JPS6184627A - 液晶/電気化学発光デイスプレー - Google Patents
液晶/電気化学発光デイスプレーInfo
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- JPS6184627A JPS6184627A JP19183285A JP19183285A JPS6184627A JP S6184627 A JPS6184627 A JP S6184627A JP 19183285 A JP19183285 A JP 19183285A JP 19183285 A JP19183285 A JP 19183285A JP S6184627 A JPS6184627 A JP S6184627A
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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
木・iテ明は、表示された゛1市報を昼間又は夜間のい
りれか(児るために二九七−ドで稼動することのできる
電気光学ディスプレー(関する。更
りれか(児るために二九七−ドで稼動することのできる
電気光学ディスプレー(関する。更
【J訂しくは、本発
明は、昼間に見るために選択8れた電極を作動させる手
段をもら、かつ夜間に売るために選択された作動電極に
発光性セグメン1〜を何与り゛るようにした液晶ディス
プレーに関する。 液晶ディスプレーは、当該分野では周知であり、ライス
ケラドネマチック(T N )型、ゲス1−/′ホス1
〜型又は動的散乱(DS>型のような種々なタイプから
なる。このようなディスプレーでは、液晶物質は平行な
透明基板の間に閉じ込められている。そして呈板上には
、電気回路に接vcするための別々の導線をも′つ透明
な電極が間隔をおき相対して設置されている。回路は、
所望とする方法で液晶物質の状態を変えるために電極を
作動させる。 また電子を発生する化学的発光、いわゆる電気化学発光
(clccLrocllcmi Iumirtcscc
ncc叩ら、ヒCL)の現象も知られている。[:C1
は、電気化学的に発生したラジカル種(通常はカチΔン
ラジカルと7ニオンラジカル)か結合して付勢された分
子を生じ、それが次いで光を放出するプロセスであるU
電気化学的に発り]′するラジカルは、例えば有機溶媒
中におけるある秤の芳香族炭化水系の電気分解の間に作
り出される。 アニオンとカヂオンの電気化学的な発生は電荷移送を含
むため、岳通Eel−溶液中には有機溶媒と共に電解質
が用いられる。しかしながら最近では、フィリップス
テクニカル レヒュー誌(Phillips Tech
、 Rev、 40.60−80、1982. No
、 2/3 >に掲載されたシェイハー氏(Ll 、
3 cllaper )等による技術論文[電解”百を
含HL ’、Lい溶)1に中における電気化学発光」に
記載されているように、電解質を含まない溶液か(;を
呆された。この論文では、1,2−ジメトtシー■タシ
(1) Ni [−)に溶F1¥dれた発光性化合1勿
として !1,6.11.12−ナトラフエニル−71
〜うはン(ルルン)を含イ]lるトCL t?ルが用い
られた。まlどこの論文Cは、小型の白熱灯の代りにL
−C1−ヒルを通常の液晶ディスプレーのためのバック
シイ1〜として用いることが開示されていた。 ジV−ノル Aブ フィジカル ケ゛ミストリ+’iA
(J ournal Or P hysical c
hcmlstry。 1982、86.4380>に掲載のシJイバー氏(1
−1。 3chapcr)等による[薄層セル中における電解質
を含有しない電気化学発光。電流効率に関する細穴」と
いう表題のもう1つの関連論文では、電VNyqを含有
しな(慢j?層ECLセルにおける電流効捧tは電44
jの間隔、電極の相さ及び電極のパターンのようイエ種
々の幾何学的な背水に依存するということか示された。 また1974年ニュー」−りで開催されたlトE[Eと
SIDの合同シンポジウムでカバレフ氏(M、Δ、Ka
bayama >地番こより発表された[)1に体によ
る光−新しいディスプレーエ学」という表題の論文では
、ECL装置か独立して光を放出するディスプレーとし
て(液晶ディスプレー用のバックシイ1−とは対照りる
しのとして)提案された。この装置では、AC電圧かデ
ィスプレー電極にλ・1して5o11zとIKIlzの
λυ形波として適用された。モしてその菰rは、非水性
の溶媒、電解質、及び光光体く電気化学発光性物質)か
らなる3つの成分を含んだ。 液晶ディスプレーには、透過望と反則型の2つがある。 いずれの場合でも、光は液晶物質を通過し、液晶の分子
配列を変えるために選択された電極を作動させることに
より、情報が表示される。少ない光の状態下でも見るこ
とのできる透過J%lIの液晶ディスプレーを作るため
の種々な提案C゛は、白熱灯、ブで光↑1チ1−リウム
又は電気発光・[(17ン7のJ、うな補助的な光源が
バックライ1〜の形て設iされた。またバックライ1〜
としての発光性物質をディスプレーセルの内部で用いる
ことも提案された。例えば、米国特許第4.214.8
20月では、電気光学ディスプレー中で放射性物質と敢
剣発、光性物質とが組合せて用いられた。その際、発光
性物質は全ディスプレーセルに対して活性であった。 2元モードで、すなわち受動的な、光透過型又は光反射
型の、標準的液晶ディスプレーとして、又は少ない光の
状態下で情報を表示するために光を放出Jる活性な電気
光学ディスプレーとして、稼動することのできる電気光
学ディスプレーとすることは望ましいことである。 したがって本発明の1つの目的は、少ない光の状態ドて
も発光性物質でもって情報を表示することにより売るこ
とのできる改善された液晶ディスプレーを提供すること
である。 本発明のもう1つの目的は、電解質を含有しない改善さ
れた[CLディスプレーを提供することである。 筒中に述べると、本発明によれば、電気化・7発光性物
