JPS5953815A - 液晶表示素子 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は液晶表示素子に係り、’ｉ守に強請電性液晶を
用いてカラー表示を行うに最適な液晶表示素子に関する
。

〔従来技術〕

液晶表示素子の高速応答性に関する欠点に鑑みて強請１
１Ｌ性液晶を用いた素子の報告かめる（欧州材Ｗ〔公開
明ＩＩ（ｌＩ書第３２３６２号参照）。しかしカラー表
示ｆ：行うに際しての応答性改善については未だ報告が
ない。強請′に性液晶と色素とぐよ決して容易に併用で
きるわけではない。例えば前掲の公報に報告されている
素子は強請電性液晶のら旋軸（該液晶は励起されていな
い状態においてら旋（１４造を形成している。）が形成
されるよりも基板間隔の方が短かくなっており、このよ
うｆＪ：、素子に色素を添加したならば安定した所定の
色相は得られない。

今、強誘電性液晶分子に平１ゴな振励のブＣに対する屈
折率をｎｌ、垂直な振動の光に対する屈折率をｎ、とす
る。そして光臨側の基板にはどちらの成分の光も同じ位
相で入射したとする。しかしながら液晶分子に平行な振
動の光は周波数が多くなシ、一方液晶分子に垂ｔ７ｉな
振動の光は周波数が少なくなるという性質がある。それ
ゆえローとｎ・との間には差Δｎが生じる。そして液晶
層厚さをｄ、真空中での光の波長をλ０とすると観察者
１１１ｉの基板から出る光の各成分には位相差２口・ｄ
／λ０が生じてしまう。この現象は複屈折と呼ばれるも
のであυ、液晶組成物の組成が決まればΔｎが決定され
、光臨が決まればλ０が決定される。従って位相差はｄ
に支配される。換言すれば観察者にとってその素子は、
偶然透過率が最大となるような透過光の色に着已して見
えるわけであシ、ｄが異なれば表示色が異なってし゛ま
うわけである。また、見る角度によっても色相が変化し
てしまうことになる。現実にはｄ　ｔ：ｊ二製品により
ばらつきがあるし、また−製品内でもばらつきがある。

つ′生り多色性強誘電性６に晶用成物を用いたカシ−液
晶表示素子は従来法では安定した所定の色相を得ること
が困難でを）つだ。

〔発明の目的〕

本発明の目的は高速応答性に１・・すれた色むらのない
カラー表示用の液晶搬水装置１′７を１与ることにあり
、これはこの分野においてｌ［規な課題でもある。

尚、ここで“色むらのない“とは、Ｑｒ定の表示色に関
して（１）製品ごとにばらつきがないこと、（２）〜訓
１品内で所定の表示色部分が均一に表われること、およ
び／または（３）見る角［によってり（水色が変わらな
いことを意味する。

〔発明の釈り双〕

本発明の液晶表示−１＜子ｅま、多色性強ＨＳ電性液晶
組成物から成る液晶層と、この液晶層をｐ＋Ｒ＊するよ
うに配置した一対の基板と、液晶層への電圧印加が可能
となるように各基１ｙに細膜した電圧印加手段と、液晶
層周辺を囲むように前記基板間に形成したシール部材と
を具備するものであシ、一対の基板がカラー偏光子機能
を其ｖ１ａする点に特徴がある。ここでカラー偏光子機
能全基板に具備きせるには次の方式が挙げられる。

（１）少なくとも一枚の基板にカラー偏光子を付設する
。

（２）少なくとも一枚の基板自体をカラー偏光子とする
。

（３）少なくとも一枚の基板を偏光子（またはカラーフ
ィルタ）とし、これにカラーフィルタ（または（！ｉｉ
ｌ光子）を付設する。

（４）少なくとも一枚の基板に偏光子とカラーフィルタ
とを併設する。

（５）一対の基板の一方をそれ自体が偏光子（′または
カラーフィルタ）或いは偏光子（ｔたはカラーフィルタ
）ｆ：付設したものとし、他方をそれ自体がカラーフィ
ルタ（まだは偏四子）或いはカラーフィルタ（または偏
光子）を付−設したものとする。

（表示原理） 多色性強訂電性液晶組成物の液晶分子は基板面に略平行
に配列されておシ、「１ｊ、圧印加法δｉＩで液晶分子
の方向が同−千１７１７内（基４ｔ＜とＩｌｌ、ｊ平イ
ーＩな面内）で切シ換わる。これは強訪％性液晶分子特
有の１ｊＪ）向である。−力、カラー偏光子はｌＩ４う
“Ｃ軸（光の吸収軸ンを持っていて、本＠明で幻、これ
が基板面に平行或いは同一面内にあシ、そこで分子１ｉ
ｆｆｉｌｌの方向（つまシミ圧印加時には光の吸収軸）
とカラー偏光子の偏光軸の方向との２種類の角度にょシ
（望ましく／−１略同一方向）所定の表示色が：１（す
られる。

つまシ前述の位相差Δｎ−ｄ／λ０によって表示色が決
まるわけではないから色むらが無くなるわけである。

カラー偏光子を用いると、垂直ニコル（平行ニコル）の
場合は特矩の波長の光のみが吸収され、他の光は吸収さ
れずにｊｌ（１過し、平行ニコル（垂直ニコル）の場合
は全ての色が通過する。そこで垂直ニコル（平行ニコル
）にするとｑ′ｆ定の元が通過する。この透過光が史に
液晶層で選択され、或いは液晶層で選択された光が更に
このカン−偏光子にて選択されて表示色が法延される。

尚、カラー偏光子の波長領域（吸収スペクトル）と液晶
１１の波長領域（吸収スペクトル）とが可視光部で車複
すればこの部分の表示色が一層彩やかに表示され、つま
９はコントラストが犬となる。尚、カラー偏光子を用い
ないと光の選択性が劣シ結局従来技術の如き色むらが現
われることになる。

