JPS5919325B2 - Guest/host liquid crystal display element - Google Patents

Guest/host liquid crystal display element

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JPS5919325B2
JPS5919325B2 JP11013576A JP11013576A JPS5919325B2 JP S5919325 B2 JPS5919325 B2 JP S5919325B2 JP 11013576 A JP11013576 A JP 11013576A JP 11013576 A JP11013576 A JP 11013576A JP S5919325 B2 JPS5919325 B2 JP S5919325B2
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JP
Japan
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liquid crystal
guest
display pattern
transparent conductive
display
Prior art date
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JP11013576A
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Japanese (ja)
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JPS5335564A (en
Inventor
直 太田
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Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Suwa Seikosha KK
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Publication date
Application filed by Suwa Seikosha KK filed Critical Suwa Seikosha KK
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Publication of JPS5919325B2 publication Critical patent/JPS5919325B2/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶表示素子に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a liquid crystal display element.

さらに詳しくは電界印加によつてコレステリツク相から
ネマチツク相に相転移を起す液晶中に多色性染料を添加
したものを表示セル中に封入し、電界印加によつて色相
をコントロールすることにより表示を行うポジ型のゲス
ト・ホスト液晶表示素子に関する。本発明の目的は低消
費電力で、鮮明な表示素子を得ることにある。液晶表示
には数種の表示原理があり、そのうち実用に供されてい
るものには液晶中のイオンの移動による液晶の白濁現象
を利用したDSM方式とねじれ配向した液晶分子に電界
をかけて分子を整列させ偏向フィルターを通してその状
態変化を明暗で表示するFEM方式である。
More specifically, a display cell is filled with a liquid crystal that undergoes a phase transition from a cholesteric phase to a nematic phase when an electric field is applied, to which a pleochroic dye is added, and the hue is controlled by applying an electric field. The present invention relates to a positive type guest-host liquid crystal display device. An object of the present invention is to obtain a clear display element with low power consumption. There are several display principles for liquid crystal displays. Among them, the ones that are in practical use are the DSM method, which utilizes the clouding phenomenon of liquid crystal due to the movement of ions in the liquid crystal, and the DSM method, which uses an electric field to twist-aligned liquid crystal molecules. This is an FEM method that aligns the cells and displays their state changes in brightness and darkness through a deflection filter.

このうちDSM方式は、構造は単純であるが表示が判断
しづらく駆動電圧、消費電力がやや大きく、さらに寿命
がそれほど長くないという欠点があつた。またFEM方
式は駆動電圧が低く、消費電力も極めて小さくそのうえ
寿命が長いため優れた表示方式であるが、視角が狭く表
示がそれほど鮮明でないという欠点があつた。また明確
なしきい値電圧を持つているが立ち上りがそれ程急でな
いため応答速度がそれ程早くないという問題もあつた。
このように従来の液晶表示方式、特にFEM方式では一
定の優れた点を持つてはいるが、視角、鮮明さ、応答性
などに欠点があり、これらの点を改善した新しい表示方
式が求められていた。
Among these, the DSM method has a simple structure, but has the disadvantages that the display is difficult to judge, the drive voltage and power consumption are rather high, and the service life is not very long. Further, the FEM method is an excellent display method because it has a low driving voltage, extremely low power consumption, and has a long life, but it has the disadvantage that the viewing angle is narrow and the display is not very clear. Another problem was that although it had a clear threshold voltage, the rise was not very steep, so the response speed was not very fast.
Although conventional liquid crystal display methods, especially the FEM method, have certain advantages, they have shortcomings in viewing angle, clarity, responsiveness, etc., and there is a need for new display methods that improve these points. was.

本発明における液晶表示素子はこのような要請に答える
ものである。本発明における液晶表示素子は原理的には
いわゆるゲスト・ホスト効果と呼ぱれるものに属する。
ゲスト・ホスト効果は染料を選択することにより任意の
カラー表示が可能であり視角も広くとれる。また構造的
に偏光板が不要でDSM方式と同じ構造となつて製造も
簡単である。従来行なわれていたゲスト・ホスト効果は
ホストとしてネマチツク液晶を用いていた。
The liquid crystal display element of the present invention satisfies these demands. The liquid crystal display element according to the present invention belongs to the so-called guest-host effect in principle.
The guest-host effect can be displayed in any color by selecting dyes, and the viewing angle can be widened. Furthermore, since the structure does not require a polarizing plate and has the same structure as the DSM method, it is easy to manufacture. The conventional guest-host effect used a nematic liquid crystal as the host.

