JPH01500464A - 液晶ディスプレイ - Google Patents

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】 液晶ディスプレイ 本発明は、大型であって低電流の液晶ディスプレイ、そのようなディスプレイを 製造する方法、並びに電圧または電界を検出するために上記ディスプレイを用い る方法に関する。

電圧又は電界を検出するために液晶ディスプレイを用いることが当該技術分野に おいて開示されている。例えば、ワルターによるドイツ国特許出願第２，９４９ ，５６１号は、液晶を用いたアナログ電圧ディスプレイを開示している。この液 晶装置は、重ね合わせられている電極パターンによって形成される多くの液晶領 域を備えている。それぞれ連続するディスプレイ領域は、任意のすぐ前のディス プレイ領域と同一の電圧範囲で駆動されないような大きさにされる。この必要条 件の結果として、個々のディスプレイ領域は非常に大きくなり、その結果、約５ 個の異なった電圧よりも高い電圧を表示するために上記重々のディスプレイ領域 を用いるとき、上記装置はその動作のためにより大きな電流を必要とする。この ことは、上記装置の実用性を制限している。

イグナチェフによる米国特許第４．２８６，２１０号は、空気中のイオン又は電 界の存在を検出するために用いられる装置を開示している。このイグナチェフの 装置は、大きな複数の金属板に接続された電極を有する１個の液晶素子を利用し 、それらのうちの少なくとも１個は、上記装置を操作する人間を介して接地され る。１個の液晶素子を用いることは、上記ディスプレイの大きさを制限し、これ によって、ある距離で観測することを難しくさせている。

液晶装置を用いた電圧又は電界の検出又は測定がまた、フエルガーソンによる米 国特許第３．６２７．　４ｏｓ号、ケールによるドイツ特許出願第３，２１９， ７０３号、ノー−ペル／翫−ゲンほかによるドイツ国特許出願第３，３０８，９ ７２号、ゲーリソヒによるドイツ国特許出願第３，４０２，６５５号において開 示されている。各側において、１個の液晶ディスプレイが用いられ、並びに／又 はもし実用的なディスプレイの大きさで用いられるならば上記装置は大きな電流 を必要とする。

私は、比較的小さな電流を利用しかつ電圧又は電界を検出し及び／又は測定する ために用いることができる大きなディスプレイを製造するために、液晶ディスプ レイの大きさをいかに大きくするかについて発見した。

本発明の１つの概念は、複数の液晶素子のアレーを有する液晶ディスプレイを備 え、上記アレーは、 （ａ）任意の他の上記液晶素子の静電容量よりも小さい非励起状態における静電 容量を有し、上記液晶素子が非励起状態におけるその静電容量よりも大きい励起 状態におけるその静電容量を有するように正の誘電異方性を有する液晶材料を備 えた第１の液晶素子と、 （ｂ）上記第１の液晶素子と電気的に直列に接続される第２の液晶素子を備え、 上記第２の液晶素子がその励起状態の上記第１の液晶素子の静電容量よりも小さ い非励起状態における静電容量を有する。

本発明のもう１つの概念は、直列に接続された複数の液晶素子のアレーを備えた ディスプレイを製造する方法であって、上記方法は、（ａ）第１と第２の支持部 材を供給することと、（ｂ）第１の予め決められたパターンで電極を有する上記 第１の支持部材を供給することと、 （Ｃ）第２の予め決められたパターンで電極を有する上記第２の支持部材を供給 することを備え、上記支持部材が重ね合わされて配列されるとき上記第１の支持 部材の電極の一部が上記第２の支持部材の電極に重ねあわされ重ね合わせの領域 を供給するように、上記第１と第２のパターンが位置し、（ｄ）上記第１と第２ の支持部材間に正の誘電異方性を有する液晶材料の層を位置させることと、 （ｅ）それらの各電極が上記液晶層に対面し上記電極間に液晶材料を有する電極 の重ね合わせの領域が上記重ね合わせられている電極によって直列に接続される 複数の液晶素子を形成するように上記支持部材を重ね合わせて配列させることと を備え、上記アレーが、任意の他の液晶素子の静電容量よりも小さい非励起状態 における静電容量を有する第１の液晶素子と、その励起状態において上記第１の 液晶素子の静電容量よりも小さい非励起状態における静電容量を有する第２の液 晶素子とを有し、（ｆ）その結果として得られる構造を薄板状にすることとを備 える。