′i1は溶媒としての液晶物質中に溶解され、電気光学
ディスプレーセル中に入れられる。 第1の電気回路手段は選択された電(Φ間で)1に品の
状態を変えるために設けられ、また第2の電気回路1段
は選択された電極間でLCL物IFtのアニオンとカチ
オンを電気的に発生されるために設けられ、それらは公
知の7’l rJsて再結合して光を放出Jる。好まし
い態様では、液晶とLCL物質の両方が活性化され、そ
の結果、液晶物71の活性化は電解質の非存在FでEC
L分子間の電信移送を容易にするのに役立つ。 以ト、図面に示す本発明の好適な実施例について説明り
る。 第′1図と第2図には、公知の先i″j技術か示されて
いる。、第1図では、標準的なツィステッドネマチック
型液晶ディスプレーは電気回路1段(図示されず)をも
つ2つの平行な透明基板2゜3の間に囲まれた液晶物質
1を有づる。その場合、電気回路手段は選択された相対
する透明電襖4,5の間に鵬をイ」与りる。自交偏光子
6゜7は場合によりツイスナツドネマチツク型液晶1と
共動して公知の方法で作動電極に暗い画像を与える。ヒ
CLバックライトは観察者とは反・対のLCDディスプ
レー側に配置される。バックライトは、その上に導電性
被覆層10.11をもつ平行な透明基、仮8,9と電極
間に溶液として入れられたECL物貿12とからなる。 回路下段(図示せず)は、電工を発生する化学発光を生
じせしめ、LCDに対して均一なバックライトを与える
。反則板13を取付ければ本装置は完成である。 第2図では、ECLディスプレーは、その上に相対】る
透明な電極16.17をもつ2つの種板1/1.15と
セルの内部に溶液として入れられたECL′#J質18
とからなる。第2図の場合には、選択された電極は回路
下段(図示せず)にJ、り作動され、その結果、特定の
選択された電極で光の放出か生じる。 第3図について説明すると、総体的に符号20として示
されたツィステッドネマチック5°邊液晶デイスプレー
は、セル内部の物質を除き、 “第1図に7J?さ
れたl−c oと同じ基本的要素からなる。セルは、2
つの平行な透明基板21゜22、相λ・1する一対の電
極(例えば23.24、又は25.26)、め交編光子
27.28、及び反則板29を含む。電極24.26は
鵡通の導線30により外部と接続しており、一方電(Φ
23.2!:)は各々外部導線31.32により選択的
な作動のために接続される。jn択された電極を電気的
に駆動させる公知の方法により、波形30a、 32a
として表わされた反対の相をもつ9JE形波は、作動電
極25.26の間に交流電圧を形成りる。、おないに同
じ相を−b″)矩形波である波形30a、31a は、
作動しない電極23.2/1の間にかけられ、セグメン
トに対してゼロ電圧を与える結果となる。その場合、液
晶物7Jiの配列状態は変わらないことが望ましい。 液晶物質は表示を簡略化して仲良された分j1、3:3
どして表わδれている。ぞしてそれは公知ののノ)法に
より基板表面上で1h向(基板21に対して33a)に
配列され、またもう1つの垂直り面(基板22に対して
33b)に配列される。 ぞのため、基板間では分子は1つの基板から他の基板に
かけ゛(螺旋状に捩れる。 本発明にJ、ると、液晶物f1は電気化学発光1(1物
貿3/1の溶媒として作用する公知の液晶物質から選ば
れる。飽和溶液が好ましい。アントラセンのような、液
晶に可溶で同様なECL作用を承り他の[、CL物質が
知られているか、好ましいECL物貿はルブレンである
。水分や酸素を1ル除づるために、レル2に好適なシー
ルを設けることは手すである。 ツィステッドネマチック型ディスプ゛レー用に適した市
販の液晶物質のうら、ルブレンの溶媒としても作用する
ものはと)Jニル類とシクロヘ:(す°ン類である。液
晶は化学的にはECL物l′iに適合するということは
渠要でおる。 第4図は、ライスデッドネマチック型ディスグレーに用
いられる誘電異方“Illの代表的な液晶物¥1の↑I
目′iと、電圧を増加8uた場合にJjりるルブレンの
ようなECL物質の光強度特゛14を示リカー1とを表
わす合成グラフである。両方のタイプの物質がスレショ
ルド電1土をもつ。カー135)は、相対する電極を作
動させることにより、′〕λられた電場の存在)にJ3
りる誘電穴ツノ・!イ1の液晶のf1貿を示す。スレシ
ョルド電圧以下では、配列は妨害されない。飽和状態で
は、分子は電場とf−f”jに配列する。カーブの険し
さは、液晶物v′1がシャープにAン又はAフに切り替
わることのできる程度を表ね1゜例えば2.4Vの電圧
では、第3図の33で示される分子により螺旋状構造に
ある液晶分子は、第3図の36で示される位置に自身を
再配向覆る。そのため、液晶分子は公知の方法で電場の
方向と1[−行になる。 第4図のカーブ37は、グラフの右−側に必り、縦軸に
[1盛られた光強度(任意の単位)と組合せて読み取ら
れる。そのカーブからは、約3vの電圧で化学発光作用
が始まり、活・h化される電極に対づる電圧が増加する
につれて限られた光の強度が増/JO’する。負荷され
る電圧は、直流と交流のいずれであってもよく、作動電
極のシャープなエツジ鮮鋭度を示しながらFCL′j7
IIJ質に光を放出させる。カー135と37の特性は
、)1夕品物貿のタイプと選択されるECL物質のタイ
プとに応じて変化するか、−設面に本発明によれば、[
C1−物質は好ましくは液晶物質を充かに作動さUる電
n8以上の電1土でイ乍動゛する。その結果、増加した
電圧では、液晶とE CL、物質の両))は活txtで
ある。 電気化学発光プロセスについて一般に認められている理
論は、以下の通りでおる。第3図において、電極25に
負電圧を、また電極26に11電圧を適用したと仮定す
ると、Rて示される[−Cし分子は電、極25と26と
の近傍で電萄移送にさらされる。陰極(電極25)では
、R+C酬[く−という反応が起る。また陽極(電極2
6)(は、](→R+eという反応が起る。 117、られた)アニオンとカチオンとが接近していた
と仮定りると、ぞれうは[で +l”<−−−シR”−
