JPS61144629A - デイスプレイ装置 - Google Patents
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- JPS61144629A JPS61144629A JP60267074A JP26707485A JPS61144629A JP S61144629 A JPS61144629 A JP S61144629A JP 60267074 A JP60267074 A JP 60267074A JP 26707485 A JP26707485 A JP 26707485A JP S61144629 A JPS61144629 A JP S61144629A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
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- G02F1/137—Devices 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
- G02F1/13762—Devices 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 containing luminescent or electroluminescent additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
- C09K19/60—Pleochroic dyes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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- C09K19/60—Pleochroic dyes
- C09K19/606—Perylene dyes
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明はディスプレイ装置に関する。特に、この発明
は発光条件と非発光条件との間で切換えることができる
ディスプレイ装置に関する。
は発光条件と非発光条件との間で切換えることができる
ディスプレイ装置に関する。
従来技術
米国特許第４，２１１，４７５号公報には、液晶ホスト
材料からなる液晶ディスプレイ装置が記載されているが
、この装置によれば、多色けい光色床を溶解させて、色
素の分子を液晶ホスト材料の分子と整合（ａｌｉｇｎｍ
ｅｎｔ ）させる。平行な２つのガラスプレート間に液
晶材料を介在させる。
材料からなる液晶ディスプレイ装置が記載されているが
、この装置によれば、多色けい光色床を溶解させて、色
素の分子を液晶ホスト材料の分子と整合（ａｌｉｇｎｍ
ｅｎｔ ）させる。平行な２つのガラスプレート間に液
晶材料を介在させる。
また、反射器をガラスプレートのひとつに設けて、反射
器に入射する光を装置内に逆反射させるようにしである
。装置の両端間に電場全印加して液晶ホスト材料の分子
を回転させることによって、反応器が設けられていない
ガラスズレート會介して色素によって吸収された光の量
を変化させ、これに対応して色素によって放出されるけ
い光量、従ってディスプレイを変化させている。
器に入射する光を装置内に逆反射させるようにしである
。装置の両端間に電場全印加して液晶ホスト材料の分子
を回転させることによって、反応器が設けられていない
ガラスズレート會介して色素によって吸収された光の量
を変化させ、これに対応して色素によって放出されるけ
い光量、従ってディスプレイを変化させている。
しかし、このディスプレイ装置の欠点は、コサイン法則
に従って、色素分子の回転及び印加電場に応じて色素に
よって放出されるけい光量が変化することでおる。従っ
て、印加電場に応じてディスプレイのコントラストが急
激にてはなく、徐々に変化する。
に従って、色素分子の回転及び印加電場に応じて色素に
よって放出されるけい光量が変化することでおる。従っ
て、印加電場に応じてディスプレイのコントラストが急
激にてはなく、徐々に変化する。
発明の要約
本発明の目的はこの欠点が少なくとも排除された液晶デ
ィスプレイ装置を提供することにある。
ィスプレイ装置を提供することにある。
即ち、本発明によれば仁の目的は、液晶ホスト材料１、
このホスト材料に溶解して、ゲスト材料の分子がホスト