本発明の別の概念は、与えられた領域において電界の存在を検出する方法を備え 、上記方法は、請求の範囲第１項記載の液晶ディスプレイを上記領域に位置させ ることと、上記液晶ディスプレイの光学的状態を観察することとを備える。

本発明のさらにもう１つの概念は、電圧を検出する方法を備え、上記方法が、電 圧源の少なくとも１本のリード線を請求の範囲第１項記載のディスプレイにオー ム接触で接続することを備える。

第１図は、電気的に直列に接続された複数の液晶素子を備えた本発明のディスプ レイを示し、 第２図は、上記第１図の装置の断面図である。

第３図は、電界の存在を検出するための本発明のディスプレイの利用を示し、 第４図は、上記ディスプレイの１個の端子が電圧源に半オーム接触で接続される 本発明のディスプレイの使用を示し、第５図は、複数の液晶素子のうちい（つか が電圧レベルの指示を供給するために他に比べて大きい液晶素子を有する本発明 のもう１つの装置を示し、 第６図は、直列に接続された複数の液晶素子を備えた本発明のさらにもう１つの ディスプレイを示す。

本発明のディスプレイは、電気的に直列に接続された複数の液晶素子を備える。

上記液晶素子は、ワイヤー又はそれに類するものような導電体の手段によって電 気的に直列に接続される個々の複数の素子であることが可能である。好ましい実 施例においては、後述するように、上記ディスプレイは、重ね合わされる電極に よって相互に接続された複数の液晶素子を備えた薄板状の構造を備える。上記素 子間に延在する電極は、接続ワイヤーよりも上記素子間においてより大きな導電 率を有する導電面を供給する。

各液晶素子は、電極間に液晶材料を有する１組の対向する電極を備える。少なく とも第１の液晶素子、すなわち非励起状態のとき上記ディスプレイにおいてそれ らの最も小さい静電容量を有する素子における液晶材料は、正の誘電異方性を有 する。すなわち、この正の誘電異方性は、励起状態のとき、すなわち電源がオン とされたときにおける上記素子の静電容量が、非励起状態のときのその静電容量 よりも大きいことを意味する。好ましくは、上記各素子において用いられる液晶 材料は、正の誘電異方性を有する。

上記液晶ディスプレイは、その励起状態における上記第１の素子の静電容量より も小さいその非励起状態における静電容量を有する第２の液晶素子を備える。従 って、ある電圧が上記ディスプレイに印加されたとき、上記第１の素子に対して その小さい静電容量のためにまず最初にエネルギーが与えられ、次いで、その静 電容量がその正の誘電異方性のために増加するであろう。次いで、上記第２の素 子は、エネルギーが与えられた第１の素子よりも小さい静電容量を有し、その電 圧の再分配が行われ、その結果、上記第１の素子の両端の電圧は、それにエネル ギーが与えられる前に存在する電圧に比べて低くなるであろう。これによって、 過電圧のために上記第１の素子が損傷することを保護するように動作し、ツェナ ーダイオードのような保護用素子を設けることが必要性がなくなる。もし電源の 電圧が十分に高いならば、好ましくは十分に高（なるであろうならば、上記第２ の素子に対してまたエネルギーが与えられ、もしくは活性化される。次いで、両 方の素子は”オン”となり、その変化を観察しやすくさせるであろう。典型的に は、複数の液晶素子を同時に活性化させなくてもよい。それらは、それらの両端 において電圧が分布するように同期はずれの状態で活性化される。この結果、両 方の液晶素子を活性化させるのに２・要な全体の電圧を上記液晶素子のしきい値 電圧の２倍よりも低くすることができ、上記しきい値電圧は、上記液晶素子がオ ンとなるときの電圧である。上記液晶素子が同時に活性化されていないならば、 第１の活性化と第２の活性化との間の経過時間は非常に短く、観察者が人間の目 によって両方が同時にオンとなることを検出することができない。