4R(式中、1くは安定なすなわち励起されない状態に
ある101分子を示し、またR は不安定な高エネルギ
ー状態にある分子を示す)という反応にJこり結合する
。次いでR′−→R+ h 、という反応により付勢さ
れた分子が安定な状態に戻るにつれて、光の放出ととも
に発光が起る。 負荷された電圧が交流である場合には、次の半すイクル
で電極25.26の極・[1か3i!転し、電極26の
近傍にアニオンがまた電極2th5の近傍に力Jオンが
作り出されて同じプロレスか起る。 本発明の理論によると、E CL物質を溶解覆る活↑1
化された液晶物質の波状的な活↑1と分子運動は、電解
質の存在しない状態で形成されたカチオンとアニオンと
の再結合を促進するような渭拌作用をうみ°出づ。そし
てそれは、ラジカル間の電荷交換、及び電極とまだイオ
ン化されていないECL物質と間の電伺交伏を容易に1
るために必要である。第3図は、交流を適用したIL;
合にaj(するl” CI−プ目Pスを図示したちので
ある。その際、ECLカブオン38とアニオン39は両
方の電極で作り出される。符Q40て承されるf9勢さ
れた不安定分子からの発光は、可視光となる。 第5図について説明1゛ると、非常に簡単な電気回路は
E CL物質を飼勢するための他の手段をもつ液晶ディ
スプレーを活性化するための手段となる。一方その場合
、液晶もまた活性化される。その電気回路のLCD部分
は、例えば米国特許第3.653.7/15号に記載さ
れているように、当該分野に(6いて知られている11
選択的に作動可能な電極23.25は、各々双極性のト
ランジスター41.42のエミッターと接続されている
。−プ)相対する電極24.26は、一般的に1〜ラン
シスター/13の1ミツターに接続され−(いる。全ト
ランジスターの二」レフターは地面に接地されており、
一方、トランジスター41゜/!2.#!13のエミッ
ターは、各々レジスター44、/lj〕、46を通じて
電圧供給ハス47に接fA−されている3、パス47は
、スイッチ・1〔3を・通じて第1の直流電圧V1及び
第2のより商い直流電圧v2に接続可能である。 1−:/フジスター42のベースはレジスター49を通
じて作動するセレクタースイッチ50に接続される。同
様に、レジスター41のへ一部はレジスター51を通じ
てセレクタースイッチ52に接続される。スイッチ50
の1つの接点は力線53に接続され、一方、スイッチ5
0の他の端末はインバーター54を通じて力線53に接
続される。同様に、セレクタースイッチ52の1つのポ
ールは力線53に接続され、また、スイッチの他の端末
はインバーター55を通じて力線53に接続される。ト
ランジスター43のベースはレジスター56を通じて力
線53に接続される。コンダクタ−53に剥して中−極
・Plの矩形波ジグプルV、を与えるために通常の1段
(図示μず)か設けられる。スイッチ50か図示された
位置にある場合には、トランジスター/12.43は交
互にくる半すイクルー771ンにU/Jり替えられる。 単一極性の矩形波電Il[、V 01J、 l〜シラン
スター42.43をプッシュノ°ルノ゛)弐℃(電動力
るようにし、かつ電(セ25゜260間に交流電ローを
かける。そしてその際、市斤は液晶物質の有効なターン
オン又はスレシ、]ルト電バー以上になるように選ばれ
る。 他のしレフタースイッチb2は、図示された位置にある
場合には、トランジスター41゜43を同l!、1にA
ノと訓ンに切り替えさせる。その結末、1傳23.24
に適用される電圧は同f;L相となる。IL味の電1]
−はゼロであるため、液晶物質は作uJされない。 第5図の回路はECL物質を付勢するのに用いられるつ
また一方、液晶物質もスイッチ48を・動かしてハス1
17をより高い電圧V2に接続りることにより作動さゼ
られる。この方法では、[C1l勿買の’4.”+ t
elを児ながら電圧v2を選択することにより、作動電
極に対して比較的高い電圧をかけた揚台は、LC[物質
を発光させる。 また交流の代わりに直流を用いたり、又は)&晶物質を
作仇さけるのに用いられた周波数とは責なる周波数の矩
形波でもって、ディスプレーをI (CL シード−℃
稼動させることは、本発明の範囲内に含まれる。]]ン
グクター5に低周波数の矩形波V、を弔ル5にかけたり
、又は1〜ランシスター’I 1.’42. /13を
Δフとオンに切り台えるのに十分な一定の電1.1.を
二」ングクタ=53にかけたりケると、LCL物買はセ
レクタースイッチ50+52を適当に勅かづことにより
直流の電圧v2てもって作動させることかできる、。 実施例1゜ 5.61月、12−ナトラフ1ニル71〜う廿ン(ルブ
レン)からなるLCL物質か飽和溶液になるように溶解
させて調製された。その際、次の)1夕晶)16合物か
溶媒として用いられた。 2− (71−シアノフェニル)−5−n ブチル1
,3−ジオ−1リン 20%・1−「)−ペン111
7丁ニル4’ −(5r] ノ11ビル−1,3−シ
フj:1リン2−イル) 16%
/1−n−へ1ヂルフ1ニル/l’ −(5−n−7
/’nピル−1,3−ジオ:1〜1ナン−2−イル)
16%4−n−へブチル゛ノ1ニ
ル4′ −エチル−シフ[1へ4シル−カルボ4シ レー1− 20%5−1デル−2
−((4−ベンチルシ フ目ヘギシル)−L3−シフ11サ ン〕 18% ρ−n−ペンチルーp−シアノヒフェ ニル 10%その溶)1夕
は1S;準へlの液晶ディスプレーセルを満たJために
用いられた。液晶セルはガラス塞板と表面の滑らかな酸
化インジウム電極からなり、電(!11間の間隔は約0
.3ミルであった。セルは直交偏光子の間に置かれた。 3vの電1工をかけると、予期したように、作動セグメ
ントは黒く児えた。6■の直流電圧をかけると、ルブレ
ンは活性化し、約0.1フイート・ランベルトの強庭を
した光を出した。 本発明はツイステッドネマチックハ!1の液晶ディスプ
レーに限定されない。第6図には、平行な阜機57.5
8と透明電1!159.60をもつゲスト/ホスl〜(