材料の分子に整合するようにしたけい光ゲスト材料２１
、及びホスト材料両端に電場を印加する手段からなるデ
ィスプレイ装置において、 ゲスト材料２１が異方性的に放射線を放出するようにし
、そしてゲスト材料によって放出され丸飲射線が異なる
屈折率の２つの材料間の界面に該界面に対する臨界角未
満の角度で入射する第１位置と、該臨界角以上の角度で
該界面にゲスト材料２１によって放出された放射線が入
射する第２位置との間で電場によってホスト材料１の分
子を回転させ、放射線放出条件と非放射線放出条件の間
で該装置を切換えるようにしたことｔ−％徴とするディ
スプレイ装置によ）達成される。
このホスト材料に溶解して、ゲスト材料の分子がホスト
材料の分子に整合するようにしたけい光ゲスト材料２１
、及びホスト材料両端に電場を印加する手段からなるデ
ィスプレイ装置において、 ゲスト材料２１が異方性的に放射線を放出するようにし
、そしてゲスト材料によって放出され丸飲射線が異なる
屈折率の２つの材料間の界面に該界面に対する臨界角未
満の角度で入射する第１位置と、該臨界角以上の角度で
該界面にゲスト材料２１によって放出された放射線が入
射する第２位置との間で電場によってホスト材料１の分
子を回転させ、放射線放出条件と非放射線放出条件の間
で該装置を切換えるようにしたことｔ−％徴とするディ
スプレイ装置によ）達成される。
発明の好適な実施態様
以下、添付図面について本発明を説明する。
第１図について説明すると、第１デイスプレイ装置はネ
マティック液晶ホスト＠Ｅ７”、イギリス、ボーンのＢ
Ｌ）ｌ（ケミカル社から市販されているシアノビフェニ
ル系混合物からなるが、この混合物は正の誘電異方性を
示す。また、この液晶材料は次のように固定される。
マティック液晶ホスト＠Ｅ７”、イギリス、ボーンのＢ
Ｌ）ｌ（ケミカル社から市販されているシアノビフェニ
ル系混合物からなるが、この混合物は正の誘電異方性を
示す。また、この液晶材料は次のように固定される。
ガラスまたはカーボン繊維のスペーサ粒子を配合したシ
ール７によってシールした２つの平行に離れているガラ
スプレート３，５間に液晶を介在させる。ガラスプレー
ト６．５のそれぞれは内面に薄い透明な電極９．１１
ｉ有し、そして各ガラスプレート３，５及び対応する電
極間にＳｉｎ、バリヤ層１３，１５’ｉ設けて、ナトリ
ウムイオンがガラスプレートから液晶ホスト１に移行す
るのを未然に防止する。各電極９，１１の内面には、電
場を印加しない場合に、液晶分子の配向を定めるのに有
効な薄いポリアミド層１７．１９ｔ−それぞれ形成する
。
ール７によってシールした２つの平行に離れているガラ
スプレート３，５間に液晶を介在させる。ガラスプレー
ト６．５のそれぞれは内面に薄い透明な電極９．１１
ｉ有し、そして各ガラスプレート３，５及び対応する電
極間にＳｉｎ、バリヤ層１３，１５’ｉ設けて、ナトリ
ウムイオンがガラスプレートから液晶ホスト１に移行す
るのを未然に防止する。各電極９，１１の内面には、電
場を印加しない場合に、液晶分子の配向を定めるのに有
効な薄いポリアミド層１７．１９ｔ−それぞれ形成する
。
液晶ホスト１には下記構造式で示されるペリレンジフェ
ニルノリルエステル、即ち色＄３９１０−ビス〔４′−
ノニルフェニル〕ペリレンジカルボキシレート： の１重量％溶液としてけい光ゲスト２１を溶解する。
ニルノリルエステル、即ち色＄３９１０−ビス〔４′−
ノニルフェニル〕ペリレンジカルボキシレート： の１重量％溶液としてけい光ゲスト２１を溶解する。
液晶ゲスト材料１に少量の、即ちα１４重量％の前記Ｂ
ＤＨケミカル社製のコレスエステル（ｃｈｏｌｅｓｔｒ
ｉｃ）系材料”ＣＢ１５’會添加して、逆ねじれ（ｒｅ
ｖｅｒｓｅ ｔｗｉｓｔ ）が生じるのを未然に防止す
る。
ＤＨケミカル社製のコレスエステル（ｃｈｏｌｅｓｔｒ
ｉｃ）系材料”ＣＢ１５’會添加して、逆ねじれ（ｒｅ
ｖｅｒｓｅ ｔｗｉｓｔ ）が生じるのを未然に防止す
る。
けい光ゲスト２１はその長手軸線にそって好ましい分極
方向を示し、かつそれ自体が液晶ホストの分子の整合軸
線に対して平行なこの長手軸線と整合する、電圧源（図
示せず）を設けて、電極両端間に電場を印加する。
方向を示し、かつそれ自体が液晶ホストの分子の整合軸
線に対して平行なこの長手軸線と整合する、電圧源（図
示せず）を設けて、電極両端間に電場を印加する。
ディスプレイを使用するさいには、低エネルギーＵＶ源
を使用してディスプレイを照射する。
を使用してディスプレイを照射する。
