JPS63264721A

JPS63264721A - 液晶カラ−パネル

Info

Publication number: JPS63264721A
Application number: JP62098936A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Kamimura; 強上村; Shiyuuko Ooba; 大庭　周子; Hisahide Wakita; 尚英脇田; Hiroyuki Onishi; 博之大西; Isao Ota; 勲夫太田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-04-22
Filing date: 1987-04-22
Publication date: 1988-11-01

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】産業上の利用分野本発明は、液晶表示装置、あるいは光シヤツター用の液
晶フィルムに係わり、特に液晶カラーフィルムを用いた
液晶パネルに関する。

従来の技術従来の技術を以下、図面を用いて説明する。

現在、液晶表示パネルとしてはＴ　Ｎ　（Ｔｗｉｓｔｅ
ｄＮｅｍａｔｉｃツィスティッドネマチック）型表示方
弐が最も広く用いられている。しかし、表示容量に限界
があるためその改良が望まれている。

最近、強誘電性液晶を利用した表示方式が発表され、そ
の速い応答時間の他に高いマトリクス性を有する可能性
を持つことから非常に注目を集めている。このような表
示装置においてはカラー化が重要な問題となっており、
各種液晶モードにおいてカラー化が進められている０本
発明はこれらの液晶表示方式に適した液晶カラーパネル
の開発を目的としている。

まず、従来の液晶カラーパネルの構成について以下、図
面を用いて説明する。、第２図は従来の液晶カラーパネ
ルの構成を表した図面である。第２図のように透明導電
性膜２２を表面に有するガラス基Ｍｉ２１に挟持された
液晶２３が配向処理を施された配向膜２４により一定方
向に配向している。

またセル厚を均一にするためにガラス、プラスチックな
どのスペーサー２５を用いている。ここでカラーフィル
ターは通常、三原色である赤、緑。

青（Ｒ，Ｇ、Ｂ）のそれぞれのフィルター２７゜２８．
２９が電極上に位置合せされて形成されている。このカ
ラーフィルターの形成はフォトプロセスあるいは印刷法
によってなされている。通常のＴＮあるいはＧＨ（ゲス
ト−ホスト）タイプのパネルではセル厚は約５〜１０μ
ｍで用いられており、また強誘電性液晶では表面のメモ
リー効果を用いるためには約２μｍと薄いセル厚を設定
する必要がある。

また製作工程としてはまず透明導電膜を有するどちらか
のガラス基板に位置合せをしてフォトプロセスあるいは
印刷によりＲ，Ｇ、Ｂそれぞれのフィルターを透明電極
膜上に形成する。その上に配向膜を塗布し、さらに配向
処理として通常、ラビングを行う。その後、スペーサー
として通常、ガラスファイバーを均一にばらまき周辺に
上下基板を接着するためのシール部を設け、貼り合せた
後、圧力を印加して均一なセル厚を有する空パネルを作
成する。その後、パネルを真空中で液晶に浸け、常圧に
もどすことにより、空パネルに液晶を注入する必要があ
る。

次に強誘電性液晶について図面を用いて説明する。まず
、強誘電性液晶について図を用いて説明する。強誘電性
液晶とは強誘電性を示す液晶のことを言う、結晶の対称
性の理論から強誘電性を示すためにはまず液晶分子が不
斉中心を有しておらなければならず、また層構造を有し
かつ層内で分子が傾いている必要がある。このような対
称性を満足する液晶相としてスメクチックＣカイラル相
１スメクチック■カイラル相、スメクチックＣカイラル
相などが現在まで発見され強誘電性液晶相として認めら
れている０本明細書では強誘電性液晶相の中で最も高い
対称性を有するスメクチックＣカイラル相を用いてその
性質を説明する。第３図は強誘電性液晶分子の模式図で
ある０強誘電性液晶は通常、スメクチック液晶と呼ばれ
る層構造を有する液晶である０分子は層の垂線方向に対
してθだけ（頃いている。