（多色性強誘電性液晶組成物） 本発明は液晶層が多色性でありかつ強性′屯性液晶を必
須成分とすること全特徴としている。液晶層は強誘電性
液晶のみからｔｔ４成しても良いしくこの場合には強誘
電性液晶自体が多色性である）、いわゆるゲスト−ホス
ト型液晶組成物におけるホスト液晶成分として強誘電性
液晶を用いたものでちっても良い。

強誘電性液晶とは、外部゛市場によって自発分極の向き
を逆転させることのできる液晶である。望ましくは自発
分極の大きさＰｓは１１　Ｃ／　ｃｔ１以上必要だが、
弾性定数が小さければそれ以下でも実用に供せる。

本発明で採用する強誘電性液晶としてはカイラルスメク
チックＣ相を示す液晶、またｔよりイラルスメクチツク
１■相金示す液晶が望ましい。このスメクチック液晶は
、スメクチック液晶に共１Ｆすした層状構造を有してい
るが、層毎に（（東晶分子の長袖方向が変化している。

そして液晶分子は層内ではある特定の方向に、層面に垂
直な方向からある角Ｉ７Ｌθ１頃いて並んでいて、しか
もす追い−Ｃいる方向が層と層との間で少しずつずれて
おり、あたかも層に垂直な方向にら旋釉をイ〕するら旋
を描くような分子配列を示している。このら旋楢造が強
誘電性を示すと考えられている。液晶分子はら旋釉に対
して傾いて配列されている。強誘電性を示す月料は直流
電界に対して強誘電体としての応答を示し、゛）ＩＬ界
の向きに応じて自発分極の向きを反転させて再配列する
ことは、強誘’Ｆｉｎ性結晶の例によって知られている
通シである。スメクチック液晶の場合は、上述したら旋
釉が溶けて、液晶分子の長袖方向が電界方向に対して垂
直に、かつ、ｈす起される前のら旋釉に対し材料固Δ１
の角（ら旋釉と分子Ｊ−Ｅ軸とのなす傾き角。以「θと
する）に相当する角で再配列する。尚、θは電界の向き
によって方向が逆転する。θは望ましくは±２０°〜±
３０゜であるが、１行にπ／４が望ましい。

本発明に使用されるスメクチック液晶の例として、次の
ようなシッフ塩基型液晶が挙げられる。

ｐ−ｈｅｘｙｌｏｘｙｂ６ｎｚｙｌ　１ｄｅｎｅ−ｐ’
−ＨＩｎｌｎＯ−２−ｍｅｔｈｙｌｌ）ｕｔｙｌ−Ｃ！
１ＩｎａｌｌＩＨ１ｅ　（ＨＯＪ３ＡＭＩ３Ｃ）１■ ｐ−ｏｃｔｙｌｏｘｙｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ−ｐ’−
２Ｒ１ｉｎＯ−２−ｍｅｔｈｙｌｌ）ｕ’ｔｙｌ−ｃｉ
ｎ口３１１１．ｉ　ｔ　ｅ　　（ＣＯＪＪ　ＡＭ１３　
Ｃ）Ｉ ｐ−ｄｅｃｙｌｏＸＹｂｅｒｌＺ）’Ｉ　ｆｄｅｎｅ−
ｐ／−ａｒｎｉ　ｎｏ−２−ｍ６ｔハｙｌｌ）ｕｔｙｌ
−ｃｉｌｌｌｌａ１＋１ａｔｅ　　（ＤＯ１３ＡＭＤＣ
）■ ｐ−ｄｏｄｅｃｙｌＯＸ＞’ｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ−
ｐ’−３ｎｌｉｌＩＯ−２−ｍｅｔｈｙｌ□ｕｔｙ１−
ｃｉ１１１１ａｌｌｌａ／１ｅ　（川）０１３１ＮＪ３
Ｃ）■ｉ ｐ−ｔ　ｅ　ｔ　ｒ　ａｄｅｃｙ　ｌ　ｏｘｙｂｅｎｚ
ｙ　ｌ　ｉ　ｄｅｎｅ−ｐ’−ａｍｉ　ｎｏ　−２−ｍ
ｃｔｈｙｌｂｕｔｙｌ−ｃｉｎｎａｍａｔｅ　（ＴＩ）
Ｕ１３Ａ八１１８Ｃ）本発明で採用する強訪ＴＥＪＪ性
孜晶は励ｊｕされていない状態においてはら旋＋ｔＷ　
ｉ；ユを形！仄しでいるが、そのら旋釉は各基板に略３
ト行でかつ陥一定方向に力位つり（ンングルドメイン化
）されていることが望ましい。この上りにする仁とによ
り、強誘電的再配列が大きな光学的鎚化苓：生み出しイ
１）る。これによって、変副ＩＪ￥、の大きい〕°Ｃ鋭
、：１］木子が実現され、多くの分野に適用し得る。上
記のようにら旋釉方間をめる面積にわ２２つで一屋力１
１すに揃える（シングルドメイン化する）には、液晶が
接する基板表面に配向制御膜処理を施すことによって達
成できる。発明者等の実験によれば、従来のイ、マチイ
ック液晶、コレステリック液晶の配向制御に用いられた
方法のいくつかは、本発明の基板に平１Ｊに配列さぜる
シングルドメイン化に適用し１：することが確認されて
いる。シングルドメイン化の手段としては特にラビング
処理されたポリイミドイソインドロキナゾリンジオン膜
の如きポリイミド系高分子材料からなる膜が最適である
。尚、ＳｉＯ斜方蒸着膜も有効である。また２枚の各基
板において方位づけられるら旋軸の方位は互いに略平行
でおることが望ましい。更に他の配列手段としては、機
械的な剪ＭＩヲ与える方法や強い磁場を与えた状態で等
方性成体から徐冷する方法等がある。

前記に例示した強誘′亀性液晶材料は、いずれも液晶分
子の分子長軸に垂直な方向に自発分極を持っているため
、電界が作用したときの液晶分子の分子長軸の向きは電
界方向に対して垂直になる。

従って、ら旋軸を基板に平行に配列させ、液晶を・償切
る様な電界を力えることによって起る成品分子の変位は
、単に分子長軸の方向を回一平面内で変化させるだけで
艮いため、低電圧で！１Ｉｌ１１′トシ、かつ高速で応
答し得る。

