JPS6137637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ゲスト−ホスト効果を利用した液晶
表示装置に関するものである。ゲスト−ホスト効
果は、最初ジー・エイチ・ハイルマイアー（G.
H.Heilmeier）らによつて報告〔App.Phys.
Letters、13、91（1968）〕された液晶によるカラ
ー表示方式である。この方式は、二色性色素（ゲ
スト）を液晶（ホスト）中に溶解させた液晶組成
物に電解を印加すると、液晶分子は誘電率の異方
性を有するために、その分子軸を回転させられ
る。その結果として溶解した二色性色素も共にそ
の分子軸を回転させられるので、液晶層を通過す
る光は色素分子の回転に伴つて吸収する光の程度
を変えられる。この光変調機能を表示装置に応用
したものである。

ゲスト−ホスト効果として知られている従来の
方法としては、正の誘電異方性を有するネマチツ
ク液晶をホストとして用いる方法と、負の誘電異
方性を有するネマチツク液晶をホストとして用い
る二つの方法が知られている。

前者の方法は第１図に示すように、電極１，２
を形成した一対の基板３，４間に、二色性色素５
を含有した液晶組成物６をその分子軸が基板面と
平行になるように一定方向に配向処理されて挾持
したものである。この表示装置は電界が印加され
ない場合（第１図左側）には、二色性色素の色が
表示され、電界が印加されると液晶分子が立ち上
がり電界方向と平行になるため（第１図右側）色
が抜け無色に近い表示に変化するいわゆるネガ型
表示であるため、表示部分の視認性がポジ型表示
に比べて低いという欠点を有する他に、反射型表
示に応用した場合、無色の表示部分に非点灯部分
からの色うつり込みがあり更に視認性を低下させ
る欠点を有していた。

又、後者の方法は第２図に示すように電極１，
２を形成した一対の基板３，４間に、二色性色素
５を含有した液晶組成物６をその分子がホメオト
ロピツク配向するように挾持したものである。こ
の表示装置は電界が印加されない場合（第２図左
側）は無色であり、電界を印加するとホモジニア
ス配向するために、二色性色素による可視光の吸
収が起り、着色状態に変化するポジ型表示であ
る。しかしこの場合、電界印加時に液晶分子が傾
く方向を一定方向とすることが困難であるため、
コントラストの良い表示が得られなかつた。又更
に誘電異方性が負のネマチツク液晶に比べ一般に
その値が小さいために、低電圧駆動には不向きで
あるという欠点も有していた。

本発明の目的は、視認性の高いポジ型液晶カラ
ー表示装置を提供するにある。

本発明の他の目的は誘電異方性が正の液晶を用
い低電圧駆動が可能な表示装置を提供するにあ
る。本発明の更に他の目的はゲスト−ホスト効果
を用いた液晶表示装置と偏光板を組合せることに
よりコントラストの向上した表示装置を提供する
にある。

本発明者はかゝる目的のもとに、種々検討した
結果、従来のような二枚の基板上に対向して電極
を設置する方法ではなく、同一基板上に対向して
電極を設け、かつ偏光板と組合せることにより低
電圧で、コントラストの向上した視認性の高いポ
ジ型カラー表示を可能にしたものである。

即ち、ほぼ平行に配置された二枚の基板間に、
二色性を有する色素を含有した正の誘電異方性を
有するネマチツク液晶を挟持してなる液晶表示装
置において、外部に一枚の偏光板を設置し、該偏
光板と隣接した側の基板上で液晶分子がホメオト
ロピツク配向されるとともに他方の基板上で液晶
分子の長軸が偏光板の光透過軸と直交するように
ホモジニアス配向されており、かつ少なくとも該
偏光板と隣接した側の基板上に電界方向が偏光板
の光透過軸と平行になるようにくし方電極を設け
た事を特徴とする液晶表示装置である。

本発明は、かゝる構成をしているため、電界を
印加したときには表示装置を通過する光は色素に
よる光の吸収を受けず無色であり、電界印加時に
正の誘電異方性を有する液晶は電界方向と平行に
なる、したがつて偏光板の光透過軸とも平行にな
り色素の吸収を受けてコントラストの高いポジ型
表示をすることができる。

特に本発明では、偏光板と隣接した側の基板上
で液晶分子がホメオトロピツク配向されるととも
に他方の基板上で液晶分子の長軸が偏光板の光透
過軸と直交するようにホモジニアス配向されてい
るため、偏光板と隣接した側の基板上のくし方電
極に電界を印加した時に、二色性を有する色素は
液晶分子と同様に偏光板側の基板上でその長軸が
偏光板の光透過軸と平行するようにホモジニアス
配向され、反対の基板では偏光板の光透過軸と直
交するようにホモジニアス配向されていることか
らこの二色性を有する色素は液晶分子と同様にツ
イストネマチツク構造をとり、反対の基板でホメ
オトロピツク配向しているものに比してよりコン
トラストが高くなる。