好ましくは、上記液晶ディスプレイは、２個を超える個数の液晶素子を備え、よ り好ましくは少なくとも５個の液晶素子、最も好ましくは少なくとも１０個の液 晶素子を備える。本発明の好ましい実施例においては、上記アレーの複数の素子 が実質的に同一の大きさであり、並びに複数の液晶素子に対して、好ましくはそ れらのすべてに対して、電圧が印加されるときに実質的に同時にエネルギーが与 えられる。従って、例えばイグナチェフの液晶装置のような従来技術の装置のよ うに目視可能な１個の液晶素子にとって代わって、多くの液晶素子が活性化され 、そのディスプレイをある距離でさえ容易に見ることができる。液晶素子の最適 な数はアプリケーションに依存して変化する。

詳細後述するように、各液晶素子は、比較可能な条件のもとて上記与えられた電 源によってエネルギーを与えることが可能な最も大きな１個の液晶素子の大きさ の一部分である。しかしながら、これらの複数のより小さな素子が直列に接続さ れるとき、そのディスプレイの大きさは１個の液晶素子の大きさよりも大きい。

また、各個々の液晶素子が１個の液晶素子よりも小さいので、それはより高いイ ンピーダンスを有する。個々の液晶素子を直列に接続することによって、さらに 上記インピーダンスを高くすることができる。その結果、上記ディスプレイにエ ネルギーを与えるのに必要な電流は大きく減少され、従って、低電流であって大 きな液晶ディスプレイを供給することができる。

直列に接続された液晶素子のアレーを単独で用いることができ、もしくは”ホッ ト・スティック（１１０ｊ　５ｔｉｃｋ）″のような装置に組み込むことができ る。上記アレーを備えたディスプレイは付加的な液晶素子を含んでも良い。例え ば、ディスプレイは複数のアレーを備えても良いし、また、少なくとも１個の上 記アレーをもう１つの上記アレーと並列に接続するようにしてもよい。

上述したように、少なくとも第１の液晶素子のために、好ましくはすべての液晶 素子のために用いられる上記液晶材料は、正の誘電異方性を有する。用いること が可能な上記液晶材料は、ネマティック液晶及びスメクティノク液晶を含む。

それらは、分離された個々の組成物又は混合物であることが可能である。従来技 術において公知であるように、液晶材料はしばしば、それらが透明である範囲に おける温度範囲を広くするために、もしくは１個の組成物を用いて容易に実行で きないような他の所望の特性を得るために、混合して用いられる。それらは、い くつかについて名をあげると、チアノビフェニール、ベンゾエート、又はシッフ 基型にてなることが可能である。それらは、色付けされた光学的な効果を与える ために、プリオクロイック染料を含むことが可能である。最適なネマティック液 晶材料は米国特許第４，５９１，２３３号において開示され、その開示内容は、 参照することによってここに含まれる。

漏れ電流は導電体の両端の電圧を放電することができ、これによって、液晶がそ の非励起状態から励起状態に転移することを防止することができるので、上記液 晶材料は高い体積抵抗率を有することが好ましく、これによって、上記体積抵抗 率は好ましくはｌＸｌ０１０Ω−ｃｍよりも大きいことを意味する。

上記液晶材料はまたカプセルで内包された液晶材料であることが好ましい。ある 量の液晶材料が封じ込め又はカプセルで内包する媒質又は材料の中に内包される とき、液晶材料がカプセルで内包されたという。カプセルで内包された液晶材料 を、液晶材料とカプセルで内包する媒質をともに混合することによって製造する ことができ、ここで、液晶材料は溶解せず、上記液晶材料を含む個々のカプセル を形成することを可能にしている。好ましくは、上記カプセルで内包する媒質は 、上述の漏れ電流を考慮するために、ｌＸｌ０”Ω−ｃｍよりも大きな体積抵抗 率を有する。好ましいカプセルで内包する媒質は、ポリ（ビニル・アルコール） である。

カプセルで内包された液晶材料は、ネマティック又はスメクティノクのいずれか であることが可能である。ネマティック液晶材料をカプセルで内包することが、 米国特許第４，４３５，０４７号（フェルガーンン）又は米国特許第４，５９１ ，２３３号（フェルガーソン）において記述されており、その開示内容が参照す ることによってここに含まれる。

