JPS6350819A

JPS6350819A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPS6350819A
Application number: JP19401486A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hashimoto; 橋本　憲次; Toshiharu Uchida; 内田　俊治
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1986-08-21
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1988-03-03

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〕本発明はオプトエレクトロニクスの分野において有効に
用いることのできる液晶カラー表示素子に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

従来、カラー表示の可能な液晶表示体を得るために、着
色したゼラチン膜等をフィルターとして用いる方法が知
られている。

しかしながら、この方法は製作工程が複雑であり、精密
加工技術を必要とするなど種々の問題がある。また、ゲ
スト・ホスト方法でのカラー化も検討されているが、マ
ルチカラー化は未だ実用化に至っていない。さらに、マ
イクロカプセル中に液晶と多色性色素を封入して多色表
↓ 示をする方法も提案れている（特表昭５８−５０１６３
１号）が、２色が限度であり、十分なものではない。

本発明は上記従来の問題点を解消し、多色表示が可能で
あって、しかも精密加工技術を必要とすることなく製造
することのできる液晶表示素子の提供を目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、吸収波長域の異なる３種類の色素
のいずれかと、クロスオーバー周波数およびしきい値電
圧の異なる３種類の液晶のいずれか、との組合せからな
る３種類のマイクロカプセルを含有することを特徴とす
るフルカラー表示の可能な液晶表示素子を提供するもの
である。

ここで吸収波長域の異なる３種類の色素として、具体的
にはマゼンタ色素、シアン色素およびイエロー色素が用
いられる。勿論、他の色素を用いることもできるが、そ
の場合フルカラー表示をすることはできないので好まし
くない。

本発明におけるフルカラー化の原理は、減法混色による
もので、３種類の液晶がそれぞれ異なるクロスオーバー
周波数としきい値電圧を有することを利用するものであ
る。

したがって、電圧を印加しない状態では３種類の色素の
吸収によって黒が表現され、特定の電圧と周波数を印加
すると、それに対応する特定のマイクロカプセル内の液
晶分子配列が変わり、そのマイクロカプセルに含有され
る色素の吸収がなくなり、色の変化が起る。遂次、クロ
スオーバー周波数としき℃・値電圧を選択することで、
それぞれに対応する色素の吸収が異なり、フルカラー化
が達成されることになる。

上記３種の色素としては、いわゆる二色性色素を用いる
ことが好ましい。二色性色素は分子長軸と短軸の吸収係
数が異なるもので、一般Ｖこは分子長軸の吸収係数が大
である正の吸収異方性を有する色素を、ネマティック液
晶と組合せて使用することが望ましい。正の吸収異方性
を有する色素に電圧を印加すると無色になり、電圧を印
加しない場合にカラー表示となる。

次に本発明においては、クロスオーバー周波数およびし
き（・値電圧のそれぞれ異なる３種類の液晶を用いる。

ここでしきい値電圧とは、その値を境として電気光学的
変化が生じる電圧のことで、液晶の配列状態が変化する
。この液晶の配列状態の変化が二色性色素を含有する場
合に吸収の有無として現われ、カラー表示を可能とする
ものである。

また、クロスオーバー周波数とは、液晶表示素子の駆動
周波数を高めていった場合に誘電異方性が負となる境界
の周波数で、本発明においてはこの周波数以上では液晶
の配列状態が変化しなくなる。

上記液晶としては、ネマティック液晶、コレステリック
液晶など各種のものがあるが、コレステリック液晶の場
合には特性が非可逆となるため好ましくない、特にネマ
ティック液晶を用いることが好ましい〇本発明において上記の如き各種色素と液晶を含有するマ
イクロカプセルの大きさは特に制限はないが、通常直径
が５〜１００μｍ程度のものである。また、膜厚は通常
１０〜５００μｍ程度である。このマイクロカプセルの
皮膜物質としては無機物および有機物であるとを問わず
各種のものを用いることができる。

具体的にはゼラチン、アラビアゴム、メチルセルロース
、エチルセルロース、カルポキ／メチルセルロース、ニ
トロセルロース、アセチルセルロース、糖、アルブミン
、デンプン、デンプン誘導体、カゼイン、コラーゲン、
ヘモグロビン、ポリアミノ酸、フィブリノーゲン、ガラ
クタン、アルギン酸ナトリウム、カラゲナ／。