又は多色性)型のディスプレーが7J<されている。液
晶分子は基板61とは甲()に配列される。液晶分子の
間には、染料分子62か散在する。ルブレンのような[
CL分子63が液晶中に溶解され、溶液となっている。 電極59.60に電圧をかけると、液晶分子は染料分子
とともに電場と垂直に配列する。ディスプレーの活性化
されない部分では、染料分子は光を阻止する。作動電極
の間ては、公知の方法で光が伝尋され、その結末、光か
作動電極b9.60を通過することになる。ディスプレ
ーの背後に光源をおくと、このタイプのゲスト/ホスト
型ディスプレーは暗いバックグランド上に白いセグメン
トを作り出す。そして高い電1:〔をか【)ると、電気
化学発光作用が起り、染料分j′か光の通過を可能にす
る位置に配列されるため、発光↑!i[cL物質は作動
電極で目視することか01能となる。前述したように、
液晶分子の物理的運動や振動は、電解質のない状態では
1cLi勿v1の電伺不多送を促辺する。ゲスト/ボス
トζ“(ディスプレーでは、−光子がないため、トC1
の九はツィステッドネマチック型ディスツル−の陽合J
:りも明るい。 ゛夷r〕柩1シ:12゜ 米L1.1持泊第4,414,131 号に記載された
通りのケス1〜 ボス1〜混 R1c’r’,た。3vで染料混合物が透明になった。 約F3 Vてルーグレンか光を放出した。 第7図には、甲tJな基板64.65と透明電It1x
66、67をもつ動的散乱5°Lデイスプレーが示され
ている。溶液中には、液晶分子68とEC[分子69と
か散在しており、ぞのことが簡単に示されている。動的
散乱性物質は負の誘電六方す(1をもつ。電極66、6
7を作動させると、液晶分子か連続的に動転し、電極の
佇(f−dる所が吸°状に兇えるようになる,、動的散
乱か始まった電ハと同じ電圧て、ルブレンか光を放出し
始めた。動的散乱型ディスプレーにおいても、液晶粒子
か公知の形態て動転覆る作用は、混合を引き起し、かつ
電解質のない状態(ごおけるE二CLラジカル間の電動
移送を促進させる。 実施例3。 ルブレンが動的散乱性M 13 r3△/′E B B
△混合物中に溶解された。散乱か始まった電IL ”(
、ルブレンか光を出し始めた(6V,DC)。この陽合
、ぞのセグメン1〜は明るくなると同1時に11視でき
るようになる。 1111述した全てのディスプレーては、前記シJイパ
ー氏等によるジャープル Aブ フィジカル ケミスト
リー誌に掲載の論文中に記載されているように、電極表
面によりよくアニオンとカヂオンを形成させるために電
極表面をエツチングしたり粗化したりして電、1Φ又は
基板を1j1別に処理覆ることににす、IC+−の活゛
1(l化か更に促進さけられる。 本発明の!、11′よしい態様(おると化えられるもの
につい(これまで説明して8たか、当業者にとっで!(
!、 ’f世の女史を(jな−うことが角化てあり、こ
のJ、うな仝′(の女史は本発明の範囲内に入り゛、か
つ43t A’t−n^求の範囲内に包含されるもので
ある。
明は、昼間に見るために選択8れた電極を作動させる手
段をもら、かつ夜間に売るために選択された作動電極に
発光性セグメン1〜を何与り゛るようにした液晶ディス
プレーに関する。 液晶ディスプレーは、当該分野では周知であり、ライス
ケラドネマチック(T N )型、ゲス1−/′ホス1
〜型又は動的散乱(DS>型のような種々なタイプから
なる。このようなディスプレーでは、液晶物質は平行な
透明基板の間に閉じ込められている。そして呈板上には
、電気回路に接vcするための別々の導線をも′つ透明
な電極が間隔をおき相対して設置されている。回路は、
所望とする方法で液晶物質の状態を変えるために電極を
作動させる。 また電子を発生する化学的発光、いわゆる電気化学発光
(clccLrocllcmi Iumirtcscc
ncc叩ら、ヒCL)の現象も知られている。[:C1
は、電気化学的に発生したラジカル種(通常はカチΔン
ラジカルと7ニオンラジカル)か結合して付勢された分
子を生じ、それが次いで光を放出するプロセスであるU
電気化学的に発り]′するラジカルは、例えば有機溶媒
中におけるある秤の芳香族炭化水系の電気分解の間に作
り出される。 アニオンとカヂオンの電気化学的な発生は電荷移送を含
むため、岳通Eel−溶液中には有機溶媒と共に電解質
が用いられる。しかしながら最近では、フィリップス
テクニカル レヒュー誌(Phillips Tech
、 Rev、 40.60−80、1982. No
、 2/3 >に掲載されたシェイハー氏(Ll 、
3 cllaper )等による技術論文[電解”百を
含HL ’、Lい溶)1に中における電気化学発光」に
記載されているように、電解質を含まない溶液か(;を
呆された。この論文では、1,2−ジメトtシー■タシ
(1) Ni [−)に溶F1¥dれた発光性化合1勿
として !1,6.11.12−ナトラフエニル−71
〜うはン(ルルン)を含イ]lるトCL t?ルが用い
られた。まlどこの論文Cは、小型の白熱灯の代りにL
−C1−ヒルを通常の液晶ディスプレーのためのバック
シイ1〜として用いることが開示されていた。 ジV−ノル Aブ フィジカル ケ゛ミストリ+’iA
(J ournal Or P hysical c
hcmlstry。 1982、86.4380>に掲載のシJイバー氏(1
−1。 3chapcr)等による[薄層セル中における電解質
を含有しない電気化学発光。電流効率に関する細穴」と
いう表題のもう1つの関連論文では、電VNyqを含有
しな(慢j?層ECLセルにおける電流効捧tは電44
jの間隔、電極の相さ及び電極のパターンのようイエ種
々の幾何学的な背水に依存するということか示された。 また1974年ニュー」−りで開催されたlトE[Eと
SIDの合同シンポジウムでカバレフ氏(M、Δ、Ka
bayama >地番こより発表された[)1に体によ
る光−新しいディスプレーエ学」という表題の論文では
、ECL装置か独立して光を放出するディスプレーとし
て(液晶ディスプレー用のバックシイ1−とは対照りる