ＵＶ源によって発光された光は主に液晶ホスト材料によ
って吸収される。ホスト材料とゲスト材料の分子間のエ
ネルギー移動機構によって、液晶ホスト材料によって吸
収された光によシゲスト分子２１が約５２０ ｎｍの波
長でけい光を発生する。
って吸収される。ホスト材料とゲスト材料の分子間のエ
ネルギー移動機構によって、液晶ホスト材料によって吸
収された光によシゲスト分子２１が約５２０ ｎｍの波
長でけい光を発生する。
電極９，１１０両端に電場を印加しない場合には、液晶
分子、従ってゲスト１３の長手軸線が第１図に示したよ
うに、ガラスプレート３，５に対して実質的に平行にな
ると共に、好適な発光方向がガラスプレートに直交する
。このようにして、電極９及びガラスプレート３を介し
てディスプレイによって発光が生じる。
分子、従ってゲスト１３の長手軸線が第１図に示したよ
うに、ガラスプレート３，５に対して実質的に平行にな
ると共に、好適な発光方向がガラスプレートに直交する
。このようにして、電極９及びガラスプレート３を介し
てディスプレイによって発光が生じる。
しかし、電極９．１１の両端間に電場を印加すると、液
晶分子が回転してガラスプレート３，５に直交する電場
にそうようになると共に、ゲスト２１の分子が液晶分子
と共に回転する。ゲスト１３によって生じた発光は従っ
て電極９及びガラスプレート３を介してディスプレイ装
置によって生じ続ける。しかし、ゲスト分子１５による
光のガラス板５に対する角度がガラスプレート３／空気
の界面に対する臨界面を越えて大きくなるのに従って、
この光は次にガラスプレート３の外面から内側に全反射
する。
晶分子が回転してガラスプレート３，５に直交する電場
にそうようになると共に、ゲスト２１の分子が液晶分子
と共に回転する。ゲスト１３によって生じた発光は従っ
て電極９及びガラスプレート３を介してディスプレイ装
置によって生じ続ける。しかし、ゲスト分子１５による
光のガラス板５に対する角度がガラスプレート３／空気
の界面に対する臨界面を越えて大きくなるのに従って、
この光は次にガラスプレート３の外面から内側に全反射
する。
第３図のグラフにディスプレイからのけい光強度と電極
両端に印加し九電圧との関係を示す。
両端に印加し九電圧との関係を示す。
印加電圧が１ボルト未満なときには、発光強度にほとん
ど変化はないが、１〜２ボルトの間で電圧が上昇すると
、発光強度が約５２％程減少する。これが臨界角度を越
える電圧範囲である。
ど変化はないが、１〜２ボルトの間で電圧が上昇すると
、発光強度が約５２％程減少する。これが臨界角度を越
える電圧範囲である。
なお、この特別なディスプレイにおいて使用されるエネ
ルギー移動機構は特に有利である。
ルギー移動機構は特に有利である。
というのは、ディスプレイ内の液晶材料１の濃度がけい
光ゲスト２１の濃度よシ非常に高く、そしてゲスト分子
が一次入射光吸収剤でおる場合よりも低い照射レベルで
高いけい光強度が得られるからである。さらに、照射入
射光とディスプレイによって生じるけい光との間の波長
差が大キくなるので、ディスプレイのコントラストが向
上する。
光ゲスト２１の濃度よシ非常に高く、そしてゲスト分子
が一次入射光吸収剤でおる場合よりも低い照射レベルで
高いけい光強度が得られるからである。さらに、照射入
射光とディスプレイによって生じるけい光との間の波長
差が大キくなるので、ディスプレイのコントラストが向
上する。
なお、上記第１デイスプレイにおいては、別なけい光ゲ
スト材料も使用できる。
スト材料も使用できる。
このような例は下記構造の色素ジ−ｎ−ブチルペリレン
ジカルボキシレートである。
ジカルボキシレートである。
ＯＱＣ４Ｈ。
次に第３図について説明すると、第２デイスプレイ装置
は第１デイスプレイ装置と同様な構成をもつので、対応
する部材は同一符号で示す。
は第１デイスプレイ装置と同様な構成をもつので、対応
する部材は同一符号で示す。
しかし、第１装置においてはネマティック液晶としては
、コレステル不和を形成するため、前記ＢＤＭケミカル
社製のコレステル系結晶”ＣＢ１５″の十分量と共に、
マーク（ＭｅｒＣｋ）社！１１−ｆティック液晶”ＺＬ
１１６９５”などのコレステル系液晶５１を使用する。
、コレステル不和を形成するため、前記ＢＤＭケミカル
社製のコレステル系結晶”ＣＢ１５″の十分量と共に、
マーク（ＭｅｒＣｋ）社！１１−ｆティック液晶”ＺＬ
１１６９５”などのコレステル系液晶５１を使用する。