本発明に用いられる多色性色素としては、従来ネマティ
ック液晶、コレステリック液晶でゲストポスト効果と総
称される電気光学効果に用いられてきた二色性色素を用
いることが可能である。例えば、アントラキノン誘導体
、アゾ誘導体、ジアゾ誘導体、メロシアニン誘導体、テ
トラジン誘導体、キノフタロン誘導体、アゾメチン誘導
体、ペリノン訪導体、ペリレン誘導体等がるり、１種ま
たは２独以上混合して用いられる。色素の添７ＪＩＩＪ
ｆｉは２〜６Ｍ量％が屋せしい。

（基板、偏光子＠） 本発明の基板ｔよガラス基板であってもま／ξプラスチ
ック基板であってもかまわない。また基根自体が偏光子
（カラー偏光子を含む）やカラーフィルタであっても差
し支えない。カラー偏光子機能を基板に具備させる方式
は前述の通りである。史にカラー偏光子等の付設＆は基
板上に何種顛か設けてもかまわないし、基板面を扱いつ
くさなくとも、一部分の必要箇所だけに設けて差し支え
ない。

尚、本発明でカラー偏光子機能を具備する基板とは、透
過率Ｔ／　（振動方向が基板と平行な光つまり平行ｐコ
玲ルの場合の、透過率）または透過率Ｔ土（振動方向が
基板に垂直な光つまり垂直−コイルの場合の、透過率）
が特定の波長λに対して碓 変化する整向のある偏光子であｐ、つまυ特定成長の光
を透過させるか吸収させるかの切シ換え機能のある部材
である。カラー偏光子の色相が液晶組成物の色相と一致
すれば、コントラストは最大となる。

またカラー偏光子機能を具備する基板に対向させて偏光
子機能を具備する基板を設けても良い。

この場合はその基板自体が偏光子であっても、また基板
に偏光子を付設したものであっても良い。

例えば偏光子の偏光軸、電界を印〃口した状態での光の
吸収軸（つまり分子軸）、及びカラー偏光子の偏光軸（
光吸収軸）の方向がほぼ一致するように配置する。この
時、偏光子で偏ブＣされた光は液晶層でず夜晶特イｊの
波長の光がＩｊＪｔ、　Ｉメされ、黒にカラー偏光子で
ほぼ同じ波長の光が吸収される。つまυＭ終的に透過し
た光はカラー偏光子のｊ＝−かり゛でよシ彩やかに肩部
した光となる。ここで印加電圧を反転させると、光の吸
収軸は偏光子の偏光軸から大きくはずれるから液晶で吸
収され２．尤の秋ｅま減少する。また液晶を透過した光
は一般に楕円偏光となってカラー偏光子に入るのでカラ
ー偏光子での吸収される光量も減少する。従って最終的
には入射した光の大部分が透過し、カラー１７＋ｉｉブ
Ｃ子を設置した為の透過光量の減少は僅かであるので、
コントラストが大幅に向上する。偏光子はカラー偏光子
であっても良く、ｌｒ！ｆにカラー偏光子同士の色相が
ほぼ同じであれば、視角は広くなり、また、コントラス
トは一層向上する。尚、笑験によれば偏光子の偏光軸、
・及びカラー偏光子の偏光軸の方向は液晶層のｙｔ、吸
収軸の方向と少しずらした方が望ましい。但し各々どの
ように設置するかは液晶の多色性や偏光子の性能等によ
って異なる。

更にカラー偏つ′ｒ７子機能を具備する基板に対向する
他方の基板がそれ自体カラーフィルタ或いはカラーフィ
ルタを付設したものでろっても良い。

但し、基板や付設板の配置は本発明のカラー偏光子機器
を相殺するような構造にしてはｆＪ：らない（例えば後
述の実施例３参照のこと）。

（その他） 本発明において液晶層は・一層に限定されるものではな
く、二層以上も含まれる。但し少なくとも一枚の基板は
表示３′ｒ：目で観察する為に透明でなくてはならない
。尚、このように液晶）＠全２層以上形成する場合は、
（Ｉ）電界を印加したときの一つの層における液晶分子
の長袖方向と他の一つの層における液晶分子の長１ｉ１
１１方向とが略直交するように構成する態様、（２）゛
４シ界を印加したときの一つの層における液晶分子の長
袖方向と他の一つの層における液晶分子の長袖方向との
なす角度が略０°または略１８０°となるように結成す
る態様、（３）電界を印加したときの一つの層における
色素分子の吸収軸方向と他の一つの層における色素分子
の吸収軸方向とが第１の状態において略一致し、第２の
状態において略直交するように構成する態様４すがある
。

基板には、νＬ米の素子同様に′電圧印加手段を付設す
るが、辿當は透明電極と′亀γ６１及び配線にて’４Ｆ
ｊ成される。また基板間には液晶層周辺を囲むようにし
てシール部材を配設するが、通常ｔｉｔ接沼剤で良い。

曲物は例えば液晶層全体を励起する電極層と液晶層の所
定部分のみを励起する電極層とから結成することも可能
である。この場合には両電４へ層間に絶縁膜が挾持され
ていることが望ましい。また各基板の一つの面内に士、
−両方の印力１１を同時にさせろようにパターン形成す
ることも有効である。

偏光子を用いる場合には、この偏光子自体が強誘電性液
晶層を有する素子でおってもかまわない。

このような偏光子は、透明電極を備えかつ該透明電極が
対向するように配置された２枚の第２の透明基板と、励
起されていない状態において分子長軸が前記第２の透明
基板に略平行でかつ略一定力向に配列している多色性色
素式９の強誘電性液晶組成物からなる層とからなり、か
つ前記分子長軸に対して垂直方向に電圧を印加する手段
を具備したものである。

更に本発明においては液晶層の厚さが４乃至２０μｍで
あることが、素子製作を容易にする上でもまた優れた表
示特性を得る上でも望ましい。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例を挙げ、図面に征って説明する。

