JPS5993422A - 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〕 本発明は二色性色素を母体液晶中に含んだネガティブ表
示方式ｌこよる液晶表示素子１こ関する。

〔従来技術〕

従来の二色性色素を母体液晶中に含んだ液晶表示素子は
第１図に示すような構造よりなる。すなわち、透明なガ
ラスからなる上電極基板１と下電極基板２とが例えば５
〜１５μｍの間隔でほぼ平行に配置され、その周囲をフ
リットガラス、有機接着材などからなる封着材３で封着
し、内部に正の誘電異方性を有するネマチック液晶（母
体液晶）４とその母体液晶に数パーセントの濃度で含有
される二色性色素５とが封入さねている。

前記上下′１極基板１，２は、それぞれその対向する内
面上に所定のパターンの透明電極６．７が形成され、更
に液晶に接する面はその面旬近の液晶分子を所望の一定
方向に配向させる液晶配向制御面８ａ、９ａが形成され
た液晶配向制御膜８．９が被覆されている。

液晶配向方向に関しては、一方の液晶配向制御面８ａの
配向方向に対して他方の液晶配向制御面９ａの配向方向
が交わるように形成させることにより、１８体液晶４と
二色性色素５の分子は一方の液晶配向制御面８ａの配向
方向から他方の液晶配向制御面９ａの配向方向へとねじ
ｉて配向される。

前記両者の液晶配向制御面８ａ、（ｌａの配向方向のな
す角度、すなわち液晶分子のねじれ角度は任意に選ばれ
るが、一般にはほぼ９０度が選ばれる。

前記上下電極基板１．２の外側にはそれぞれ上偏光板１
０、下偏光板１１が配置される。この場合、２枚の上下
偏光板１０，１１の偏光軸のなす角度は、通常液晶分子
のねじれ角度（液晶配向制御面８ａの配向方向と液晶配
向制御面９ａの配向方向とのなす角度）と同じ角度、ま
たは０度（それぞれの偏光軸が平行）が選ばれる。才だ
液晶配向制御面３ａ１９ａの配向方向と上下偏光板１Ｏ
１１１の偏光軸とは互いに平行もしくは直交するように
配置される。

ここで、母体液晶４および二色性色素５のねじれ角度が
９０度、上下偏光板】０．１１の偏光軸交叉角度が０度
の透過型の液晶表示素子の表示動作原理について説明す
る。今、透明電極６．７に電圧が印加さイ９なく液晶層
４．５に電界が存在しない時は、下偏光板１１側からの
外来光は、ます下偏光板１】を透過したときその偏光＋
ｌ（１＋に沿った直線偏光となり、二色性色素５を含有
したＪせ体液晶４へ入射される。母体液晶４と二色性色
素５とは層間で９０度ねじられているので、液晶層４．
５を通過したときは前記偏光板の偏光面は９０度旋回さ
れ、上偏光板３０を通過することができず、また二色性
色素５により光吸収され、透過光には非常に少ない量と
なる。

まだ透明電極６．７の所望の電極を選択してその間に所
定の電界を印加し、液晶層の所望の領域に電界を与える
と、その領域における母体液晶４は電界の方向に沿って
配向され、二色性色素５も切体液晶４にならい電界方向
に沿って配向さ１１る。

その結果、その領域においては偏光ｍ１は旋光ｈ１式を
失い旋回しないため、また二色性色素５の光吸収もない
ため、下偏光板１１で偏光された光は上偏光板１０を透
過する。このため、観察者にはその領域は明るく見える
。これはネガタイプの母体液晶中に二色性色素を数パー
セント含有した液晶表示素子である。

なお、上下偏光板１０．１１の偏光軸が垂直の場合の液
晶表示素子においては、液晶層４．５の電界の存在しな
いところは明るく、電界の印加された領域は暗く見える
。これはポジタイプの母体液晶中に二色性色素を数パー
セント含有した液晶表示装置である。従って、所望の選
択された電極に電圧を印加することによって所望の表示
を行なうことができる。

ところで、液晶表示素子の表示内容中には、例えば単位
名などの如く常に一定で変化しない固定表示部分がある
。従来、ネガティブ表示方式の液晶表示素子の場合、こ
のような固定表示を行なうには、第２図（ａ）に示すよ
うに、一般にその文字、記号、図形などの形状に封着材
３と同じ材料よりなる固定表示パターン封着材１２を上
下電極基板　５− １．２のいずれかの内面に印刷手法などζこよって塗布
し、封着材硬化時に硬化させた後、二色性色素５を含有
する母体液晶４を注入するようにしていた。