また従来、ゲスト・ホスト液晶表示素子でボジ表示を得
る方法としては、誘電異方性が負の液晶を垂直配向させ
る方法があるが、誘電異方性が大きい負液晶はなく、駆
動電圧が高くなる欠点があつた。それに対して本発明に
おける表示ではホストとして電界印加によりコレステリ
ツク相からネマチツク相に相転移を起す液晶を使用する
ことが従来のゲスト・ホスト効果と異なつている。この
ようなネマチツクーコレステリツク相転移を示す液晶を
作るには幾つかの方法があり、例を示すと、1ネマチツ
ク液晶中に光学活性を示すネマチツク液晶を混合する。
Conventionally, a method for obtaining a positive display in a guest-host liquid crystal display device is to vertically align a liquid crystal with negative dielectric anisotropy, but there is no negative liquid crystal with large dielectric anisotropy, and the driving voltage is high. There was a drawback. On the other hand, the display of the present invention differs from the conventional guest-host effect in that a liquid crystal that undergoes a phase transition from a cholesteric phase to a nematic phase upon application of an electric field is used as a host. There are several methods for producing a liquid crystal exhibiting such a nematic cholesteric phase transition. For example, a nematic liquid crystal exhibiting optical activity is mixed into one nematic liquid crystal.

2ネマチツク液晶中にコレステリツク液晶を混合する。2.Cholesteric liquid crystal is mixed into nematic liquid crystal.

などがある。and so on.

いずれの場合も出来た液晶の誘電異方性は正でなければ
ならない。このホスト液晶中にゲストとして染料を添加
するわけであるが、染料としては表1に示したようなも
のがある。この染料を加えた液晶をセルに封入した状態
を第1図および第2図に示した。第1図aはホモジニア
ス配列させるべく処理したセル中に封入した場合を示し
、第2図aはホメオトロピツク配列させるべく処理した
セル中に封入した場合を示す。いずれの場合も液晶はら
せん構造をとつており、個々の液晶分子の長軸方向は様
々な方向を向いており、この時液晶中に混入された液晶
分子と同様に様々な方向に向いた染料は、特有の波長の
光を吸収し発色状態となる。次にこの液晶層に電解を印
加してゆくと、ある電圧以上になると第1図bおよび第
2図bで示したようにいずれの場合もホメオトロピツク
配列のネマチツク液晶状態になる。この時染料も同じく
その長軸を基板に垂直に向けるので色は見えなくなり透
明になる。従つて電気光学的表示が可能となる。このよ
うに本発明における液晶表示素子は電圧引加部が透明と
なるため従来の表示素子のような透明電極の形成では数
字又は文字の表示パターンが発色した背景の中に無色(
あるいは反射板の色)で浮出ることになる。ところがこ
のような方式にした場合、反射して来る全光量が少ない
ため、実際に目で見た時表示全体が薄暗い感じを持つよ
うになりあまり好ましくない。そこで本発明では、第3
図あるいは第4図に示すように表示パターン部以外の場
所を透明電極で覆い電圧を印加することによつて背景を
無色(あるいは反射板の色)とし、その中に表示パター
ンが発色して浮出るようにして表示を明るくすることに
より鮮明度を増したものである。第3図は、表示パター
ン部の透明導電膜1と基板2に対して反対側の同部のリ
ードとしての導電膜3とを導電性物質4で電気的接続し
た部分の断面を示すものである。
In either case, the dielectric anisotropy of the resulting liquid crystal must be positive. A dye is added as a guest to this host liquid crystal, and the dyes shown in Table 1 are available as the dye. FIGS. 1 and 2 show the state in which the liquid crystal to which this dye has been added is sealed in a cell. FIG. 1a shows the case of encapsulation in a cell treated for homogeneous alignment, and FIG. 2a shows the case of encapsulation in a cell treated for homeotropic alignment. In either case, the liquid crystal has a helical structure, and the long axes of individual liquid crystal molecules are oriented in various directions, and the dyes mixed in the liquid crystal are oriented in various directions. absorbs light of a specific wavelength and becomes colored. Next, when an electrolytic voltage is applied to this liquid crystal layer, when the voltage exceeds a certain level, the liquid crystal layer enters a nematic liquid crystal state with a homeotropic alignment as shown in FIGS. 1b and 2b in both cases. At this time, the long axis of the dye is also oriented perpendicular to the substrate, so the color becomes invisible and becomes transparent. Electro-optical display is therefore possible. In this way, in the liquid crystal display element of the present invention, the voltage application part is transparent, so when forming transparent electrodes like in the conventional display element, the display pattern of numbers or letters is colored in the background.
Or the color of the reflector) will make it stand out. However, when using this method, the total amount of reflected light is small, so when actually viewed with the naked eye, the entire display appears dim, which is not very desirable. Therefore, in the present invention, the third
As shown in the figure or Fig. 4, by covering the area other than the display pattern with a transparent electrode and applying a voltage, the background is made colorless (or the color of the reflector), and the display pattern develops color and floats within it. The clarity is increased by making the display brighter. FIG. 3 shows a cross section of a portion where the transparent conductive film 1 of the display pattern section and the conductive film 3 as a lead on the opposite side of the substrate 2 are electrically connected by a conductive substance 4. .

また、第4図は表示パターン部6以外の部分を透明ある
いは不透明絶縁膜7を介して透明導電膜8で覆つたもの
の表示パターン部を通る・・・・・・断面を示すもので
、表示パターンの導電膜6と透明導電膜8が多層配線と
なつていることが特徴である。このように電極構成した
液晶表示セルを駆動したところ従来のDSMあるいはF
EM方式の液晶表示セルにくらべ、明るくかつ鮮明な表
示が得られた。
Further, FIG. 4 shows a cross section passing through the display pattern part of a part other than the display pattern part 6 covered with a transparent conductive film 8 via a transparent or opaque insulating film 7. A feature is that the conductive film 6 and the transparent conductive film 8 form multilayer wiring. When driving a liquid crystal display cell with electrodes configured in this way, it was found that the conventional DSM or F
A brighter and clearer display was obtained compared to the EM type liquid crystal display cell.