この液晶は正の誘電異方性ｔもち、その螺旋状軸線はガ
ラスプレート３゜５に直交している。装置の寸法ｄ、即
ちセルの厚み及び″ＣＢ１５″の量はセル厚みの結晶の
ピッチに対する比がほぼ３になるように選択する。
ラスプレート３゜５に直交している。装置の寸法ｄ、即
ちセルの厚み及び″ＣＢ１５″の量はセル厚みの結晶の
ピッチに対する比がほぼ３になるように選択する。
第１デイスプレイ装置において使用した前記色素などの
けい光ゲケト材料をこのコレステル系液晶に溶解して、
その好ましい分極方向を第５図に示すように液晶の螺旋
状軸線に整合させる。
けい光ゲケト材料をこのコレステル系液晶に溶解して、
その好ましい分極方向を第５図に示すように液晶の螺旋
状軸線に整合させる。
第２装置を繰作する場合には、この装置を低強度ＵＶ線
によって照射するが、必要な吸収はけい光ゲスト材料に
よって主に行われる。
によって照射するが、必要な吸収はけい光ゲスト材料に
よって主に行われる。
電場を結晶５１の両端に印加しない場合には、ディスプ
レイ装置からの発光は生ぜず、そしてシール７によシ散
乱がない念め、ゲスト分子３３による発光が吸収される
。
レイ装置からの発光は生ぜず、そしてシール７によシ散
乱がない念め、ゲスト分子３３による発光が吸収される
。
しかし、結晶両端間に電場を印加した場合に、液晶分子
３１、従ってゲスト分子３３が回転して、ゲスト分子に
よる発光がガラスプレート３に対して直角になる角度が
ガラスプレート３／空気の界面に対する臨界角度を越え
ると、ゲスト３５からの光が装置から発光される。この
変化は第１装置の場合と同様に比較的急激である。
３１、従ってゲスト分子３３が回転して、ゲスト分子に
よる発光がガラスプレート３に対して直角になる角度が
ガラスプレート３／空気の界面に対する臨界角度を越え
ると、ゲスト３５からの光が装置から発光される。この
変化は第１装置の場合と同様に比較的急激である。
なお、上記以外の多くのディスプレイ装置例えばセマテ
イツク液晶管組込んだディスプレイ装置も本発明によれ
ば可能である。
イツク液晶管組込んだディスプレイ装置も本発明によれ
ば可能である。
なおま次、けい光ゲストによって生じた放射線の発光角
度を大きくするために、本発明によれば、ディスプレイ
装置にディフューザを組込むことも可能である。ただし
、必要に応じて、内側への全反射を妨害しないように、
このようなディフューザを設計しなければならない。こ
のようなディフューザは第３図に３３で示しである。
度を大きくするために、本発明によれば、ディスプレイ
装置にディフューザを組込むことも可能である。ただし
、必要に応じて、内側への全反射を妨害しないように、
このようなディフューザを設計しなければならない。こ
のようなディフューザは第３図に３３で示しである。
場合によっては、第３図に２５で示すような反射器を装
置に組込むことも有利である。
置に組込むことも有利である。
場合によっては、液晶ホストに２種以上の異なるけい光
ゲストラ溶解して、ディスプレイ装置から異なる波長の
元金発光させるようにしてもよい。
ゲストラ溶解して、ディスプレイ装置から異なる波長の
元金発光させるようにしてもよい。
以上説明してきた装置では、ガラスプレート／空気の界
面の臨界角ｔ−特定した。本発明による別なディスプレ
イ装置では、２つの異なる屈折率ｔもつ材料間の界面を
使用し、ここにけい光ゲスト材料によって生じた発光を
入射させる。
面の臨界角ｔ−特定した。本発明による別なディスプレ
イ装置では、２つの異なる屈折率ｔもつ材料間の界面を
使用し、ここにけい光ゲスト材料によって生じた発光を
入射させる。
さらに、上記の装置では、液晶ホスト材料は正の誘電異
方性を有しているが、本発明による装置は同様に負の誘
電異方性をもつ液晶ホスト材料も組込むことができる。
方性を有しているが、本発明による装置は同様に負の誘
電異方性をもつ液晶ホスト材料も組込むことができる。
さらに、以上説明してきた２つのディスプレイでは、Ｕ
ｖ熱照射よって励起しているが、本発明によるディスプ
レイは異なる波長の入射放射線によっても励起できる。
ｖ熱照射よって励起しているが、本発明によるディスプ
レイは異なる波長の入射放射線によっても励起できる。
しかし、夜間フライト時のコックピットなど分野におい
てはＵＶ線の使用が特に有利である。というのは、この
波長の光は赤外線イメージインテシ７アイヤの動作を妨
害しないからである。
てはＵＶ線の使用が特に有利である。というのは、この