尚、以下の実施例では液晶層が一層で透過型のタイプの
ものを挙げて説明するが、本発明はこれらに限定される
わけではなく、反射型でおっても上記本発明の原理に従
って本発明素子とな９得る。また、以下の説明では実施
例１を除き上下各基板の夫々に付設板（つまシ偏光子（
カラー偏光子を含む）若しくはカラーフィルタ。以下同
じ。）を付設した例だけを挙げだが、基板自体が付設板
となってもかまわないことは前述の通りである。更に付
設板が各基板に１枚ずつ設けられた例だけを挙げたが、
付設板の合計が３枚以上になってもその効果は以下の実
施例のものに帰へする。

但し、付設板の枚数が少ない程表示が明る。くなるし、
訓作工数も少なくなシ、また素子も薄くなるｅよずであ
る。

（実施例１） ＷＩＪ１図は本発明の第１の実施例に係る液晶表示素子
の概略図である。

液晶層１は強誘電性液晶であるｐ−デシロキンベンジン
デンーｐ′−アミノ−２−メチルブチルシンナメートを
母体液晶としこれに宵色系二色性色素の１．４−ジアミ
ノ−２−（ｐ−ｎ−プテルフエノギシカルボニル）アン
ト２キノンｆ　３　ｌｔ　−１＃。

％耐抗させたゲスト−ホスト型液晶組成物から成ってい
る。液晶層１は２枚の０明なガラス製の基板２によつ゛
Ｃ挾持さオレ〔いる。各基板２０寸法しよ３０Ｘ４０Ｘ
３　（単位門）とする。両基板２は直径８μｍのガラス
ファイバーをスペーサとして壌　　　　　−いにはは平
行になっている。各基板２の内（１１１（液晶層１　ｆ
Ｉ！Ｉ　）には酸化インジウム系の透明な電極３が配設
され、更にその上全配向ｆｌｌＪ　岬ｐＡ４が覆ってい
る。電極３は所定のパターンになるようにエツチング処
理して形成されている。配向制御１換４はポリイミドイ
ソインドロキナゾリンジオン（ＰＩＣＪ）から成シガー
ゼ或いはパフ布を用いてラビング処理されている。配向
制御膜４の膜厚は８００人程度である。基板２の周辺部
は接着剤／？１５によって液晶層１のシールがなされて
いる。上下の各電極３は周辺からリード腺６を通して素
子外に導き出され、電源７に接続されている。一方の基
板２の外側（観察者の目の方向）にはカラー偏光子８が
付設されている。カッ−偏光子８は王立製Ａ　ＣＢ−１
８を用いる。本実施例は透過型であり、光源９を具備し
ている。本実施例は上記のｉ＋−（１りの構成であり、
入射光Ｉｏが菓子の夕４側から入って透過光重が素子の
表側（＠察者の目の側）に出るようになっている。

さて上記構成の素子を作成するには先ず２枚の基板２に
電極３及び配向制御膜４を形成して、ラビング力向が反
平行になるように組み立てる。尚、配向制御膜４の形成
東件は、ＰＩＱの３．５％埠Ｗ（Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン）浴数を約３，５００［、ｌ）、Ｉｌｌ、で回転
するスピンナυｌ呻；！・ミ蛋ｒｌｉ　Ｌ、２５０Ｃで
１勾間焼成することによ″）７′ｃｏ次に周辺部全１モ
沼剤層５でシールする。その後７Ｆｋ晶絹成物を真墾封
入するが、封入後は等男性液体まで加熱し、しかる後５
０Ｖ、５０Ｈ２の矩形波の１ｂ：圧を印加しながらカイ
ラルスメクチックＣ相の温度まで０．５Ｃ／酊程匿で除
冷する。こうしでら腕軸の揃った液晶表示素子が得られ
る。尚、電圧を１４１加した状態での液晶層ｌのブムの
吸収軸（つまυ分子長１１’ｌｌｌ力向）及びカラー偏
光子８の吸収軸の方向を」、はぼ一致させておく（わず
かにずれるのはか１わない）。

上記のように構成すると、強請’＋ｊ、性液晶のら腕軸
はバルクでほぼ基板の（ｙ先力位（配向側ｕ’ｉ　ｈ＞
％　４がラビング膜であればラビングの方向）に一致す
る。第２図は本実施例に１系る液晶表示装置の液晶層１
に注目して′電圧印加による各分子（強誘眠性液晶の液
晶分子ｌＯ１及び色素分子１１）の！（・ｂきを説明す
る図である。’ｉｉ（（ｈ　３を通して液晶層ｌに′１
（Ｌ界Ｅ金印加すると電界の回きに応じて状態（Ａ）か
状態（Ｂ）のような配列構造となる。仮に状態（Ａ）に
よってカラー偏光子８の偏光軸方向８１ｆ、液晶分子１
０の分子長軸方ＩＦｌｊ　ｌ　０１に一紋させるように
設屋する。こうすると状態（Ａ）、状態（Ｂ）における
透過光強［Ｉ　ｔ、１次式で力えられる。

工０ 状態Ｂ　；　Ｉ　＝　−（ｓｌｎ２２θ６ｘｐ（−ａｌ
（λ）ｌｄ十ｃｏｓ２２０　ｅＸｐ（−ａ　／（λ）−
ｄ））　　・＋２）ここでＩｏは入射光強度である。ａ
７（λへａよ（λ）は夫々、二色性色素を含む液晶組成
物の振動数がλで分子長軸方向１０１に平行な振ルｈ刀
向を待った光に対する吸収係数と同じく分子長軸方向１
０１に垂直な振動方向を持ったつ“Ｃに対する吸収係数
である。ｄは液晶層厚である。またθは図に示す辿りら
腕軸方向１２と分子長軸方向１０１とのなす角度である
。

