F1/137Devices 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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13725Devices 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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on guest-host interaction

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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】 本発明は多色性染料を含んだ誘電異方性が正のネマチッ
ク液晶を吊込た色表示可能な新規なゲスト−ホスト型液
晶表示素子に関する。
電界配向型ネマチック液晶、ネマチック−コレステリッ
ク混合液晶に多色性染料を添加し、液晶分子の誘電異方
性及び多色性染料分子の光吸収異方性を利用し電界作用
によって前記液晶分子及び染料分子の配向方向の変化で
色の濃淡を行なう表示方式は所間ゲストーホスト効果と
して知られている。前記ゲスト−ホスト効果を用い几表
示素子は、前記多色性染料の色相を選ぶことで任意の表
示色を選ぶことができ、かつ視野角が広いという特徴を
もち、他の液晶表示方式を利用し之表示素子に比較して
ユニークな存在である。
ゲスト−ホスト効果型表示素子においては、用いる多色
性染料の吸収異方性の正負(染料分子長軸方向の吸光係
数が前記分子短軸方向の吸光係数より大きい場合は吸収
異方性は正、小さい場合は負と呼ばれ、以後各々の型の
染料をり、、Dn と略称する。また、吸引異方性をほ
とんど持たない染料をDiと略称する。)と液晶物質の
誘電異方性の正負の組合せ及び初期の液晶物質の界面配
向の種々の組合せKよって電界印加の有無による有色二
無色、あるいは有色二有色のカラースイッチングを実現
しているが、従来知られているゲスト−ホスト効果型表
示素子においては、有色状態ははとんど表示面内で一定
の色調になるものがほとんどであり、表示面の色調が連
続的に変わる表示方式は稀である。一方、棒グラフ表示
の如きアナログ的情報を表示したい表示素子においては
表示面内で空間的に色調を変えることができれば視認性
を着しく高めることができる。従来のゲスト−ホスト型
表示素子において上記空間的に色調を変えよりとするな
らば、実効的に印加電圧を空間的に変えなければならな
いが、この方式によれば多数の実効電圧を発生させる駆
動回路が必要であり、高価なものとなり、かつ種々の色
調を制御すべき実効電圧値の許容幅が狭く実用的でない
本発明の目的は、前記従来のゲスト−ホスト効果型表示
素子に比較して、特にアナログ的情報を表示するとき著
しく視認性を高める表示効果、即ち空、間約にほとんど
連続的に色調を変えることが、一定の実効電圧印加のも
とて可能な新規な表示素手−を提供することKある。
本発明による液晶表示素子は一定の間隙を有する一対の
電極基板間に多色性染料を添加した誘電異方性が正の液
晶物質を充填し几液晶セルと一つの偏光子を用い友液晶
表示累子において、充填した液晶物質が電圧が印加され
ない状態で前記電極基板に対してほとんど平行に横臥し
、かつ前記偏光子の偏光軸方向と前記液晶物質の光軸、
もしくは分子長軸方向がほとんど平行からほとんど直交
まで前記偏光子に平行な面内において連続的に異なる領
琥をもつ配向構造になっている点に特徴がある・また、
本発明の製造方法は上記液晶表示素子の製造方法におい
て、液晶表示素子の電極基板表面を少なくとも表示すべ
き表示単位の大きさ、形状と同じ開口部をもつし中へい
板でおおい、開口部から厘出する基板上の位置を一定ず
つずらすと同時に1電極基板の蒸着源に対する角度をθ
〜90’  の間でわずかずつ一定方向に回転して順次
無機酸化物あるいは無機7フ化物を斜方蒸着する工程を
具備している点に特徴がある。
以下に本発明を図を用いて更に詳細に説明する。
第1図は本発明になる液晶表示素子の模式的断面図であ
る。一対の透明ガラス基板1上には酸化インジウム又は
酸化スズよりなる透明電極2.3が所望のパターンを表
示すべき電極パターンで形成されている。本例において
は、共通電極2に対して表示電極3がストライプ状に形
成されている。
前記透明電極基板上には液晶分子7、染料分子8からな