しかし、この方法では、封着材３．１２塗布後、上下電
極基板１．２を１０μｍ程度の所定間隔で対向させる前
には、塗布された封着材３、】２の高さは所定基板間隔
より多少大きくなっていることが多い。このため、上下
電極基板１．２を所定間隔で対向させた時、塗布されて
いる封着材３．１２が上下電極基板１．２に押え付けら
れて、固定表示パターン封着材１２は第２図（ｂ）に示
すように塗布当初のパターンよりも太くなったり、まだ
周囲の形がくずれることも多い。これを考慮して固定表
示パター７封着材１２の塗布量を少なくすると、高さ不
足で固定表示部分に薄い液晶層が侵入し、コントラスト
の低下が生じる。

また上記問題の他に、第３図（ａ）に示すように固定表
示パターン封着材１２で周囲の全く切れ目のない［０１
などのパターンを作ると、この固定光６− 示パターン封着材１２に阻止されてｒＯＪのパターンの
内部には液晶が入らないため、完成後の液晶表示素子で
は第３図（１））に示すようにｌ−０，１のパターンの
夕１形を外形とし、内部がすべて明るく抜けた固定表示
となってしまうという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、二色性色素を母体液晶中に含んだネガ
ティブ表示方式の液晶表示素子において、いかなる形状
の固定表示の場合でも、寸法精度が良く輪郭がきイ１．
いてコントラスト良好な表示ができる液晶表示素子、特
に透過型に好適な液晶表示素子を提供することにある。

本発明は−に記目的を達成するために、」二下偏光板の
少なくとも一方に固定表示形状をなす偏光性のない部分
を設けたこさを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第４図により説明する。偏光
板２０は偏光膜２１を例えばトリアセチルセルロースな
どの透過率の高いフィルムよりなる支持体２２．２２で
ザンドイッチして構成されており、前記偏光膜２１は固
定表示パターン対応部分２１ａにヨウ素や染料が吸着さ
れていない部分が形成されている。

現在、偏光膜は例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）
の長い棒材分子を有する高分子物′ｎ膜を延伸させ、分
子が一定方向に配列されたものにヨウ素や染料を吸着さ
せて作る。そこで、偏光膜２１の作成の際には、ヨウ素
や染料を固定表示パターン対応部分２１ａｉこは吸着濱
せないように、例えば基板となるＰ　Ｖ　Ａ　ｒ、（ど
の高分子物質膜面の所望部分に吸着工程に先立ってあら
かじめ吸着を阻止する膜を形成させておくことにより形
成さね、る。

またはＰＶＡなどの高分子物質膜の全面（こ均一にヨウ
素や染参Ｆを吸着させて固定表示パターン対応部分２１
ａの色抜きを行なって形成する。

ヨウ素や染料が吸着されていない固定表示パターン対応
部分２１ａは、他の部分と異なり、光自体が１扁光であ
っても光が自由に透過できるので、暗い地に明るく抜け
た不カティブ同定表示ができる。また偏光膜２］は一般
にかなり透過率の低いものであるが、固定表示パターン
対応部分２］ａは前記の如く光が自由に透過できるので
、従来技術による固定表示パターン対応部分より透過率
が高く、抜けが良くコントラストの高い鮮明な表示がで
きると共に、液晶表示素子の裏面に配置さｎ。

た光源が見えることもない。しかも従来のような封着材
によるパターン形成の場合ζこ封着材を押え付けるため
に生ずるパターンが太くなる現象や、パターン輪郭に乱
れが生ずる現象や、パターン内部に液晶が入らないこと
などになやまされることもなく、第４図ｆａ）に示すよ
うに所望するいかなる固定表示図形も高いコントラスト
で表示することができる。なお、ここで用いた偏光板２
０は透過率３５ｑ６以下、偏光度９５多以上のものを使
用した。

本仕様の液晶表示素子をサングラス下にて用いる場合は
、サングラスの吸収軸方向と液晶表示素子の上板偏光板
吸収軸とを平行にすることにより、サングラス下で液晶
表示素子を使用しても良質な表示が得られる。また、液
晶表示素子の上板偏光−９＝ 板吸収軸と上板電極−ヒの液晶分子配向軸とを１１ξ面
にすることＩこより、液晶中番こ含有きれた二色性色素
の上板偏光板での吸収を少なくすることができるため、
良質な明るいネガティブ固定表示がイｉＩられる。