カプセルで内包された液晶材料はまたスメクティソクであることが可能である。

カプセルで内包されたスメクティソク液晶材料は、あるアプリケーションに対し である利点を有し、ここで、それらは”メモリー”を有することができ、すなわ ぢ、励起された後すなわち電源がオンとされた後、導電体の両端に電圧を印加す ることを停止した後であっても上記材料は依然オンのままである。上記材料は、 加熱することによって非励起状態に戻ることが可能である。従って、電界の存在 を半永久的な指示を有することが必要又は所望されるアプリケーションに対して 、カプセルで内包されたスメクティソク液晶材料か好ましい。スメクティノク液 晶材料をカプセルで内包することが、１９８５年６月３日に出願された米国特許 出願筒７４０゜２１８号（フェルガーソン）において記述され、その開示内容が 参照することによってここに含まれる。

この明細書において用いた、”液晶材料”という用語は、個々の分離された液晶 組成物、液晶の混合物、及びカプセルで内包された液晶を含む。

上記液晶材料は、１対の対向する電極間に位置する。一般に、電極は透明である 。しかしながら、必要とされるすべては、下側に位置する液晶材料を目視する際 に通過する電極の少なくとも一部が透明であることである。合成の電極を用いる ことができるとき、すなわち電極が目視領域においてのみ透明な材料にてなると き、全部の領域で透明である電極を働かせることが、しばしばより便利になる。

好ましい電極材料は、酸化インジウム・スズ（以下、ＩＴＯという。

）である。他の好適な材料は、金、ニッケル、クロム、酸化チタン、酸化スズ、 アルミニウム、酸化アンチモン・スズ、並びに酸化インジウムである。

上記電極を、一般に、支持材料上に位置させる。支持材料の選択は、臨界的でな い。一般に、両方の支持材料は透明である。しかしながら、必要とされるすべて は、上記支持材料が、下側に位置する液晶材料が目視される少なくともそれらの 場所において透明であることである。電極を有するとき、全部が透明である支持 材料を用いることかより便利であるかもしれない。またそれは、上記液晶素子を 支持しかつ保護するために十分に機械的に完全な状態を有するべきであり、良好 な電気絶縁物にすべきである。上記電極を好適な接着剤によって直接に支持材料 に接着するか、もしくはしっかりとそれに保持することが好ましい。好適な支持 材料は、ガラス及び有機ポリマー、特に、サーモプラスチックであるか、もしく はもしそうでなければフィルム形状又はシート形状に好都合に製造可能であるも のを含む。好ましい支持材料は、デュポン社から登録商標”マイラー”のもとて 市販品として利用可能な、ポリ（エチレン・テレフサレート）である。

液晶素子を内側に保護しかつ電気的に絶縁するために上記支持材料が閉じられた 密封されたパッケージを形成することが好ましい場合、そのような密封は必要と されない。例えば、内部の材料が環境の湿度又は大気の酸素に特に敏感でないと ころ、もしくは長時間の耐久力が臨界的でないところでは、上記支持材料が密封 されたパッケージを形成する必要がない。

適正な性能のためには、本発明の装置を、出来る限り小さい試験される電気構成 要素によって発生される電界でゆがめられ又は干渉されるように組み立てるべき である。例えば、電極以外の装置は金属又は導電素子を有するべきではない。電 極の大きさと形状並びにそれらの相互の相対的な位置決めにおいてはまた、電界 歪みの効果を考慮に入れるべきである。後述するように、ディスプレイを電圧源 の１本又はそれ以上の本数のリード線にアレーのオーム接触による接続のために １個の又はそれ以上の個数の端子ととともに供給するようにしてもよい。

第１図は、本発明の液晶ディスプレイを示す。この装置２３はそれぞれ端部で密 封された上底支持部材２４と下底支持部材２５を有する。上側電極２６と下側電 極２７はそれぞれ、上底支持材料２４と下底支持材料２５の内部表面上に設けら れる。正の誘電異方性を有する液晶材料２８は、上記支持材料の間に電極と接触 して挟設される。第１の電極と最後の電極を除いた各上側の電極２６の一部は、 ２個の異なった下側の電極２７と重ね合わせられ、並びにその逆の状態で重ね合 わされる。この方法においては、電気的に直列に接続された一連の液晶素子２９ が形成される。上記各液晶素子２９の大きさは実質的には同一であって、このと き上記各液晶素子２９は実質的に同一の静電容量を有する。すべての素子を同一 に製造することは実質的に不可能であるので、１個の素子が任意の他の素子より も小さな静電容量を有し、最初に活性化されるであろう。液晶材料が正の誘電異 方性を有するので、最も小さな素子が活性化されるとすぐに、その静電容量は増 加し、このとき他の活性化されていない液晶素子は上記第１の素子に比べてより 小さな静電容量を有するであろう。このとき、電圧は上述のように再分配される 。