る液晶物質6が所望の配列状態をとるべく配向処理層4
が形成されている。両基板の周辺はエポキシ系樹脂等の
シール剤5が所望の膜厚、例、tばio〜15μmでシ
ールされている。ま九表示電極3が形成された基板側に
は一つの偏光子9が    ・設置されている。
第2図は、本発明の実施例に用いる棒グツ7等アナログ
表示に適し九電極バター7の模式図であり、各表示電極
’1s A@、”・、Anがストライプ状に形成されて
いる。
本発明においては前記液晶物質は電圧が印加さ的に変化
させる必要がある。
上記配向状態を実現するKは、例えば両基板表面を各表
示電極と同じ形、大きさの空隙部を1ケつくったモリブ
デン板の如きし中へい板でまず前記し中へい板の空隙部
を表示電極人1に対応するように基板をおおい、−酸化
ケイ素を基板法線方向とほぼ60’ の角度をなす方向
から一酸化ケイ素を1000λ根&斜方真空蒸層する。
次に前記し中へい板の空隙部の位置が表示電極人2に対
応するように、基板、もしくはし中へい板を移動し、同
時に基板をほぼ蒸発源に対して方位角が72(n−1)
ラジアン、ずれるように回転せしめ、−酸化ケイ素を1
00OA ii度斜方蒸着する。
以下、順次し中へい書の空隙部を表示電極A2、−1人
。の領域に対応するように移動し、かつ基板を順次一定
方向に/z(n−1)ずつ回転し、斜方蒸着を行えばよ
い。この工うな配向処理をし九基板で構成され光液晶物
質を充填すると、表示電極ム1、−1An領域内で液晶
物質の配向方向が前記偏光子の偏光軸となす角度が00
から90’までほぼ連続的に異なる配列状態を実現でき
る。液晶物質としては、誘電異方性が正のネマチ、り液
晶に多色性染料として、Dp型、もしくはDn型、又は
り、型とDfi型の混合物、又はDp又はDn型とDi
型の混合物が利用できる。
第3図は、上記の如く調整された液晶表示素子からなが
めたときの様子を模式的に示したものである。(a)は
電界が印加されない状態であり、表示平行な方向にあり
、表示電極人2上では、表示電極人東上の配列方向とは
、”z(n−t)ラジアンだけずれ几方向に配列してい
る。このように表示電極人最上では、表示電極入セも配
列方向に対して・(i−t)g/* (n−t )ラジ
アンダリずれた配列をしており、表示型圧入ゎ上ではπ
/2ラジアンだけずれていることになる。従ってり、f
fl染料を用いたときは表示電極ムl領域では最も良く
吸収され、濃く着色し、以後表示電極人2・A g %
−s人n−1領域と、各表示電極上の配列方向の表示型
fi A tの配列方向からのずれが大きくなるに従っ
てほとんと連続的に吸収は弱くなる究め、着色程度は弱
くなり、表示電極Ar、領域では吸収は最小になり、は
とんど無色になる。従りて表示電極Al、A、。
−1AnKは#11淡の連続的カラーバンドが生じる。
−万、Dn型染料を用い上場台、上記り、型染料の場合
とは逆にA、表示′II&極でにはとんど無色、A1表
示電極で歳も濃く着色した連続的濃淡の力2−バンドが
生じる。一方、第3図(blで示す如く電界が印加され
た場合は、すべての異示IEm上の液晶物質は基板に対
して垂直な方向に配列する。
従りて、Dp型染料の場合はほとんど無色になる。
tたDnWi染料を用いた場合は濃く着色する。このよ
うに本発明による液晶表示素子は表示面に連続的カラー
バードが形成され表示電極に電界が印加された場合は表
示電極AI、4L、<はAnの色調と同一の色調を各表
示電極領琥に表示できるユニークな液晶表示素子である
以下実施例について説明するが、いずれの実施例も第1
図に示した構造とな5シリ、充填する液晶物質6が異な
るだけであるので、構造についての説明は省略する。
実施例1 多色性染料としてり、I染料である商品名0224(日
本感光色素研究所$1)を誘電異方性が正のネマチック
液1、商品名E−s(BDH製)に約0.5wt%  
添加した液晶物質を用いた場合、電界が印加されない状
態では表示電極人lが最も濃く着色し、表示電極人。が
ほぼ無色の青紫色の濃淡カラーバンドが形成され、電界
が印加されるとはは無色とな−)几。
実施例2 誘電異方性が正の多色性液晶、商品名G−63w(チッ
ソII)を用いた場合、電界が印加されない状態では表
示電極Alはほぼ無色、表示電極Anで最も濃く着色し
た赤紫色の濃淡カラーバンドが生じ、電界が印加される
と赤紫色に濃く着色し九〇実施例3 誘電異方性が正のネマチ、り液晶G63w(デ。
ソ■)に商品名0206(日本感光色素研究所)を0.