しのとして)提案された。この装置では、AC電圧かデ
ィスプレー電極にλ・1して5o11zとIKIlzの
λυ形波として適用された。モしてその菰rは、非水性
の溶媒、電解質、及び光光体く電気化学発光性物質)か
らなる3つの成分を含んだ。 液晶ディスプレーには、透過望と反則型の2つがある。 いずれの場合でも、光は液晶物質を通過し、液晶の分子
配列を変えるために選択された電極を作動させることに
より、情報が表示される。少ない光の状態下でも見るこ
とのできる透過J%lIの液晶ディスプレーを作るため
の種々な提案C゛は、白熱灯、ブで光↑1チ1−リウム
又は電気発光・[(17ン7のJ、うな補助的な光源が
バックライ1〜の形て設iされた。またバックライ1〜
としての発光性物質をディスプレーセルの内部で用いる
ことも提案された。例えば、米国特許第4.214.8
20月では、電気光学ディスプレー中で放射性物質と敢
剣発、光性物質とが組合せて用いられた。その際、発光
性物質は全ディスプレーセルに対して活性であった。 2元モードで、すなわち受動的な、光透過型又は光反射
型の、標準的液晶ディスプレーとして、又は少ない光の
状態下で情報を表示するために光を放出Jる活性な電気
光学ディスプレーとして、稼動することのできる電気光
学ディスプレーとすることは望ましいことである。 したがって本発明の1つの目的は、少ない光の状態ドて
も発光性物質でもって情報を表示することにより売るこ
とのできる改善された液晶ディスプレーを提供すること
である。 本発明のもう1つの目的は、電解質を含有しない改善さ
れた[CLディスプレーを提供することである。 筒中に述べると、本発明によれば、電気化・7発光性物
′i1は溶媒としての液晶物質中に溶解され、電気光学
ディスプレーセル中に入れられる。 第1の電気回路手段は選択された電(Φ間で)1に品の
状態を変えるために設けられ、また第2の電気回路1段
は選択された電極間でLCL物IFtのアニオンとカチ
オンを電気的に発生されるために設けられ、それらは公
知の7’l rJsて再結合して光を放出Jる。好まし
い態様では、液晶とLCL物質の両方が活性化され、そ
の結果、液晶物71の活性化は電解質の非存在FでEC
L分子間の電信移送を容易にするのに役立つ。 以ト、図面に示す本発明の好適な実施例について説明り
る。 第′1図と第2図には、公知の先i″j技術か示されて
いる。、第1図では、標準的なツィステッドネマチック
型液晶ディスプレーは電気回路1段(図示されず)をも
つ2つの平行な透明基板2゜3の間に囲まれた液晶物質
1を有づる。その場合、電気回路手段は選択された相対
する透明電襖4,5の間に鵬をイ」与りる。自交偏光子
6゜7は場合によりツイスナツドネマチツク型液晶1と
共動して公知の方法で作動電極に暗い画像を与える。ヒ
CLバックライトは観察者とは反・対のLCDディスプ
レー側に配置される。バックライトは、その上に導電性
被覆層10.11をもつ平行な透明基、仮8,9と電極
間に溶液として入れられたECL物貿12とからなる。 回路下段(図示せず)は、電工を発生する化学発光を生
じせしめ、LCDに対して均一なバックライトを与える
。反則板13を取付ければ本装置は完成である。 第2図では、ECLディスプレーは、その上に相対】る
透明な電極16.17をもつ2つの種板1/1.15と
セルの内部に溶液として入れられたECL′#J質18
とからなる。第2図の場合には、選択された電極は回路
下段(図示せず)にJ、り作動され、その結果、特定の
選択された電極で光の放出か生じる。 第3図について説明すると、総体的に符号20として示
されたツィステッドネマチック5°邊液晶デイスプレー
は、セル内部の物質を除き、 “第1図に7J?さ
れたl−c oと同じ基本的要素からなる。セルは、2
つの平行な透明基板21゜22、相λ・1する一対の電
極(例えば23.24、又は25.26)、め交編光子
27.28、及び反則板29を含む。電極24.26は
鵡通の導線30により外部と接続しており、一方電(Φ
23.2!:)は各々外部導線31.32により選択的
な作動のために接続される。jn択された電極を電気的
に駆動させる公知の方法により、波形30a、 32a
として表わされた反対の相をもつ9JE形波は、作動電
極25.26の間に交流電圧を形成りる。、おないに同
じ相を−b″)矩形波である波形30a、31a は、
作動しない電極23.2/1の間にかけられ、セグメン
トに対してゼロ電圧を与える結果となる。その場合、液
晶物7Jiの配列状態は変わらないことが望ましい。 液晶物質は表示を簡略化して仲良された分j1、3:3
どして表わδれている。ぞしてそれは公知ののノ)法に
より基板表面上で1h向(基板21に対して33a)に
配列され、またもう1つの垂直り面(基板22に対して
33b)に配列される。 ぞのため、基板間では分子は1つの基板から他の基板に
かけ゛(螺旋状に捩れる。 本発明にJ、ると、液晶物f1は電気化学発光1(1物
貿3/1の溶媒として作用する公知の液晶物質から選ば
れる。飽和溶液が好ましい。アントラセンのような、液
晶に可溶で同様なECL作用を承り他の[、CL物質が
知られているか、好ましいECL物貿はルブレンである
。水分や酸素を1ル除づるために、レル2に好適なシー
ルを設けることは手すである。 ツィステッドネマチック型ディスプ゛レー用に適した市
販の液晶物質のうら、ルブレンの溶媒としても作用する
ものはと)Jニル類とシクロヘ:(す°ン類である。液
晶は化学的にはECL物l′iに適合するということは
渠要でおる。 第4図は、ライスデッドネマチック型ディスグレーに用
いられる誘電異方“Illの代表的な液晶物¥1の↑I
目′iと、電圧を増加8uた場合にJjりるルブレンの
ようなECL物質の光強度特゛14を示リカー1とを表
わす合成グラフである。両方のタイプの物質がスレショ
ルド電1土をもつ。カー135)は、相対する電極を作
動させることにより、′〕λられた電場の存在)にJ3
りる誘電穴ツノ・!イ1の液晶のf1貿を示す。スレシ
ョルド電圧以下では、配列は妨害されない。飽和状態で
