JPS62131228A - 液晶素子 - Google Patents

液晶素子

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JPS62131228A
JPS62131228A JP60272292A JP27229285A JPS62131228A JP S62131228 A JPS62131228 A JP S62131228A JP 60272292 A JP60272292 A JP 60272292A JP 27229285 A JP27229285 A JP 27229285A JP S62131228 A JPS62131228 A JP S62131228A
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JP
Japan
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liquid crystal
dye
group
crystal element
substrates
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JP60272292A
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English (en)
Inventor
Yasubumi Sato
佐藤 泰文
Yoshiyuki Nagura
名倉 義幸
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/60Pleochroic dyes
    • C09K19/601Azoic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/03Viewing layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/031Polarizer or dye

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】 [発明の分野] 本発明は、ネマチック液晶や強誘電性液晶の光学的複屈
折性を利用した電気光学的変調素子に関するものである
[従来枝術の説明] 一競゛に光学装置用の液晶表示素子は、平行に配置され
た二枚の基板間に液晶を充填し、′1「界”9の印加に
よって生じる液晶の光学的諸特性の変化を利用して情t
υの表示を行なうものである。
第1図にツイスト型液晶表示素子の概略断面図ヲ示す。
第1図において1はガラス、プラス壬ツh笠の透明絶縁
基板(電極基板)である。
2はこの1.(板上に被着させた醇化スズ、酸化インジ
ウム等を主成分とする透明電極被膜である。このii極
被被膜さらに、任意の電極パターンに形成される。3は
この電極パターン面上において液晶の配向を促進させる
ために被着させた絶縁性の高い高分子被膜に配向処理を
施すことによって得られた配向膜である。4は注入され
た1イセ品である。5は基板外側に貼りつけた偏光板で
あり、これらの偏光板の偏光方向は配向処理の方向と同
一方向に配置されている。第1図に示した液晶表示素子
は前記配向膜3の配向力向か)2面的に直交するように
基板が配置されている。
また液晶表示素子に充電された液晶材料は。
、I!I常、電圧の印加されていない状態では液晶分子
は900ねじれて配列しており旋光性を有している。一
方、電圧を印加された状態では、液晶分子はほぼ垂直に
配列を変えるため、旋光セ1は失なわれる。1)1j述
したように1−ドの11(橡ヒに1没けられたfk’、
 fil If!、!は、セ面的に直交するように配置
されているため、電圧が印加された状態では入射光は遮
られる。この結果表示画面上に「明」 「暗」のコント
ラストを持った画像か表示される。
[発明が解決する問題点] しかしながら、上記構成による液晶表示素子は、西常、
電圧を印加していない状態においては、その表示内容及
び表示形態か使用者にはわからす、実際に電圧を印加し
なければ可視化されないという欠点を有していた。この
ような欠点を解決する手段として液晶セルの基板外側に
色フィルターを適用したり該当するパターンの印刷を行
ない着色するという試みがなされているが、その場合適
用された基板の厚みのため液晶セルの内側をやや斜めの
方向から見ると、フィルター境界かズして見えてしまう
という欠点かあった。また、基板上の透明電極膜のにに
有色の透過性被膜(染色層)を形成するという手段が提
案されているが、染色ムラ、濃度バラツキや熱による色
の変化あるいは光による退色等の欠点があった。
[問題t、”スを解決するたの手段]及び[作用]未発
用は、1iij記のような欠点を鑑みなされたもので、
電圧を印加していない状態においても、その表示内容が
使用者にわかり、かつ、斜めから晃でも、フィルタ等の
境界が見えたりする・11かなく、熱による色の変化、
光による退色、色L・うと濃度のバラツキをなくした液
晶素子を提供することを目的とする。