無水アミノ酸、ポリビニルアルコール、ポリアクリルア
ミド、ポリビニルベンゼンスルホン酸、シェラツク、ワ
ックス、パラフィン、ロジン、トリステアリン、油脂、
シリコン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテ
ル、ポリエステル、ポリアミド、ポリブタジェン、ポリ
イソプレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ
ビニルアセタール、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、アルキ
ッド樹脂、サラン、シリコーン樹脂、５ｆＥｍカルシウ
ム、二酸化チタン、タルク、グラファイト、銅、銀、ガ
ラス、合金、アルミナ、シリケートなど様々なものを例
示することができる。

本発明の液晶表示素子は、液晶に電場を形成する電場形
成手段およびこれを支持するための基材手段を含む。電
場形成手段として具体的には電極があり、この電極に電
場を印加して電場を形成する。

以上の如き本発明の液晶表示素子は様々な方法により得
ることができる。その−例を以下に示す。

まず、３種の色素をそれぞれに溶解した液晶ト、セラチ
ン、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などの水膨
潤性化合物とを混合し乳化させる。ここで乳化は攪拌機
等を用い、１０００〜４０００ｒｐｍで３〜６０分間程
度攪拌することＶこより行なわれる。次に、この乳化液
にアラビアゴムなどの水溶性糊剤を加えた後、ｐＨ調整
を行なう。このｐＨ調整によりｐＨを３．５〜４．５程
度に調整する。次いで、複合コアセルベーションを行な
うことにより液晶マイクロカプセルが得られる。このよ
う會こして色素および液晶成分の異なる３種のマイクロ
カプセルを調髪する。

上記３種のマイクロカプセルを液状ゴＡに混合し、さら
に適当な架橋剤を加えて攪拌した後、基板にはさむこと
により本発明の液晶表示素子を得ることができる。

なお、本発明の液晶表示素子においては、上記液状ゴム
は必ずしも必須のものではないが、この液状ゴムのよう
な賦形性を付与する物質を用いることが好ましい。

本発明の液状表示素子を製造するにあたっては、乳化促
進剤などを用いて、液晶を急速かつ均一に分散させてお
くことが好ましい。また、必要により紫外線吸収剤、酸
化防止剤、熱安定剤、ｐＨ安定剤、接着促進剤、湿潤剤
などの各種添加剤を用いることもできる。

本発明の液晶表示素子を使用するにあたっては、電界を
電極により加えればよい。

ここで誘電異方性の符号の変わるりｐスオーバー周波数
と印加電圧を適宜選択することにより、その条件に符号
するマイクロカプセル内の液晶配列状態が変化し、色の
変化を生ずる。

まず、電圧を印加しない状態では、すべてのマイクロカ
プセル内の色素の吸収が起り、黒色が表示されるが、上
記条件に一致する部分は光の吸収がなくなる。例えば、
マゼンタ色素のマイクロカプセル内の液晶の配列を変化
させる条件に該当する周波数と電圧が印加された場合に
は、マゼンタ色素の吸収がなくなるため、シアンとイエ
ローの複合色である緑が表示されることになる。同じく
、シアン色素のマイクロカプセル内の液晶の配列を変化
させる条件に該当する周波数と電圧が印加された場合に
は、シアン色素の吸収がなくなるため、マゼンタとイエ
ローの複合色である赤が表示されることになる。

さらにイエロー色素のマイクロカプセル内の液晶の配列
を変化させる条件に該当する周波数と電圧が印加された
場合には、イエロー色素の吸収がなくなるため、シアン
とマゼンタの複合色である青が表示されることになる。

同様にして、マゼンタ色素のマイクロカプセルとシアン
色素のマイク−カプセル内の液晶の配列状態が変化する
条件に、該当する周波数と電圧を印加すると、イエロー
色素のみの吸収を生じていることになり、単色が表示さ
れる。