は、分子は電場とf−f”jに配列する。カーブの険し
さは、液晶物v′1がシャープにAン又はAフに切り替
わることのできる程度を表ね1゜例えば2.4Vの電圧
では、第3図の33で示される分子により螺旋状構造に
ある液晶分子は、第3図の36で示される位置に自身を
再配向覆る。そのため、液晶分子は公知の方法で電場の
方向と1[−行になる。 第4図のカーブ37は、グラフの右−側に必り、縦軸に
[1盛られた光強度(任意の単位)と組合せて読み取ら
れる。そのカーブからは、約3vの電圧で化学発光作用
が始まり、活・h化される電極に対づる電圧が増加する
につれて限られた光の強度が増/JO’する。負荷され
る電圧は、直流と交流のいずれであってもよく、作動電
極のシャープなエツジ鮮鋭度を示しながらFCL′j7
IIJ質に光を放出させる。カー135と37の特性は
、)1夕品物貿のタイプと選択されるECL物質のタイ
プとに応じて変化するか、−設面に本発明によれば、[
C1−物質は好ましくは液晶物質を充かに作動さUる電
n8以上の電1土でイ乍動゛する。その結果、増加した
電圧では、液晶とE CL、物質の両))は活txtで
ある。 電気化学発光プロセスについて一般に認められている理
論は、以下の通りでおる。第3図において、電極25に
負電圧を、また電極26に11電圧を適用したと仮定す
ると、Rて示される[−Cし分子は電、極25と26と
の近傍で電萄移送にさらされる。陰極(電極25)では
、R+C酬[く−という反応が起る。また陽極(電極2
6)(は、](→R+eという反応が起る。 117、られた)アニオンとカチオンとが接近していた
と仮定りると、ぞれうは[で +l”<−−−シR”−
4R(式中、1くは安定なすなわち励起されない状態に
ある101分子を示し、またR は不安定な高エネルギ
ー状態にある分子を示す)という反応にJこり結合する
。次いでR′−→R+ h 、という反応により付勢さ
れた分子が安定な状態に戻るにつれて、光の放出ととも
に発光が起る。 負荷された電圧が交流である場合には、次の半すイクル
で電極25.26の極・[1か3i!転し、電極26の
近傍にアニオンがまた電極2th5の近傍に力Jオンが
作り出されて同じプロレスか起る。 本発明の理論によると、E CL物質を溶解覆る活↑1
化された液晶物質の波状的な活↑1と分子運動は、電解
質の存在しない状態で形成されたカチオンとアニオンと
の再結合を促進するような渭拌作用をうみ°出づ。そし
てそれは、ラジカル間の電荷交換、及び電極とまだイオ
ン化されていないECL物質と間の電伺交伏を容易に1
るために必要である。第3図は、交流を適用したIL;
合にaj(するl” CI−プ目Pスを図示したちので
ある。その際、ECLカブオン38とアニオン39は両
方の電極で作り出される。符Q40て承されるf9勢さ
れた不安定分子からの発光は、可視光となる。 第5図について説明1゛ると、非常に簡単な電気回路は
E CL物質を飼勢するための他の手段をもつ液晶ディ
スプレーを活性化するための手段となる。一方その場合
、液晶もまた活性化される。その電気回路のLCD部分
は、例えば米国特許第3.653.7/15号に記載さ
れているように、当該分野に(6いて知られている11
選択的に作動可能な電極23.25は、各々双極性のト
ランジスター41.42のエミッターと接続されている
。−プ)相対する電極24.26は、一般的に1〜ラン
シスター/13の1ミツターに接続され−(いる。全ト
ランジスターの二」レフターは地面に接地されており、
一方、トランジスター41゜/!2.#!13のエミッ
ターは、各々レジスター44、/lj〕、46を通じて
電圧供給ハス47に接fA−されている3、パス47は
、スイッチ・1〔3を・通じて第1の直流電圧V1及び
第2のより商い直流電圧v2に接続可能である。 1−:/フジスター42のベースはレジスター49を通
じて作動するセレクタースイッチ50に接続される。同
様に、レジスター41のへ一部はレジスター51を通じ
てセレクタースイッチ52に接続される。スイッチ50
の1つの接点は力線53に接続され、一方、スイッチ5
0の他の端末はインバーター54を通じて力線53に接
続される。同様に、セレクタースイッチ52の1つのポ
ールは力線53に接続され、また、スイッチの他の端末
はインバーター55を通じて力線53に接続される。ト
ランジスター43のベースはレジスター56を通じて力
線53に接続される。コンダクタ−53に剥して中−極
・Plの矩形波ジグプルV、を与えるために通常の1段
(図示μず)か設けられる。スイッチ50か図示された
位置にある場合には、トランジスター/12.43は交
互にくる半すイクルー771ンにU/Jり替えられる。 単一極性の矩形波電Il[、V 01J、 l〜シラン
スター42.43をプッシュノ°ルノ゛)弐℃(電動力
るようにし、かつ電(セ25゜260間に交流電ローを
かける。そしてその際、市斤は液晶物質の有効なターン
オン又はスレシ、]ルト電バー以上になるように選ばれ
る。 他のしレフタースイッチb2は、図示された位置にある
場合には、トランジスター41゜43を同l!、1にA
ノと訓ンに切り替えさせる。その結末、1傳23.24
に適用される電圧は同f;L相となる。IL味の電1]
−はゼロであるため、液晶物質は作uJされない。 第5図の回路はECL物質を付勢するのに用いられるつ
また一方、液晶物質もスイッチ48を・動かしてハス1
17をより高い電圧V2に接続りることにより作動さゼ
られる。この方法では、[C1l勿買の’4.”+ t
elを児ながら電圧v2を選択することにより、作動電
極に対して比較的高い電圧をかけた揚台は、LC[物質
を発光させる。 また交流の代わりに直流を用いたり、又は)&晶物質を
作仇さけるのに用いられた周波数とは責なる周波数の矩
形波でもって、ディスプレーをI (CL シード−℃
稼動させることは、本発明の範囲内に含まれる。]]ン
グクター5に低周波数の矩形波V、を弔ル5にかけたり
、又は1〜ランシスター’I 1.’42. /13を