波長の光は赤外線イメージインテシ７アイヤの動作を妨
害しないからである。
第１図は第１デイスプレイ装置の概略図であり、
第２図は第１装置の放射線出力を該装置両端に印加した
電圧の関数として図示したグラフであり、そして 第３図は第２デイスプレイ装置の概略図である。 １・・・液晶ホスト材料 ５．５・・・ガラスプレー
ト９．１１・・・電 極 ２１・・・けい光ゲス
ト材料印加を尺（Ｖ） 手続補正書（自発） 昭和６０年１２月ご日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殴 ２、発明の名称 デ ィ ス プ し イ 装 置３、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ザ ゼネラル エレクトリック カンパニー、ピー エル シー ４、 代 理゛ 人 住所 〒１００東京都千代田区丸の内２丁目４番１号丸
ノ内ビルヂング ７５２区
電圧の関数として図示したグラフであり、そして 第３図は第２デイスプレイ装置の概略図である。 １・・・液晶ホスト材料 ５．５・・・ガラスプレー
ト９．１１・・・電 極 ２１・・・けい光ゲス
ト材料印加を尺（Ｖ） 手続補正書（自発） 昭和６０年１２月ご日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殴 ２、発明の名称 デ ィ ス プ し イ 装 置３、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ザ ゼネラル エレクトリック カンパニー、ピー エル シー ４、 代 理゛ 人 住所 〒１００東京都千代田区丸の内２丁目４番１号丸
ノ内ビルヂング ７５２区
Claims (11)
- （１）液晶ホスト材料１、このホスト材料に溶解して、
ゲスト材料の分子がホスト材料の分子に整合するように
したけい光ゲスト材料２１、及びホスト材料両端に電場
を印加する手段からなるディスプレイ装置において、 ゲスト材料２１が異方性的に放射線を放出するようにし
、そしてゲスト材料によつて放出された放射線が異なる
屈折率の２つの材料間の界面に該界面に対する臨界角未
満の角度で入射する第１位置と、該臨界角以上の角度で
該界面にゲスト材料２１によつて放出された放射線が入
射する第２位置との間で電場によつてホスト材料１の分
子を回転させ、放射線放出条件と非放射線放出条件の間
で該装置を切換えるようにしたことを特徴とするディス
プレイ装置。 - （２）ゲスト材料２１がけい光材料である特許請求の範
囲第１項に記載の装置。 - （３）異なる屈折率の２つ材料のうちの一方がホスト材
料１である特許請求の範囲第１項に記載の装置。 - （４）ホスト材料１がネマティック液晶であり、ゲスト
材料２１自体がホスト材料の分子の整合軸に対して平行
な好ましい分極方向と整合している特許請求の範囲第１
〜３項のいずれかに記載の装置。 - （５）ホスト材料がコレステル系液晶であり、ゲスト材
料３３自体がホスト材料の螺旋軸線に平行な好ましい放
射線放出方向に整合している特許請求の範囲第１〜３項
のいずれかに記載の装置。 - （６）ゲスト材料２１、３３がペリレンジエステルであ
る特許請求の範囲第２〜５項のいずれかに記載の装置。 - （７）ゲスト材料がジ−ｎ−ブチルペリレンジカルボキ
シレートである特許請求の範囲第６項に記載の装置。 - （８）ゲスト材料がペリレン−３，１０−ジフエニルノ
ニルジカルボキシレートである特許請求の範囲第６項に
記載の装置。 - （９）装置に入射する放射線が液晶ホスト材料１によつ
て吸収され、そしてゲスト材料１と液晶ホスト材料２１
、３３との間のエネルギー移動機構によりゲスト材料が
けい光を発生する特許請求の範囲第１〜８項のいずれか
に記載の装置。 - （１０）ゲスト材料によつて放出された放射線の放出角
度を大きくするためにディフューザ２３を有する特許請
求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の装置。 - （１１）異なる波長の放射線を放出する２種以上の異な
るけい光材料を有する特許請求の範囲第１〜１０項のい
ずれかに記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| GB8429991 | 1984-11-28 | ||
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