すなわち1本発明は、一対の対向する基板と、1核基板
に設けた導電性被膜と、前記対向する基板間に配置した
液晶とを有する液晶素子において、ri?+記基板の少
なくとも一方の基板にポリアゾ染料、特にテトラアゾ染
料で染色した染色層を設けた点に特徴を有している。
[実施例] 2(発明の好ましい具体例では、特にポリアゾ染料とし
て下記一般式(A)で表わされ、且つ1分子−チリ2〜
8個のスルホン基を有する?&木)を用いて染色するこ
とができる。
IR2 (但し、Ql及びQ2はアミノ基、水酸基又はスルホン
基で1ζグ換され得るベンゼン環又はナフタリン環構造
を示し、R1−R6は各々独ぬに本丸原子、アミ7基、
水酸基及びスルホン基の中の何れかであり、F記スルホ
ン基はナトリウム塩または水素原子か炭素数1〜5のア
ルキ・レバ締 J、!、  −C2H40H,−CH2−υ・5・の基
で置換されていても良い四級アンモニウム塩の形をとる
)−上記一般式(A)で示される材料を用いて染色した
染色層を導電性被膜−Eに設ける°1¥により忙発明の
所期の[]的が効果的に達成される。すなわち上記一般
式(A)で示される染料を用いて染色した染色層を導電
性被lI!2J:に設けた液晶表示7+、了−は電圧を
印加していない状態においてもその表示内容が使用者に
判り、かつ斜めからボ1jヒニルアルコール、セラチン
、水溶性アクリル酸系樹脂等の水可溶性又はアルコール
(エタノール、エタノール、イソプロピルアルコール)
可溶性樹脂があげられるが、特にポリヒニルアルコール
が好ましい。
又、未発明では、媒染層を染色するに。
ポ1Jアゾ染料を1〜50上に%の割合で含有する水溶
液あるいはアルコール溶液中にポリビニルアフレコール
などの媒染層を設けた基板を浸漬することによって染色
することができる。この際、媒染色層の上には所定のパ
ターン形成したマスクを形成しておき、所定領域のみ染
色することかできる。
−(発明に於いて使用される前記一般式(A)で示され
る染料の具体例としては以下の染料NO11NH2 bす3Na   5(J3Na  5(J3Na  S
O3NaOH OH 、NH2 03Na 03Na O3Na +ii+述1.た染色層は、硬化させてからラヒ〉・グ
処理なとの配向処理を施すことかできるか、好ましくは
染色層の1.に保護層を止ねる配向制御11Aを設ける
ことができる。かかる配向膜anqとしてはポリビニル
アルコール、ポリイミド6ポリエステルイミド、ポリア
ミドイミド、ポリアミド等の樹脂を被膜形成し、その面
をラビング処理などの配向処理を施すことによって得る
ことができる。
又、未発明では、前嶋の染色層は電極となる導電性被膜
の上側か又は下側に設けることができる。
本発明の液晶素子で用いる液晶としては、ツィステッド
ネマチック液晶(TN液晶)、あるいは米国特許第43
67924号公報、特開■(59−201021号公報
、特開昭6060−21028X公摺、特開昭60−3
1117号公報などに開示された強請゛If性液晶を用
いることができる。
強請′社性液晶としては、カイラルスメクテイツク液晶
で、特にC相(SmC*)、H相(SmH*) 。
T相(SmI*)、J相(SmJ*)、に相(SmK*
)、C相(SmG*)又はF相(SmFl)が適I−て
いる。この強誘電性液晶については、°゛ル・シュルナ
ール・トーフィンツク・レットル゛′(“’LE JO
URNAL DE PHYSIQUE LETTER5
”)36 (L−69)1975.rフェロエレクトリ
ンク・リツキド・クリスタルス」 (rFerroel
ectric  LiquidCrystals」; 
”アプライド・フイシイツクス俸しターズ°゛(”Ap
plied  Physics  Letters”)
36(11)1980 rサブミクロ・七カンl−Φへ
イスティプル・エレクトロオプティック・スイッチング
・インやりキットΦクリスタルスJ (rsubmic
ro  5econdBistable  Elect
rooptic  Switchingin  Liq
uid  Crystals」) ;  ”固体物理°
工6(141)1981 r液晶」等に記載されており
、本発明ではこれらに開示された強誘電性液晶を用いる
ことができる。
具体的な強誘電性液晶としては、デシロキシベンジリデ
ン−y−アミノ−2−メチルブチルシンナメート(DO
BAMBC)、ヘキシルオキシヘンジリデンーy−アミ
ノ−2−クロロプロビルジノナメート(HOBACPC
)や4−0− (2−メチル)−ブチルレゾルシリテン
−4′−オクチルアニリン(MB RA 8)の他に、
d、lt l用+M+ 59−98051号公報、同5
9−118744号公+す、同59−128357号公
報に開示されたものを用いることができる。
以下、本発明を具体的な実施例により説明する。
実施例1 (染色用基板の作成) カラスノ1(板(日本板硝子補装)に酸化インジウ1、
の透明導電被1漠を所定のパターンに形成した。次にポ
リビニルアルコール「ゴーセフアイマーZ−200J 
 (日禾合成化学工業株!J)の3wt%水溶液に重ク
ロム醜アンモニウムを加え、スピンナーを用いて前記電