Δフとオンに切り台えるのに十分な一定の電1.1.を
二」ングクタ=53にかけたりケると、LCL物買はセ
レクタースイッチ50+52を適当に勅かづことにより
直流の電圧v2てもって作動させることかできる、。 実施例1゜ 5.61月、12−ナトラフ1ニル71〜う廿ン(ルブ
レン)からなるLCL物質か飽和溶液になるように溶解
させて調製された。その際、次の)1夕晶)16合物か
溶媒として用いられた。 2− (71−シアノフェニル)−5−n ブチル1
,3−ジオ−1リン 20%・1−「)−ペン111
7丁ニル4’ −(5r] ノ11ビル−1,3−シ
フj:1リン2−イル) 16%
/1−n−へ1ヂルフ1ニル/l’ −(5−n−7
/’nピル−1,3−ジオ:1〜1ナン−2−イル)
16%4−n−へブチル゛ノ1ニ
ル4′ −エチル−シフ[1へ4シル−カルボ4シ レー1− 20%5−1デル−2
−((4−ベンチルシ フ目ヘギシル)−L3−シフ11サ ン〕 18% ρ−n−ペンチルーp−シアノヒフェ ニル 10%その溶)1夕
は1S;準へlの液晶ディスプレーセルを満たJために
用いられた。液晶セルはガラス塞板と表面の滑らかな酸
化インジウム電極からなり、電(!11間の間隔は約0
.3ミルであった。セルは直交偏光子の間に置かれた。 3vの電1工をかけると、予期したように、作動セグメ
ントは黒く児えた。6■の直流電圧をかけると、ルブレ
ンは活性化し、約0.1フイート・ランベルトの強庭を
した光を出した。 本発明はツイステッドネマチックハ!1の液晶ディスプ
レーに限定されない。第6図には、平行な阜機57.5
8と透明電1!159.60をもつゲスト/ホスl〜(
又は多色性)型のディスプレーが7J<されている。液
晶分子は基板61とは甲()に配列される。液晶分子の
間には、染料分子62か散在する。ルブレンのような[
CL分子63が液晶中に溶解され、溶液となっている。 電極59.60に電圧をかけると、液晶分子は染料分子
とともに電場と垂直に配列する。ディスプレーの活性化
されない部分では、染料分子は光を阻止する。作動電極
の間ては、公知の方法で光が伝尋され、その結末、光か
作動電極b9.60を通過することになる。ディスプレ
ーの背後に光源をおくと、このタイプのゲスト/ホスト
型ディスプレーは暗いバックグランド上に白いセグメン
トを作り出す。そして高い電1:〔をか【)ると、電気
化学発光作用が起り、染料分j′か光の通過を可能にす
る位置に配列されるため、発光↑!i[cL物質は作動
電極で目視することか01能となる。前述したように、
液晶分子の物理的運動や振動は、電解質のない状態では
1cLi勿v1の電伺不多送を促辺する。ゲスト/ボス
トζ“(ディスプレーでは、−光子がないため、トC1
の九はツィステッドネマチック型ディスツル−の陽合J
:りも明るい。 ゛夷r〕柩1シ:12゜ 米L1.1持泊第4,414,131 号に記載された
通りのケス1〜 ボス1〜混 R1c’r’,た。3vで染料混合物が透明になった。 約F3 Vてルーグレンか光を放出した。 第7図には、甲tJな基板64.65と透明電It1x
66、67をもつ動的散乱5°Lデイスプレーが示され
ている。溶液中には、液晶分子68とEC[分子69と
か散在しており、ぞのことが簡単に示されている。動的
散乱性物質は負の誘電六方す(1をもつ。電極66、6
7を作動させると、液晶分子か連続的に動転し、電極の
佇(f−dる所が吸°状に兇えるようになる,、動的散
乱か始まった電ハと同じ電圧て、ルブレンか光を放出し
始めた。動的散乱型ディスプレーにおいても、液晶粒子
か公知の形態て動転覆る作用は、混合を引き起し、かつ
電解質のない状態(ごおけるE二CLラジカル間の電動
移送を促進させる。 実施例3。 ルブレンが動的散乱性M 13 r3△/′E B B
△混合物中に溶解された。散乱か始まった電IL ”(
、ルブレンか光を出し始めた(6V,DC)。この陽合
、ぞのセグメン1〜は明るくなると同1時に11視でき
るようになる。 1111述した全てのディスプレーては、前記シJイパ
ー氏等によるジャープル Aブ フィジカル ケミスト
リー誌に掲載の論文中に記載されているように、電極表
面によりよくアニオンとカヂオンを形成させるために電
極表面をエツチングしたり粗化したりして電、1Φ又は
基板を1j1別に処理覆ることににす、IC+−の活゛
1(l化か更に促進さけられる。 本発明の!、11′よしい態様(おると化えられるもの
につい(これまで説明して8たか、当業者にとっで!(
!、 ’f世の女史を(jな−うことが角化てあり、こ
のJ、うな仝′(の女史は本発明の範囲内に入り゛、か
つ43t A’t−n^求の範囲内に包含されるもので
ある。
イ(1図(は、1−01ハツクライ1〜をもつ従来のり
、 CDディスプレーについての断面図である。 第2図は、従来のLCLディスプレーについての断面図
である。 第3図は、本発明によるツィステッドネマチック型液晶
ディスプレーについての拡大断面図てめる。 第1図は、電江を適用された場合にa5ける代表的な液
晶物v1の性質と代表的な[ECL物質の1([質を示
したグラフである。 第5図は、第3図のディスプレーを勅かづだめの簡+j
へ駆動回路である。 第6図は、本発明によるゲスト/ホストa′!液晶ディ
スプレーについてのfl′:Ijlな断面図である。 にだ第7図は、本発明にJ、る勤向j1に乱撃)1夕品
ディスプレーについての簡単な断面図″(ある。 20・・・TN型液晶ディスVシレー21.22・・・
透明)4本板、23.2’1.2!〕、26・・・電極
、27.28・・・偏光子29・・・反’li]i反、
31.32・・・セリ線、33・・・液晶分子、3/1
・・・1]C[物TI、38・・・U CL、カチオン
、39・・・[7Clアニオン。
、 CDディスプレーについての断面図である。 第2図は、従来のLCLディスプレーについての断面図
である。 第3図は、本発明によるツィステッドネマチック型液晶
ディスプレーについての拡大断面図てめる。 第1図は、電江を適用された場合にa5ける代表的な液