ａＺ（λ）、ａ□（λ）は一般的には二色性色素の種類
によって決まるので、色相は液晶層厚には依存しない。

従って抜屑４ｆ１現象を利用した表示モードに比べて液
晶層厚のバラツギに神経を１吏う必要がない。また板屈
折現象を利用した。＞１．：示モードは見る角度によっ
て色相が異なってしまうという欠点があるが、この表示
モードではぞのようなことｔｉなく、視野角の広い表示
モードとなる。尚、（２）式が示す通り、強ｉり屯性ｒ
：’ｆ、晶としてθ＝π／４（４５°）の材料を用いる
と最も表示コントラストが大となる。応答時間に関して
は本質的に液晶分子ｌＯ及び色素分子４１の配夕１」の
変化に要する時間によってにまるので、複屈折を利用し
た表示モードと同性の高速応答性を有する。印力旧Ｉｆ
、　ｆＥをｌＯｖとすると本’ｊ＝　ｈｉ’ｌ１４＜Ｎ
の場合応答時間はｌ　Ｉｌｌ　Ｓ程度である。

光は液晶層ｌ″Ｃ敢晶ｌｖ′ｆ廟の波長の）℃が吸収さ
れ、更にカラー制光子８でほぼ回じ成長の光が吸収され
る。これはカラー偏光子８の色相を液晶層１に合わせで
あるので、カラー偏光子８で吸収される光の波長が液晶
層ＩＴ吸収されるつ°Ｃの波長にほぼ等しくなることに
よる。つまシＭ終的に透過した光はカラー偏光子８のお
かげでより彩やかに陪色した光となる。ここで、液晶層
１に印加されている電界の向きを反転させる。この時液
晶層１の配列が第２図に示したように変化するので光の
吸収軸（つ１シ分子長軸１０１）がカラー偏光子８の偏
光軸から大きくはずれる。また液晶層１を透過した光は
一般に楕円偏光となってカラー偏光子８に入るのでカラ
ー偏光子８での吸収される光量が減少する。従って最終
的には入射した光の大部分が透過し、カラー偏）°０子
８の存在による透過光量の減少はわずかとなるから、コ
ントラストの大幅な向上が実現できる。

波長６２５ｎｍの単色光で測定したところ、カラー偏光
子８の有るものは一１０Ｖ印加時の透過光強１斐が１．
３（任意単位）であシ、十ｉ　０　Ｖｌ＝ｌＪ加時の透
過光強度は６．５（任意単位）であって、コントラスト
比は５．０であった。これに対してカラー偏光子８の無
いものは一１０Ｖ印加時の透過光強贋が６．０（任意単
位）で４．９、＋ｌＯＶ印加時の透過光強度が１２．５
（任意単位）であって、コントラスト比は２．１でめっ
た。

本比較例は複／ｉｉｔ折現象を利用した表示モードの例
を示す。前記第１の実施例との４７・イ造上の違いは、
第１に液晶層厚を光分薄くしてらせん格造ｆ：解いた点
、第２にカラー偏光子８ｉ設けずに各基板２の外１１１
ｔ１にカラー偏）°Ｃ子でない偏光子１３を（＝Ｊ設し
た点、第３に（扁光子１３の２棹の偏光軸を直交させる
ように構成した点にある。

上記のように構成すると１１４図に示す如き２つの安置
状態、状態（Ｃ）と状態（■））とが得られる。状態（
Ｃ）と状態（Ｄ）とは液晶層１への電圧印加によって遷
移する。例えは７１　Ｓオーダの１桃界パルス（ｔ　Ｏ
’　Ｖ／Ｃｒｎａ［）を印加することによってμＳオー
ダの応答時間で状態（Ｃ）から状態（Ｄ）へ、また状態
（Ｄ）から状態（Ｃ）へと変化する。この状態（Ｃ）或
いは状態（１））となる液晶層１を基板２を介し−〔二
枚の偏光子１３で挾んだ構成にし、各偏光子１３の偏光
軸方向１３１と偏向方向１３２とを直交させる。一方の
偏光軸力向１３１（咬たは１３２）を仮に状態（Ｃ）に
おいて液晶分子１００分子長軸方向１０１に一致するよ
うに配置すると、人！、ＪＪ九剪ＩＬにＩｏのブ０を入
射させた境什の透過光５」１度Ｉ　ｔｉｔ次式で島えら
ｇる。

状態Ｃ；　Ｉ＝０　　　　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・　（３）ここで２口は５唄訪電性液晶
の屈折４・を異方性を示し、他は削代（１）、（２）に
ついて示したものと同じである。

この複屈折現象を利用した表示モードは式（３）。

（４）から明らかなように透過光強度■は前述の辿９入
射光の位４Ｉ４差に依仔する。従って状態（Ｄ）は色付
いて見え、しかも色相は液晶層厚に依存する。

そこで色むらのない均一な光示を実現する為には液晶層
厚の均一な素子全作製する必要がるり、工業的には実現
困娠でるる。寸た同一仕様の液晶灰示装置を生産するに
は製品ｊｄ」の液晶Ｊｔイ厚のバラツキを色相が変わら
ない程度にまで抑える技術が要求される。

２０５図にカラー偏）を子８、カラー偏光子でない普通
の閤光子１３、カラーフィルタの夫々について波長λに
対する適過率Ｉ＋　、　、　Ｉｌｌ□の＋１．１ｔｌｉ
ｊｊを比較してみる。第５図の（ａ）は夫々・腎通の＋
＋＝光子１３をボし、（ｂ）はカン−偏光子８ｉ示し、
（０升よりラーフィルタ金示す。１゛１グラフのも°Ｉ
ｔｉｑ＋＋　ｔ」、波長Ａでめシ、幌軸は透過率Ｔでる
る。そして谷グラフ中の曲がメ１、ｉｊｉ、ＶはＴ、、
ｅ、由ｊｈ艙ｉｉ　、　ｉｖ　、　ｖｉはＴＪ−１ｆ：
ン廖ず。この図が示す通シ、晋辿の偏光子１３でｔよＴ
７の場合はとの波長の色も吸収せず従ってとの色も透過
してしまうが、Ｔ□の揚台は全ての波長の光音吸収Ｊる
から兵暗になってしまう。つまシ偏光子１３の場合、表
示色は１゛７によってのみ決１す、ｌ［￥一定？ＪＪＬ
艮を選ぶことかでさないから前述の通シの色むらが元止
する。ところがカラー偏光子８ｉ、ｉＩｌ＋、の場合に
あるｔ１イ定の波長の元を吸収するので透過光が選択さ
れるから色むらが起こらない。