以下図面に従い本発明の実施例を説明する。

第３図及び第４図は本発明に用いられるくし形
電極７の一例で、電極をかゝる形状にすることに
より電界印加時の電界方向は８の方向となり第３
図においては数字１を又第４図の形状ではアルフ
アベツトＦを表示することができる。第５図は、
両方の基板に対して液晶分子がホメオトロピツク
配向した比較例の構成図で、くし形電極７を電界
方向が偏光板９の光透過軸１０とほぼ平行になる
ように形成した基板４と基板３との間に二色性色
素５として を1wt％を含有したビフエニル系液晶を主成分と
する正の誘電異方性を有するネマチツク液晶６を
両基板と共にホメオトロピツク配向させて間隔10
μのセルを作つた。電界無印加のときは光源１１
の光がのまま観察されほとんど無色であるが、ス
イツチ１３をオンにして電源１２からくし形電極
７に5Vの交流を印加したところ、電極面で液晶
分子６および色素５は電界方向にホモジニアス配
向し、色素の吸収を受けて赤燈色で数字１が表示
された。このセルの波長490nｍにおけるオン−
オフ時のコントラストは7.5であつた。尚、偏光
板９を除去したときの同セルのオン−オフ時のコ
ントラストは1.5であり、偏光板と組合せること
でコントラストが著しく向上した。

第６図は、偏光板と隣接した側の基板上で液晶
分子がホメオトロピツク配向されるとともに他方
の基板上で液晶分子の長軸が偏光板の光透過軸と
直交するようにホモジニアス配向された本発明の
実施例であり、くし形電極７を電界方向が偏光板
９の光透過軸１０とほぼ平行になるように形成し
た基板３，４の間に二色性色素５を含有した正の
誘電異方性を有するネマチツク液晶６を偏光板９
に隣接した側の基板４上でホメオトロピツク配向
させ、反対側の基板３上でホモジニアス配向させ
たものである。この場合は一方のスイツチ１３を
オンとすることによりアルフアベツトＦをカラー
表示できる両方のスイツチをオンにすることによ
り一層コントラストの強いカラー表示ができる。

第７図は、他の比較例に係る液晶表示装置の構
成図であり、第３図に示したくし形電極７を形成
した基板３と第４図に示すくし形電極７を設けた
基板４とを電界方向８が偏光板９の光透過軸１０
とほぼ平行になるようにして両基板をほぼ平行に
約10μの間隔で配置し、この基板間に二色性色素
５として を1wt％含有したビフエニル系液晶を主成分とす
る正の誘電異方性を有するネマチツク液晶６をホ
メオトロピツク配向させた。かゝる表示装置は電
界無印加のときは光源１１の光がそのまま観察さ
れほとんど無色であるが、スイツチ１３をオンに
し電源１２から4Vの交流をくし形電極７に印加
したところ基板３上において液晶分子及び色素は
電界方向にホモジニアス配向し青色で１が表示さ
れた。又、スイツチ１３をオフにしスイツチ１
３′をオンにしたところ青色でＦが表示された。

第８図は、本発明の他の実施例に係り、くし形
電極７を形成した基板３，４を電界方向８が偏光
板９の光透過軸１０とほぼ平行になるようにして
セル間隔約10μで配置し、この基板間に二色性色
素５として を1wt％含有したビフエニル係液晶を主成分とす
る正の誘電異方性を有するネマチツク液晶を偏光
板９に隣接した側の基板４上でホメオトロピツク
配向させ、反対側の基板３上で、液晶分子長軸が
偏光板９の光透過軸１０とほぼ直交するようにホ
モジニアス配向させた。

かゝる表示装置は電界無印加のときは光源１１
の光がそのまゝ観察されほとんど無色であるが、
スイツチ１３をオンにして電源１２から4Vの交
流をくし形電極７に印加したところ液晶分子及び
色素は電界方向に回転され、赤燈色で１が表示さ
れた。又、スイツチ１３をオフにし、スイツチ１
３′をオンにしたところ基板４上で液晶分子及び
色素は電界方向にホモジニアス配向し赤燈色で表
示された。

このスイツチ１３′をオンにした場合、二色性
を有する色素は液晶分子と同様に偏光板側の基板
上でその長軸が偏光板の光透過軸と平行するよう
にホモジニアス配向され、反対の基板では偏光板
の光透過軸と直交するようにホモジニアス配向さ
れていることからこの二色性を有する色素は液晶
分子と同様にツイストネマチツク構造をとり、反
対の基板でホメオトロピツク配向している例、例
えば第５図の例に比してＦの字がより高いコント
ラストで表示されることとなる。

以上のように両方の基板上でそれぞれ異なつた
電極形状にした場合は、それぞれを使い分ける事
により同一表示面に異つたカラー表示を行うこと
が可能で、限られた表示面により多くの表示機能
を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の液晶表示装置の構成
図、第３図及び第４図はくし形電極の説明図、第
５図及び第７図は比較例に係る液晶表示装置の構
成図、第６図及び第８図は本発明の実施例に係る
液晶表示装置の構成図。 １，２……電極、３，４……基板、５……色
素、６……液晶、７……くし形電極、８……電界
方向、９……偏光板、１０……偏光板の光透過
軸、１１……光源、１２……電源、１３，１３′
……スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ほぼ平行に配置された二枚の基板間に、二色
   性を有する色素を含有した正の誘電異方性を有す
   るネマチツク液晶を挟持してなる液晶表示装置に
   おいて、外部に一枚の偏光板を設置し、該偏光板
   と隣接した側の基板上で液晶分子がホメオトロピ
   ツク配向されるとともに他方の基板上で液晶分子
   の長軸が偏光板の光透過軸と直交するようにホモ
   ジニアス配向されており、かつ少なくとも該偏光
   板と隣接した側の基板上に電界方向が偏光板の光
   透過軸と平行になるようにくし方電極を設けた事
   を特徴とする液晶表示装置。 ２ 偏光板が設置された側と反対側の基板上に、
   電界方向が偏光板の光透過軸と平行になるよう
   に、くし方電極を設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の液晶表示装置。