極基板上にコーティングを行なった。これに所定のパタ
ーンのマスクをかぶせ、紫外線を照射したのちこの電極
ノ1(板を水で洗浄し、所定のパターンを有するボリヒ
ニルアルコール被IIqを作った。
(′1に極ノル板の染色) 前記の構凸式をもつ染料各々の5%水溶液を作成した。
これに界面活性剤「リポノックスNAJ  (ライオン
株)を添加した。このような槽を2槽設け、l槽は60
″Cに保ち、もうl槽は室温に保った。これらの槽に順
次+i;i記ポリビニルアルコール染色層を有する電極
基板を浸漬した。こののち水槽にて充分に水洗したのち
フィックス剤「セン力フィックス300J  (日本染
化T業株)の30g/Q水溶液に浸清し10分間放置し
た。
ついでこの電極ノ、(板をとり出し水洗したのち、80
°Cで30分間乾燥させた。続いて配向膜としてポリビ
ニルアルコールと有機チタネートの混合溶液をコーティ
ングし、200℃1時間加廖春す重化させた。
(セル組克て) 先に作成した染色層、配向nりを41する電極基板の表
面を一方向にラヒングによる配向処理を施したのち、配
向処理方向がモ面的に直交する様に2枚の′心棒、)1
(板(−力は染色層なしの〕、(根)を貼り合せ液晶を
注入し、セルとした。
このセルを次のような試験にかけ性能の評価を行なった
Lフエ−t’メーターによる退色試験(100時間)2
、温度70’C湿度85%環境下での通電試験(100
0時IL’D退色試験は試験前後の染色層の透過率をA
111定した。また通電試験は試験前後の消費電流値の
変化を測定した。
その結果すべての染料のサンプルについて透過率変化は
10%以下であった。また消費’+1!流&iの変化に
ついても初期値の20%以内の増加にとどまった。これ
らはいずれも実用上、まったく問題とならないレベルで
あった。
(比較例) 実施例と同様の方法を行ない、染料として下記構造を有
するジアゾ染料とトリスアノ染料を用いたところ、透過
率の変化、消費電流値の変化ともに大きく天川上使用、
できないレベルであった。
Na03S      ’ SO3Na実施例2 実施例1に於ける染料に代えて、染料No、2゜4.5
,7,8,10,12.14,18゜20.24.28
.32.37,42,43゜45.47,50,53.
57,58,60゜62.63.65.70,73.8
0を使用し、実施例1と同様の処方で、セルを作成した
これ等のセルの性能評価として実施例1と同様の試験を
行ったところ、何れのセルにおいても、退色率は10%
以下であり、また通電試験では異常は全く認められなか
った。
〔発明の効果〕
以し、説明Iまた様に本発明においては染色層か透明電
極1−、に設けられているので通常に光か透過している
場合であっても表示内容があらかしめ使用者にわかるよ
うになった。−力、染色層は素子内部において薄膜状に
形成されているため斜め方向から見た場合でも染色層の
境界が見えることはない。また、この染色層をテトラア
ン染料で染色することにより、#熱性、耐光性のあるフ
ィルターを得られるため、色ムラ、1震度ムラのない表
示品位が長期にわたり得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の液晶表示素子の一例を示す概略断面図、
第2図は本発明のノ、(本概念を示す概略断面図を示す
。 l、11 透明絶縁基板(電極基板) 2.12 透明導電’ilj極被1193.13 配向
119 4 、14  液   晶 5.15 偏光板 16  染色層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一対の対向する基板と、該基板に設けた導電性被
    膜と、前記対向する基板間に配置した液晶とを有する液
    晶素子において、前記基板の少なくとも一方の基板にポ
    リアゾ染料で染色した染色層を設けたことを特徴とする
    液晶素子。
  2. (2)前記ポリアゾ染料がテトラアゾ染料である特許請
    求の範囲第1項記載の液晶素子。
  3. (3)前記テトラアゾ染料が一般式(A) ▲数式、化学式、表等があります▼−−−−−−(A) (但し、Q_1及びQ_2はアミノ基、水酸基又はスル
    ホン基で置換され得るベンゼン環又はナフタリン環構造
    を示し、R_1〜R_6は各々独立に水素原子、アミノ
    基、水酸基及びスルホン基の中の何れかであり、上記ス
    ルホン基はナトリウム塩または水素原子か炭素数1〜5
    のアルキル基、−C_2H_4OH、▲数式、化学式、
    表等があります▼等の基で置換されていても良い四級ア
    ンモニウム塩の形をとる)で表わされ且つ1分子当り2
    〜8個のスルホン基を有する染料である特許請求の範囲
    第2項記載の液晶素子。
  4. (4)前記染色層がポリビニルアルコールを主成分とす
    る特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。
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