しかしカラーフィルタになるとＴ□もＴ７も同餉向とな
るので表示色の切シ挨えができなくなる（つまシ実負的
にＴ□とＴ７との区別ができない）。尚、言うまでもな
く、Ｔ７とＴ□の切シ挨えは強請１１性液晶分子への電
圧印加（ｏｎ−ｏｆｆＸ−１゜たけ十〜−印加）によっ
て行っている。

（実施例２） 本実施例が前記実施例１とｒ：ｉ造を異にする点社第６
図に示す辿り、基板２の光源９側に普通の偏光子１３’
ｆｆｉ設けた点にある。このように構成すると入射光Ｉ
ｏは先ず偏プ０子１３において偏光されてから液晶層１
を辿り、選択された光がカラー偏光子８を出る。ここで
租界の向きを反転させると光の吸収軸が偏光子１３の偏
光軸から大きくずれ、液晶層ｌで吸収される光の量は減
少し、はとんどの光がカラー偏光子８を出てしまう。つ
まり偏光子１３の存在によってコントラストの一層の向
上が図れるわけである。尚、本実施例では偏光子１３に
ポラロイド社製ＨＮ−３８を用いる。

第７図にはカラー偏光子８と偏光子１３との各偏光軸の
位置関係が平行になるようにした場合（ａ）と垂直にな
るようにした場合（ｂ）の透過特性図でおる。（ａ）の
場合、曲線ｖｉｉは偏光子１３のＴ、（第５図（ａ）参
照。以下Ｔ、（Ｐ）と宍わす。）とカラー１Ｆｆ＋　）
’（Ｌ子８のＴ、（ｍ５図（１））ｉｙ　１（（＋、。

見、Ｔ”１’、　（Ｃｌ’　）と表わす。）のａｉ＋で
あり、＋ｌｌ＋　ｍ尿Ｖｌｌｉ　ｋよｆｔｉ　）’にＣ
１３のＩｌ＋□（第５嬢１（ω参照。以下Ｔユ　（Ｐ）
とネ（わず。）とカラーＬ１．１　′）’ｅ子８０ＴＪ
−（第５図（１〕）びｌｉξ１゜以−１・Ｔ□（ＣＰ）
と次わす。）の桓で舌）る。−刀、（１１）の場合は、
Ｔ、（Ｐ）とＴ□（ＣＩ）　）との積でなる透過曲線Ｉ
ＸとＴ、（ＣＰ）とゴ□（Ｐ）とのイ／（でなるｆｆＡ
過曲線×とが表われる。つｔシいずれの場合も光の選択
性があシ、本発明の効果を達成できる。

（実施例３） 本実施例ｔよ第８図に示ず、すｕす、カラー偏光子８を
各基板２の外側に配した例であり、他の構成ンよ前記実
施例２に準する。そして第９図には２杜のカラー偏光子
８の偏光軸の関係が平行になるようにした場合（ａ）と
垂直になるようにした場合（ｂ３の透過特性図を示す。

向、（ｂ）の場合には、（吏用するカシーｆ１Ｍ光子８
は全く同一の波長であっては好ましくない。（ａ）にお
いて、曲線×１はＴ、（ＣＰ）ＸＴ、（ＣＰ）ｆＫ：示
し、曲ｉケ×１１は１゛□（ＣＩ）　）　ＸＴ□（ｃｐ
）を示す。また（１））において曲線×１１１もＸＩＶ
もＴ□（ＣＰ）ＫＴ７　（ＣＩ））を示しているが、波
長のピークに若干のずれがあることから光の選択性は存
在している。

（実施例４） 本実施例は第１０図に示す通シ、一方の基板２の外側に
カラー偏）′ＣＣ６０付設し、他方の基板２の外側にカ
ラーフィルタ１４を付設した例であシ、他の構成は前記
実施例２に準する。第１１図はこの例の透過特性図であ
る。カラーフィルタ１４には偏光軸が無いから得られる
素子は１通りである。曲線×ｖはＴ、（（Ｊ’）　Ｘ　
Ｔ　（ＣＦ　）　（’Ｉ’　（ＯＦ）ｉ第５図（Ｃ）参
照。カシ−フィルタ１４の透過率である。以下同じ。）
であシ、曲線ｘｖｉはＴ□（ＣＰ）ｘ’　Ｔ　（ＣＦ　
）でおる。

（実施例５） 本実施例ｔま第１２図に示す通り、実施例４のカラー偏
光子８を普通の偏光子１３に代えたもので、他のｉｌｒ
＜成は実施例４と同じである。つまシこの例ではカラー
偏光子８を用いない。第１３図はこの例の透過特性図で
ある。曲線ＸＶｉｌｉｊ：Ｔ／　（’Ｐ）　Ｘ’Ｔ　（
ＣＦ）でｌ）、曲＋１ｘｖｉｉ＋はＴＪ−（Ｐ）ｘ’Ｔ
　（Ｃ，Ｆ’）テ６ル。

この図からも明らかな刈９、賀辿の偏光子１３とカラー
フィルタ１４とを組み合わせることによってカラー偏光
子８０機能が生まれる。

（比較例２） 本比較例は第３図に示す辿シの構造で、液晶層内にらせ
ん構造を残す４Ｍ度の厚さである以外θ、比較例２と同
じである。つまシ夫々の基板２の外側にｙ通の偏光子１
３′ｆ：配置させである。第１４図には２枚の偏光子１
３の偏）′Ｃ軸の関係が平行になるようにした場合（ａ
）と垂直になるようにした場合（ｂ）の透過ｌＦケ性図
を示す。（ａ）において曲Ｎｘ１ｘはＴ、（Ｐ）ＸＴ、
（Ｐ）であシ、曲線×ＸはＴ　、（１）　）Ｔ□（Ｐ）
であるから、偏光子が１枚の場合とほとんど変わらず、
つ−１９色の選択性や我水色の切ｐ換えができない。一
方（ｂ）において曲線××１はＴ、（Ｐ）ＫＴよ（Ｐ）
となυつ一！、シ真暗になってしまって餞示不可能であ
る。