7wt%添加した液晶物質を用いt場合、表示電極Al
は黄色、表示電極λnは赤紫色と黄色→黄橙→橙→赤→
桃赤色→赤紫色のほぼ連続的カラー/(yドが電界無印
加時に形成され、電界が印加されt場合は赤紫色に濃く
着色した。
実施例4 実施例1に用いた液晶物質にDi型黄色染料、NY−3
(保止ケ谷化学11k)を1.0w1%  添加しtt
のを用い几場合、電界が印加されないときには表示電極
部1は青紫色、表示電極Anは黄色のA1→人nに対応
して實緑→縁→黄緑→黄の連続的カラーバンドが形成さ
れ、電界が印加された場合は黄色#IC濃く着色した。
以上、本発明の詳細な説明し友ように、本発明によって
表示面内にほぼ連続的に色調の異なるカラーバンドを形
成でき、棒グラフの如きアナログ情報等の表示に適し視
認性の高い、従来のゲスト−ホス)II表示素子ではは
とんど不可能であっ几表示機能を持った優れた表示素子
を提供することが可能となる〇
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における液晶表示素子の模式
的断面図、第2図は表示電極部の模式図、第3図は本発
明の一実施例による液晶表示素子の基板垂直方向がら見
を各表示電極領域における液晶物質の光軸方向、もしく
は分子長軸方向を示す。 第1図、第2図において 1一基板 2・・・共通電極 3・−表示電極4−配向
処理層 5−シール1il16−液晶物質7−液晶(液
晶分子)  8−・・染料(染料分子)9−偏光子 1
0・−偏光子の偏光軸方向11−表示電極A1領域の光
軸方向 12−・表示電極A2領域の光軸方向 13−・  ’An−II1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)少なくとも一方が透明な一対の電極基板間に多色性
    染料を添加した#lj′IlK#!方性が正の液晶物質
    を充てんしてなる液晶セルと1つの偏光子から構成され
    る液i表示素子において、電界が印加されない状虐で、
    前記液晶物質の配向方向が、前記・電極基板に対してほ
    とんど平行に横臥し、かつ前記偏光子の偏光軸となす角
    度がほとんど00からほとんど90ζで前記偏光子に平
    行な面内において連続的に異なることを特徴とする液晶
    表示素子。 2)少なくとも一方が透明な一対の電極基板間に多色性
    染料を添加し友誘電異方性が正の液晶物質を充てんして
    なる液晶セルと一つの偏光子から構成され、前記液晶物
    質の配向方向が電界が印加されない状態で前記電極基板
    に対してほとんど平行に横臥し、かつ偏光子の偏光軸と
    なす角度がほとんど0°からほとんど90’まで前記偏
    光子に平行な面内において連続的処異なる領域をもつ液
    晶表示素子の製造捲において、前記液晶表示素子の電極
    基板表面を、少なくとも表示すぺS′表示単位の大きさ
    、形状と同じ空隙部を1つもつし中へい板でおおい、前
    記空隙部の基板上の位置を一定にわずかずつずらし、同
    時に電極基板の蒸着源に対する方位角をθ°から90°
    までわずかずつ一定方向に回転して、順次無機酸化物、
    もしくは無機フッ化物を斜方蒸着する工程を有すること
    を特徴とする液晶表示素子の製造法。
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