同じく、それぞれの色素の組合せに該当する周波数と電
圧を印加すれば、それぞれの単色が表示される。すべて
の色素のマイクロカプセル内の液晶が応答するような周
波数と電圧を印加する場合には無色の表示となる。これ
らの液晶表示素子は、ドツトマトリ徹ツクスのよウナ各
画素にそれぞれの周波数と電圧を印加することができ、
また単一の透明電極基板間で応答さ′せるものとしても
利用できる。

〔発明の勤果〕

本発明の液晶表示素子によればフルカラー表示をするこ
とができる。

しかも、本発明の液晶表示素子は精密加工技術を必要と
することなく容易に製造することができる。

したがって、本発明は液晶カラー表示素子としてオプト
エレクトロニクスの分野において有効に用いることがで
きる。

〔実　施　例〕

次に本発明を実施例により説明するが、本発明の範囲を
超えない限りこれに限定されるものではない。

実施例３種の二色性色素（日本感光色素研究新製Ｇンリーズ；
マゼンタ、シアンおよびイエロー）を用意し、各二色性
色素５０ｍｇを溶解したネマティック液晶１０ｇと１０
％ゼラチン水溶液３０！ｙとを１５００ｒｐｍ、で３０
分間攪拌し乳化した。次に、この３種の乳液に１０％ア
ラビアゴム水溶液３０ｙを滴下し、６００　ｒ、ｐ、ｍ
、で３０分間攪拌した後、蒸留水１００ｍ１および１０
％酢酸を加えてｐＨ４，０）こ調整した。

生成した複合コアセルベートを１０°Ｃに冷却後、３０
％ホルマリン水溶液１　ｍｌおよび５％炭酸ナトリウム
水溶液を加えて、ｐＨを８．５に調整すると、マイクロ
カプセルが得られた。さらに、このマイクロカプセルを
遠心分離後、乾燥カプセルとした。

以上の操作ンこより、次に示すような色素および液晶成
分の異なる３種のマイクロカプセルを調整した。

マイクロカブや７．、　　■　マゼンタ色素　＋　液晶Ａ〃　　
■　シアン　色素　＋　液晶Ｂ〃　　■　イエロー色素　士　液晶Ｃ上記３種のマイクロカプセル１０ｙずつを液状ゴム６０
１に混ぜ、６００ｒｐｍ、で１時間攪拌し、分散させた
。この中へ架橋剤（トルイレン−２，４−ジイソシアネ
ート）２ｇを加えて攪拌後、ＩＴＯ（酸化インジウム）
を蒸着したガラス基板にはさんで液晶セルとした。

次いで、液晶セルにそれぞれ異なる電圧と周波数の電界
をかけ透過光の分光特性を」１１定した。結果を第１〜
３図に示す。

第１図はマイクロカプセル０，１２図はマイクロカフセ
ル０．Ｍ３図はマイクロカプセル■のそれぞれ分光特性
図である。なお、第１図１こおける電圧は５Ｖ、周波数
はＩ　ＫＨｚであり、第２図における電圧は９Ｖ、周波
数は１０ＫＨｚであり、第３図における電圧は１５Ｖ、
周波数は５０ＫＨｚであった。また液晶Ａ、Ｂ、Ｃのし
きい値電圧とクロスオーバー周波数はそれぞれ次のよう
であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるマイクロカプセル■の
、第２図は同じくマイクロカプセル■の、第３図は同じ
くマイクロカプセル■のそれぞれ分光特性図である。第１図５反艮（ｎｍ）第２区成長（ｎｍ）

Claims

【特許請求の範囲】１）吸収波長域の異なる３種類の色素のいずれかと、ク
ロスオーバー周波数およびしきい値電圧の異なる３種類
の液晶のいずれか、との組合せからなる３種類のマイク
ロカプセルを含有することを特徴とするフルカラー表示
の可能な液晶表示素子。２）３種類の色素がマゼンタ色素、シアン色素およびイ
エロー色素である特許請求の範囲第１項記載の液晶表示
素子。３）液晶がネマティック液晶である特許請求の範囲第１
項記載の液晶表示素子。４）色素が二色性色素である特許請求の範囲第１項記載
の液晶表示素子。