（比較例３） 本比較例は夫々の基板２の外ｔ１すにカラーフィルタ１
４を配置させた例であシ、偏）′Ｌ子１３もカン［ｔｒ
４光子８も使用していない例である。第１５図に本例の
透過／ｉヶ性図を示すが、吸収域が互いに異なるカラー
フィルタ１４ｆｆｉ用いたとしてももともとカラーフィ
ルタ１４にはＴ７とＴ、全区別する能力がないので本例
の透過特性は曲ＫＩ　ＸＸ１１一本となる。つまシ嵌示
の切り換え機能は存在しない。

〔発明の幼果〕

以上説明した通シ、本発明によれば茜速応答性に毀れた
、色むらのないカラー液晶表示素子が得られるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

ｉｉ図、第６図１　ｂ”、　８図、第１Ｏ図及び第１２
図はいずれも本発明の実施例に係る液晶表示素子の概略
図、紀２図は本発明の液晶表示素子における電圧印加の
影響の説明図、第３図は比較例に係る液晶表示素子の概
略図、第４図は第３図の液晶表示素子の電圧印加の影響
の説明図、第５図は普通の偏光子、カラー偏光子、及び
カラーフィルタの各単独の透過特性図、第７（２）、第
９図、第１１図及び第１３図Ｑ、１１本９れ明の実Ｌ・
＋’ｊ　Ｉ＋ｌＪに係る訣晶？■示系子の透過特性図、
第１４図及び第１５図Ｑ」、比較例に係る欲晶穴水系子
の透ｉ１４　Ｑケ注図でおる。 １・・・液晶層、２・・・ノＮ根、３・・・市、　４ａ
ｌ＜　、４・・・配向開側１膜、５・・・接Ａ１剤、８
・・・カラ−１１ｉｎ元子、ｌＯ・・・液晶分子、ｌｌ
・・・色素分子、１２・・・ら旋釉方向、１３・・・偏
光子、１４・・・カラーフィルタ。 代理人　弁理士　高橋明夫 ゛い、１．パ １′う：Ｌ′ 第１０ １０　　ノ！