第５図は本発明の他の実施例を示す。本実施例は前記実
施例における偏光膜２１と支持体２２　ｆｌｊｌに防湿
用としてアクリル系材料の膜２３を介在させてなる。こ
のように構成しても前記実施例と同様の効果が得られる
。

第６図ｆａｌｆｂｌはそれぞれ前記偏光板２０を用いた
応用例を示す。液晶表示素子２４の上電極基板２５には
従来と同じ偏光板２７を配置し、Ｆ１１極基板２６には
前記のような構成よりなる偏光板２０を配置し、更に半
透過型反射板２８を配置してなる。

そして、前記偏光板２０の固定表示パターン対応部分２
１ａに透明な色フィルターまたはカラー偏光板などを設
けるか、もしくは透明なカラーインクを印刷により着色
部分２９を設けておくことにより、例えば「安全」を示
す表示領域を緑で、［危１０− 険」を示す表示領域を赤で示すなど、容易に行なうこと
ができる。前記着色部分２９は、同図（ａｌに示すよう
（こ偏光板２０．ｈに直接付けてもよく、または同図（
ｂ）に示すように半透過反射板２８に付けてもよい。こ
の場合、光源は半透過反射板２８の後方より液晶表示素
子２４に向って光を出す形となる。

なお、上記実施例においては、下偏光板に第４図、第５
図に示す固定表示偏光板２０を用いた場合ｌこついて説
明したが、上偏光板２７に固定表示偏光板２０を用いて
もよく、またすべての固定表示を一方の偏光板のみで行
なう必要はなく、２枚の偏光板にそれぞれ異なった固定
表示を行なわせてもよい。

また電界即時に母体液晶分子だけでなく二色性色素分子
も配向変形し、光吸収状態が変化するため、固定表示パ
ターン対応部分２１ａには上下電極が交叉しないようを
こすることが表示をより明確にするために好ましい。

〔−英明の効果〕

以上の説明から明らかな如く、本発明によりは、二色性
色素を母体液晶中に含んだネガティブ表示方式の液晶表
示素子において、どのような形状ｌこ対１７ても輪郭が
きれいでコン］・ラストの良い固定表示ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液晶表示素子の断面図、第２図は電極基
板に固定表示パターン封着材を塗布した状態を示し、（
ａ）は上下電極基板固定前の斜視図、ｆｂｌは上下電極
基板固定後の正面説明図、第３図は電極基板に固定表示
パターン封着（オで１−０１パターンを形成した状態を
示し、（ａｌは正面説明図、中）は表示状態における正
面説明図、第４図は本発明になる液晶表示素子に用いる
偏光板の一実施（＋ｌを示し、１ａ）は正面説明図、ｆ
ｂ）は断面説明図、第５図は本発明に係る偏光板の他の
実施例を示す断面説明図、第６図（ａｌ（ｂｌはそれぞ
れ第４図および用Ｉｊ図に示す偏光板を用いた液晶表示
素子の一実施例を示す断面説明図である。 １　冑上電極基板、　　　２・・・ｆ′市他基板、３・
・・封着材、　　　　　４・・・母体液晶、５・・・二
色性色素、　　　　１０・・・上偏光板、１１・・・下
偏光板、　　　２０・・・偏光板、２１・・・偏光膜、
　　　　　２］ａ・・・固定表示パターン対応部分、　
　　　　　２２・・・支持体、２４・・・液晶表示素子
、　　２５・・・上電極基板、２６・・・下電極基板、
　　２７・・・偏光板、２８・・・半透過型反射板、　
　２９・・・着色部分。 　１３−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■。　２枚の上下電極基板を封着材で封着し、内部に母
   体液晶と二色性色素とを封入し、前記上下電極基板の外
   、側にそれぞれ偏光板を配置してなる液晶表示素子にお
   いて、前記偏光板の少なくとも一方に固定表示形状をな
   す偏光性のない部分を設けたことを特徴とする液晶表示
   素子。 ２、偏光性のない部分は、明るい固定表示を行なうネガ
   ティブ表示であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の液晶表示素子。 ３、偏光性のない部分は、ヨウ素や染料が吸着されてい
   ないことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶
   表示素子。 ４、偏光性のない部分に対応した一部もしくはすべての
   部分には、色フィルターまたはカラー偏光板を設けるか
   、もしくは印刷ｌこより看色部分を設けてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶表示素子。