晶物v1の性質と代表的な[ECL物質の1([質を示
したグラフである。 第5図は、第3図のディスプレーを勅かづだめの簡+j
へ駆動回路である。 第6図は、本発明によるゲスト/ホストa′!液晶ディ
スプレーについてのfl′:Ijlな断面図である。 にだ第7図は、本発明にJ、る勤向j1に乱撃)1夕品
ディスプレーについての簡単な断面図″(ある。 20・・・TN型液晶ディスVシレー21.22・・・
透明)4本板、23.2’1.2!〕、26・・・電極
、27.28・・・偏光子29・・・反’li]i反、
31.32・・・セリ線、33・・・液晶分子、3/1
・・・1]C[物TI、38・・・U CL、カチオン
、39・・・[7Clアニオン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、間隔をおいて平行に配置された基板と基板上に相対
して設置された電極を有するディスプレーセルからなり
、該セルはセル内に封入された液晶物質を有し、かつ該
液晶物質はセル中で電気化学発光性物質を溶解している
ことを特徴とする液晶/電気化学発光ディスプレー。 2、間隔をおいて平行に配置された基板と基板上に相対
して設置された電極を有する電気光学ディスプレーにお
いて、該基板間に封入された液晶物質は電気化学発光性
物質を溶解して溶液となっており、該電極に接続した電
気回路は光の存在下に該電極を表示するように選択され
た電極間の液晶物質を変え、また該接続した電気回路は
光の非存在下で該セグメントを表示するように電極間で
電気化学発光性物質の発光を生じせしめることを特徴と
する液晶/電気化学発光ディスプレー。 3、該電気化学発光性物質がルブレンであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載のディスプ
レー。 4、該ディスプレーセルは直交偏光子間に配置され、か
つ該液晶物質はツイステッドネマチック型ディスプレー
として機能するように選択され該基板の表面に配列せし
められることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
2項記載のディスプレー。 5、該セルは更に2色性染料粒子を含有し、かつ該液晶
はディスプレーがゲスト/ホスト型ディスプレーとして
機能するように選択され配列されることを特徴とする特
許請求の範囲第1項又は第2項記載のディスプレー。 6、該液晶は動的散乱型ディスプレーとして機能するよ
うに負の誘電異方性を有することを特徴とする特許請求
の範囲第1項又は第2項記載のディスプレー。 7、該電気回路はより低いスレショルド電圧で液晶物質
を変えるように配置されており、かつ該スレショルド電
圧以上のより高い電圧で電気化学発光性物質の発光を生
じせしめるように配置されていることを特徴とする特許
請求の範囲第2項に記載のディスプレー。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US65317284A | 1984-09-24 | 1984-09-24 | |
US653172 | 1984-09-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6184627A true JPS6184627A (ja) | 1986-04-30 |
Family
ID=24619779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19183285A Pending JPS6184627A (ja) | 1984-09-24 | 1985-08-30 | 液晶/電気化学発光デイスプレー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6184627A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002169154A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Sony Corp | 液晶表示装置 |
JP2005258178A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Seiko Epson Corp | 表示素子及び電子機器 |
JP2021530110A (ja) * | 2018-06-29 | 2021-11-04 | レッド バンク テクノロジーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | キラル液晶構造によるバンド端強化発光を用いた発光電気化学セル |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP19183285A patent/JPS6184627A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002169154A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Sony Corp | 液晶表示装置 |
JP4608768B2 (ja) * | 2000-12-04 | 2011-01-12 | ソニー株式会社 | 液晶表示装置 |
JP2005258178A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Seiko Epson Corp | 表示素子及び電子機器 |
JP2021530110A (ja) * | 2018-06-29 | 2021-11-04 | レッド バンク テクノロジーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | キラル液晶構造によるバンド端強化発光を用いた発光電気化学セル |
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