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液晶層と、該液晶層を挾持するように配置した一対
   の基板と、前記液晶層への′ＩＯ５圧印加が可能となる
   ように前記基板に付設した電圧印加手段と、前記液晶層
   周辺を囲むように前記基板間に形成したシール部材とを
   具備する液晶表示素子において、前記液晶層が多色性強
   誘電性液晶組成物から成シ、少なくとも前記基板の一枚
   はカラー偏光子機能を具備するものであることｆｆ：特
   徴とする液晶表示素子。 ２、特許請求の範囲第１項記載の液晶表示素子において
   、 前記カラー偏光子機能を具備する基板は該基板にカラー
   偏光子を付設したものであることを特徴とする液晶光示
   素子。 ３、特許請求の範囲第１項記載の液晶表示素子において
   、 前記カラー偏光子機能を具備する基板は該基板自体がカ
   ラー偏光子でおることを特徴とする液晶表示素子。 ４ン特許請求の範囲第１項記載の液晶表示素子において
   、 前記カラー偏光子機能を共１Ｂ旬る基板は該基板に漏光
   子及びカラーフィルタを細膜したものであることを特徴
   とする液晶光示素子。 ５、！（ケ計請求の範囲第１項記載の液晶表示系子にお
   いて、 前記カラー偏光子機能を具備する基板は該基板自体が偏
   光子てあシ、これにカラーフィルタを細膜したものであ
   ることを特徴とする液晶表示素子。 ６、特許請求の範囲第１項記載の液晶表示素子において
   、 前記カラー偏光子機能を具備する基板は該基板自体がカ
   ラーフィルタでアシ、これに偏光子を付設したものであ
   ることを特徴とする液晶光示素子。 ７、特許請求の範囲第１項乃至第６項いずれかに記載の
   液晶表示素子において、 前記多色性強誘電性液晶組成物の示す光の吸収スペクト
   ルと、前記カラー偏光子の示す光の吸収スペクトルとが
   可視ブＣ部で沌なることを特徴とする液晶表示素子。 ８、特Ｗ１−請求の範囲第１項乃至第７項いずれかに記
   載の液晶表示素子において、 前記カラー偏光子機能を具備する基板に対向する他力の
   基板がそれ自体偏光子或いは偏光子を付設したものであ
   ることを特徴とする液晶表示素子。 ９、特許請求の範囲第１項乃至第７項いずれかに記載の
   液晶表示素子において、 前記カラー偏光子機能を具備する基板に対向する他方の
   基板がそれ自体力クーフィルタ或いはカラーフィルタを
   付設したものであることを特徴とする液晶表示素子。 １０、特許請求の範囲第８項記載の液晶表示素子におい
   −Ｃ１ 前記他方の基板における偏光子がカラー偏光子であるこ
   と金％徴とする液晶表示素子。 １１、特許請求の範囲第１０項記載の液晶表示素子にお
   いて、 前記両基板の夫々におけるカラー偏光子が乱いに同じ色
   相を呈することを特ｆ機とする液晶表示素子。 １２、特ｉｔ・ｉ１ｊ求の範囲第り項乃至第１１項いず
   れかに記載の液晶表示素子において、 前記′電圧印加手段による電圧印加時の液晶分子の方向
   と前６己カラー１６４光子の偏光軸の方向とが略同−で
   るることを特徴とする液晶表示素子。 １３、特許請求の範囲第１項乃至第１２項いずれかに記
   載の液晶表示素子において、 前記多色性強誘電性液晶組成物はカイラルスメクチック
   Ｃ相またはカイラルスメクチックＨ相を示すことを特徴
   とする液晶表示素子。 １４、特許請求の範囲第１項乃至２ＪＴ、　ｌ　３　Ｊ
   Ｊいずれかに記載の液晶表示素子において、 前記多色性強誘電性液晶組成物の液晶分子はそのら旋軸
   が前記各基板に略平行にかつ略一定の方向に方位づけさ
   れており、この方位づけの手段が配向制御膜でめること
   を特徴とする液晶表示素子。 １５、’ｌ￥許請求の範囲第１４項記載の液晶表示素子
   において、 前記各基板において方位うけられるら旋軸の方向が互い
   に略平行であること全特徴とする液晶表示素子。 １６、液晶層と、該液晶層を挾持するように配Ｃｆｔ　
   Ｌだ一対の基板と、前記液晶層への電圧印加が可能とな
   るように前記基板に付設したｔ４ｉ圧印加手段と、前記
   液晶層周辺を囲むように６１ｊ記基板間に形成したシー
   ル部月とを具備する液晶表示素子において、前記液晶層
   が多色性強誘電性液晶組成物から成シ、前記一対の基板
   は透明であってかつ一枚は偏光子が、他の一枚はカラー
   偏光子が付設されていること′ｆｒ、特徴とする液晶表
   示素子。 １７、特許請求の範囲第１６項記載の液晶表示素子にお
   いて、 前記多色性強誘電性液晶組成物の示す光の吸収スペクト
   ルと、前記カッ−偏光子の示す光の吸収スペクトルとが
   可視光部で重なることを特徴とする液晶表示素子。 １８、特許請求の範囲第１６項または第１７項記載の液
   晶表示素子において、 前記偏光子がカラー１ｉｆｊｌブ０子°Ｃちることを特
   徴とする液晶表示素子。 １９、特許請求の範囲第１８項記載の液晶表示素子にお
   いて、 前記両基板の夫々におけるカラー偏光子が互いに同じ色
   相ｆ：呈することを％徴とする液晶表示素子。 ２０、ｌ時計請求の範囲第１６項乃至ｔ１与１９↓ｉ’
   ４いずれかに記載の液晶表示素子において、 前記電圧印加手段によｐ電圧印加時の液晶分子の方向と
   前記カラー偏光子の偏光軸の方向とが略同−でおること
   を特徴とする液晶表示素子。 ２１　、％ｆｆ　Ｎ’Ｎ　求１）　Ｉｆ）ｌＪＪ１２Ｊ
   Ｇ　ｌ　６　ＪＪ’４　乃ｆｉ’ｒＧ　２０　ＪＪＩ　
   イずれかに記載の液晶表示素子において、 前記多色性強誘電性液晶組成物はカイラルスメクチック
   Ｃ相またはカイラルスメクチックＣ相を示すことを特徴
   とする液晶表示素子。 ２、特許請求の範囲第１６項乃至第２１項いずれかに記
   載の液晶表示素子において、 前記多色性強請電性液晶組成物の液晶分子はそのら旋軸
   が前記各基板に略平行にかつ略−疋の方向に方位つけさ
   れており、この方位づけの手段が配向制ｆＩ膜であるこ
   とを特徴とする液晶表示素子。 刀、特許請求のｆｉｔｉ　ＩＪＪＩ第２２項記載の液晶
   表示素子において、 前記各基板において方位づけられるら旋軸の方位が互い
   に略平行であることを特徴とする７（１，晶表示素子。 ２、特許請求の範囲第１６項乃至第２３項いずれかに記
   載の液晶表示素子において、 前記多色性強請電性液晶組成物は、強誘電性液晶に２色
   性色素′ｆ：２〜６重：鼠％添加したものであることを
   ％敵とする液晶表示素子。 ２５、ｖｙ、晶層と、該液晶層を挾持するように配置し
   た一対の基板と、前記液晶層への電圧印加が可能となる
   ように前記基板に付設した電圧印加手段と、前記液晶層
   周辺を囲むように前記基板間に形成したシール部材とを
   具備する液晶表示素子において、前記液晶層が多色性強
   誘電性液晶組成′吻から成り、前記基板の一方はそれ自
   体が制光子或いは制光子を付ｉｉｓ：　したものであり
   、油力の基板はそれ自体がカラーフィルタ或いはカラー
   フィルタを付設したものであることを特徴とするＣ′色
   部品表示素子２６、’ｔ＃訂請求の範囲第２５項記載の
   液晶表示素子において、 前記多色性強誘電性液晶組成物の示す光の吸収スペクト
   ルと、前記カラーフィルタの示す光の吸収スペクトルと
   が司祝ブＣ部で爪なることを％蛾とする液晶表示素子。 ２、特許請求の範囲第２５項または第２６項記載の液晶
   表示素子において、 前記基板のいずれか一方に更に第２の偏光子および／ま
   たは第２のカラーフィルタを設りることを特徴とする成
   品表示素子。 ２、特許請求の範囲第２７項記載の液晶表示素子におい
   て、 前記第２の偏光子がカラーイ１ｌｌｉ光子でｂることを
   特徴とする液晶表示素子。 ２、特許請求の範囲第２８項記も（シの液晶表示素子に
   おいて、 前記カラーフィルタと前記カラー偏光子とが同色相であ
   ることを特徴とする液晶表示素子。 ３０、特許Ｈ求の軛ｔｅｌ第２８項または第２９項記載
   の液晶表示素子において、 前記゛電圧印加手段による電圧印加時の液晶分子の方向
   と前記力２−偏光子の偏光軸の方向とが略同−であるこ
   とを％徴とする液晶表示素子。 ３１、特許請求の範囲第２６項乃至第３０項いずれかに
   記載の液晶表示素子において、 前記多色性強請電性液晶組成物はカイラルスメクチック
   Ｃ相またはカイラルスメクチックＨ相を示すこと’ｔ　
   特徴とする液晶表示素子。 ３２、％許錆求の範囲第２６項乃至第３１項いずれかに
   記載の液晶表示素子において、 前記多色性強誘電性液晶組成物の成品分子はそのら旋軸
   が前記各基板に略平行にかつ略一定の方向に方位づけさ
   れており、この方位づけの手段が配向制御膜であること
   を特徴とする液晶表示素子。 羽、特許請求の範囲第３２項記載の液晶表示素子におい
   て、 前記各基板において方位つけられるら旋軸の方向が互い
   に略平行であることを竹ｒ孜とする液晶？（示素子。