また強誘電性液晶は不斉中心をもつことからラセミ体で
ない光学活性な液晶分子によって構成されている０分子
の構成として第３図に示すように強誘電性液晶分子は分
子の長軸に垂直な方向に自発分掻となる永久双極子モー
メントを有しており、カイラルスメクチックＣ相におい
ては第３図の円錐形（以下コーンと呼ぶ）の外側を自由
に動（ことができる、またコーンの中心点０より液晶分
子に対して下したベクトルはＣダイレクタ−と呼ばれて
いる。第３図において３１は液晶分子、３２は永久双極
子、３３はＣダイレクタ−１３４はコーン、３５は１ｆ
ｌｌｌ造、３６は層法線方向、３７は）頃き角θを示し
ている。

強誘電性液晶分子は不斉原子を有しているため通常、ね
じれ構造を有している。このねじれ構造を第４図に示す
、第４図より層の法線方面にねじれ構造が存在すること
がわかる。

第４図にお、いて４１は液晶分子、４２は永久双極子モ
ーメント、４３はねじれの周期を表すピッチ（Ｌ）、４
４は層構造、４５は層の法線方向、４６は傾き角θを表
す。

次に強誘電性液晶の動作原理について図を用いて説明す
る。強誘電性液晶パネルのセル厚（ｄ）がピッチより厚
いとき（ｄ＞ｌ、）、セル基板表面の影響はセル中央部
まで及ばないため、通常、ねじれ構造を持った状態で存
在する。しかしセル厚がピッチより小さいとき（ｄ　＜
　Ｌ）ねじれ構造は基板表面の力でほどかれ第５ｉｔａ
＋のような分子が基板表面と平行になった二つの領域（
ドメイン〉が現れる。この二つの領域は分子の持つ永久
双極子モーメントがそれぞれ反対の方向を向いているも
のであり、一方は紙面裏から表方向へもう一方は紙面表
から裏方向へ向いている。これはそれぞれ層法線に対す
る分子の傾き角に対応している。

このとき紙面裏方向から表方向に電界を印加すると永久
双極子モーメントは全て電界の方向に向き第５図（ｂｌ
のように分子が全て十〇の傾き角を持った状態となる。

このような状態で偏光板の偏光子（Ｐ）の偏光軸方向を
分子の長軸方向に検光子（Ａ＞の偏光軸方向を分子の短
軸方向に平行にすると（第５図（ｂｌ参照）偏光子（Ｐ
）を通過した直線偏光は複屈折を受けずに透過し検光子
（Ａ）により遮られ暗状態が得られる。また電界を逆方
向に印加すると第５図（Ｃ）のように分子が全て一〇の
傾きを持つ状態となり偏光子を通過した直線偏光は複屈
折効果により検光子を通り抜は明状態が得られる。

第５図１ａｌ、　（ｂｌ、　（Ｃ）において５１は電界
の方向、５２は分子の永久双極子モーメント、５３は層
構造、５４は傾き角θ、５５は偏光子（Ｐ）、５６は検
光子（Ａ）の偏光軸をそれぞれ表している。

以上のように電界の正負により明暗の状態をそれぞれ得
ることができる（たとえば福田、竹添。

近藤、：強誘電性液晶を使った高速ディスプレイ。

オプトロニクス、９号、６４頁、１９８３年）。

またこのようにセル厚がピッチより小さいセル（ｄ　＜
　ｌ、、）においては通常ねじれ構造がほどけているた
め電界を取り除いた後も分子はそのままの状態で安定で
あり、いわゆるメモリー効果が生じるといわれている。

このメモリー効果は表面による効果でありそのためこの
メモリー効果を用いるためにはセル厚を約２．０．ｃ＋
ｍ程度にする必要がある。

発明が解決しようとする問題点しかしながら上記のカラーパネル構成では電橿とカラー
フィルターを正確に絶対的な位置合せをする必要があり
、非常に面倒であり、量産性にも問題があった。

問題点を解決するための手段上記、種々の問題点を解決するために液晶を高分子に混
合し、複合膜を作成する、しがる後に一方向に延伸する
ことにより液晶分子の配向制御を行った液晶フィルムに
直接カラーフィルターを形成することを特徴としている
。

作用液晶を高分子に混合し、複合膜を作成する、しかる後に
一方向に延伸することにより液晶分子の配向制御を行い
、液晶フィルムを作成し、直接カラーフィルターを前記
フィルム上に形成することで絶対的な透明導電膜との位
置合せを簡素化できるという作用を有する。