第3図および第4図共に、その対向する電極は表示パタ
ーンを有する必要がなく基板表面に一様に導電膜を形成
させたものを用いることができる。また、第3図ならび
に第4図の構成を持つ電極と対向電極のいずれが表示セ
ルの表側に来ても得られる効果は同じであり、偏光板が
不要であることを利用し、基板のどちらか一方を反射率
の高い不透明な材質を使つて反射板としたり、液晶をホ
モジニアス配列あるいはホメオトロピツク配列させるよ
う処理した不透明対向電極を反射板として用いるなどセ
ル構造を簡単に1ることが可能である。以上のように、
本発明によれば明るく鮮明な表示を得ることができ、し
かも低パワーで構造をも簡単にすることができ、その価
値は大である。
In both FIGS. 3 and 4, the opposing electrodes do not need to have a display pattern, and may be formed by uniformly forming a conductive film on the surface of the substrate. In addition, the effect obtained is the same regardless of whether the electrode having the structure shown in FIGS. 3 or 4 or the counter electrode is placed on the front side of the display cell, and the polarizing plate is not required. It is possible to easily change the cell structure by using an opaque material with high reflectance on one side as a reflector, or using an opaque counter electrode treated to arrange liquid crystals in a homogeneous or homeotropic alignment as a reflector. . As mentioned above,
According to the present invention, a bright and clear display can be obtained, and the structure can be simplified with low power, which is of great value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図A,b,ホモジニアス配列を持つた液晶セル。 第2図A,b,ホメオトロピツク配列を持つた液晶セル
。第3図、第4図、本発明における表示パターン部断面
を示す。1・・・・・・表示パターン部、2・・・・・
・基板、3・・・・・・リード部、4・・・・・・導電
材、5,8・・・・・・表示パターン部以外に電圧印加
すべく設けられた電極、6・・・・・・表示パターン部
、7・・・・・・絶縁膜。
Figure 1 A, b, a liquid crystal cell with homogeneous alignment. Figure 2 A, b, liquid crystal cell with homeotropic alignment. FIGS. 3 and 4 show cross sections of display pattern parts in the present invention. 1...Display pattern section, 2...
・Substrate, 3... Lead part, 4... Conductive material, 5, 8... Electrode provided to apply voltage to areas other than the display pattern part, 6... . . . Display pattern portion, 7 . . . Insulating film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 正の誘電異方性を持つたコレステリツク液晶物質中
に、多色性染料を添加したものを、一定の間隔を保つて
保持された一対の基板間に充填し、基板表面には目的と
する表示パターンに対応した透明導電膜が形成され、該
透明導電膜間に電圧を印加する事により、液晶分子が電
極面に対し垂直配向したネマチツク相を示し、それに伴
つて多色性染料も方向を変え、その結果、電界印加部分
の色相が変化することにより表示を行なうゲスト・ホス
ト液晶表示素子において、表示パターン部以外の部分に
も電圧印加すべく透明導電膜を設けたことを特徴とする
ゲスト・ホスト液晶表示素子。 2 表示パターン部以外の部分に透明導電膜を設け、背
影部に電界印加すると共に、表示パターン部へ電圧印加
するリード部を基板を貫通して裏側へ出し、基板裏側で
配線することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
ゲスト・ホスト液晶表示素子。 3 表示パターン部以外の部分に絶縁膜及び透明導電膜
を被覆し、表示パターンのリード部は、多層配線となつ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のゲ
スト・ホスト液晶表示素子。
[Claims] 1. A cholesteric liquid crystal material with positive dielectric anisotropy to which a pleochroic dye is added is filled between a pair of substrates held at a constant distance, and A transparent conductive film corresponding to the desired display pattern is formed on the surface, and by applying a voltage between the transparent conductive films, the liquid crystal molecules exhibit a nematic phase in which they are oriented perpendicularly to the electrode surface. In a guest-host liquid crystal display device that performs display by changing the direction of the colored dye and, as a result, changing the hue of the area to which an electric field is applied, a transparent conductive film is provided to apply voltage to areas other than the display pattern area. A guest-host liquid crystal display element characterized by: 2 A transparent conductive film is provided in a portion other than the display pattern portion, and a lead portion that applies an electric field to the back shadow portion and a voltage to the display pattern portion passes through the substrate and comes out to the back side, and is wired on the back side of the substrate. A guest-host liquid crystal display device according to claim 1. 3. The guest-host liquid crystal display according to claim 1, wherein a portion other than the display pattern portion is coated with an insulating film and a transparent conductive film, and the lead portion of the display pattern is a multilayer wiring. element.
JP11013576A 1976-09-14 1976-09-14 Guest/host liquid crystal display element Expired JPS5919325B2 (en)

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