実施例以下、本発明の一実施例として強誘電性液晶と高分子と
の複合材料について図面を用いて説明する。

まず、用いた複合膜の作製法について説明する。

高分子はポリビニルクロライド（ＰＶＣ）を用いた０強
誘電性液晶はチッソ社製Ｃ３１０１５の混合液晶材料を
用いた。

作製法としてはシクロヘキサノン溶液にＰｖｃとＣ３１
０１５を５＝２の割合で混合し、混合溶液を作製した。

こののちロールコータ−にてテフロン板の上に約３０μ
ｍの膜厚に塗布し、加熱し、乾燥を行った。乾燥後、延
伸機により約５μｍの厚さまで一方向に延伸を行った。

延伸後の複合膜を強誘電性液晶Ｃ３１０１５が等方性液
体になるように約１００℃まで上昇させ、その後、ゆっ
くりと室温まで降下させた。このようにして作製した液
晶フィルムに印刷機を用いてカラーフィルターを形成し
た。フィルター厚は約１．５μｍ９幅５００、ｔ＋ｍ、
Ｒ，Ｇ、８間のスペースは約５０μｍとした。

このように作製した液晶カラーフィルムを透明電極を有
するガラス基板を用いて液晶カラーパネルを作製した。

パネルの構成図を第１図に示す。

第１図において１は液晶フィルム、２はカラーフィルタ
ー（ＲＧＢ）　、３はガラス基板、４は透明電極を示し
ている。透明電極はカラーフィルターと同様に幅５００
μｍ、スペース５０μｍとした。

カラーフィルターと電極との位置合せは液晶カラーフィ
ルムと透明電極を顕微鏡下で合せることでおこなった。

このような液晶カラーパネルにおける強誘電性液晶の配
向を偏光顕微鏡によって観察したところクロスニコル下
で電界を印加することにより、くっきりとした明暗を電
界の正負により、観察することができた。これはＲ，Ｇ
、Ｂのそれぞれについて同じであった。またＲ、Ｇ、Ｂ
それぞれのカラーフィルターの電極との位置ずれは殆ど
見られなかった。

発明の効果本発明における液晶カラーフィルムは従来の液晶カラー
パネルの製造法を筒素化する、特にカラーフィルターと
電極との位置合せを簡単にできるというような効果があ
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶カラーフィルムを用いたパネルを
表す模式図、第２図は従来の液晶カラーパネルの構成を
表す模式図、第３図は強誘電性液晶分子の模式図、第４
図は強誘電性液晶のねじれ構造を表す模式図、第５図Ｔ
ａｌ、　（ｂ）、　ｆｃｌは強誘電性液晶の表示原理を
表す模式図である。１・・・・・・本発明における液晶カラーパネルを形成
する液晶フィルム、２・・・・・・本発明における液晶
フィルム上に形成されたカラーフィルター、３・・・・
・・上下ガラス基板、４・・・・・・透明導電性電極、
′代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名１−撃晶
７４Ｌ４第２図第３図乃第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光学変調素子層と前記光学変調素子層を挟持する
ように配置した少なくとも一枚は透明である複数の基板
と前記光学変調素子層に電圧印加が行えるように前記基
板に付設した電圧印加手段とを具備しているパネルであ
って、前記光学変調素子が高分子と液晶からなる複合材
料の液晶フィルム上にカラーフィルターを形成した液晶
カラーフィルムであることを特徴とする液晶カラーパネ
ル。
（２）カラーフィルターを印刷法により形成したことを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の液晶カラー
パネル。
（３）液晶が強誘電性液晶であることを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載の液晶カラーパネル。
（４）液晶が多色性染料を含んでおり、ゲスト−ホスト
方式として用いられることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の液晶カラーパネル。
（５）高分子と液晶からなる複合材料を延伸することに
より液晶の配向制御を行った液晶フィルムであることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の液晶カラー
パネル。
（６）カラーフィルターを印刷法により形成したことを
特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載の液晶カラー
パネル。
（７）液晶が強誘電性液晶であることを特徴とする特許
請求の範囲第（５）項記載の液晶カラーパネル。
（８）液晶が多色性染料を含んでおり、ゲスト−ホスト
方式として用いられることを特徴とする特許請求の範囲
第（５）項記載の液晶カラーパネル。