本発明のディスプレイを、静電気を含む電界を検出するために用いることが可能 である。第３図は、直列に接続された液晶素子１ないしｌＯから構成される本発 明のディスプレイが電界を検出するためにどのようにして用いられるかを図式的 に示している。第１図及び第２図において図示されたタイプのディスプレイ１１ は電気構成要素１２からいくらかの距離だけ離れて置かれる。もし構成要素１２ が電圧を伝送するならば、上記素子１２は、電位のオーダーて減少する、等電位 のラインＶ、、Ｖ、、Ｖ、、及びｖ４によって２次元で表される電界を発生する 。上記ディスプレイは、それが少なくとも２本の等電位のラインを交差して延在 するように設けられる。第４図において、素子ｌの電極が電圧ｖ１を受け、素子 １０の電極が電圧Ｖ４を受ける。上記素子は電気的に直列に接続されているので 、それらのうちの少なくともいくつかをオンとさせる素子の両端にある電圧が生 じるであろう。

本発明のディスプレイは特に、静電気の電荷の分布を検出するために好適である 。このことは例えば半導体製造装置において重要である。スメクチック液晶材料 を用いたディスプレイを、構成要素及びプリント基板又はそれに類するものに関 係する、例えば取り付けられるものとともに、構成要素及びプリント基板又はそ れに類するものの静電界を受けた履歴を示すために用いることができる。もう１ つのアプリケーションにおいて、天然ガスがポリマー・パイプを介して伝送され るところにおいて上記バイブを介するガスの流れは、静電気を生じさせることが てきる。ティスプレィは、保守又は修理を実行するためにバイブに入る前にスパ ークを生じさせガスを燃焼させることができる任意の静電気の分布が存在してい るか否かを決定するために好都合な手段を有するサービス装置を供給する。

一般に、静電気が上記検出手段の電力消費の必要条件によって放電されるので、 静電気の検出は難しい。しかしながら、ディスプレイがハイインピーダンス、低 電力消費のものであるので、上記ディスプレイを静電気を検出するために容易に 用いることができる。

電圧の検出において、本発明のディスプレイは、半オーム接触で、すなわちディ スプレイの一端がただ接続すべき装置にオーム接触で接続されるときに用いるこ とができる。ディスプレイを、上記ア１／−を電圧源にオーム接触で接続するた めであって、直列接続されたアレーの液晶素子に接続される１個の端子を有して 供給するであろう。この場合において、自由端を上記電圧源の他方のリード線に キャパシタを介して接続される。

上記電圧源に半オーム接触の接続による本発明のディスプレイの使用が第４図に おいて図示されている。第４図は、大地１０３の上側のボール１０２に吊り下げ られた高電圧電線１０１を示している。

本発明の装置１０４は、電線１０１が電界を発生しているか否か、すなわちそれ が動作状態にあるか否かを決定するために用いられている。装置１０４は、絶縁 を行うホット・スティック１０６に取り付けられた本発明の装置１０５を備える 。装置１０５は、電線１０１に接続するための端子１０７と、複数の液晶素子（ 個々の素子を図示せず。）のアレーから構成されるディスプレイ１０９を備える 。

ホット・スティックは、端子１０７が電線１０１に接触するように保持され、液 晶素子は電線１０１上の電圧が存在しているか否かの指示を与えるために目視さ れる。

直列に接続されたｎ個の液晶素子を有する本発明のアレーを備えた液晶ディスプ レイを、上記与えられた条件のもとて動作可能な同一の材料と厚さを有する最も 大きな１個の液晶素子から構成されるディスプレイよりもより大きくすることが 可能である。電圧源ｖｓを有する半オーム接触の条件に対して、アレーにおける 同一の個々の液晶素子は最も好ましくは、最大の動作可能な１個の液晶素子より も小さい係数にであることが可能であることが決定されている。

であり、ここで、ｒはＶｓ　：Ｖｔであり、ここで、Ｖｔは液晶素子のしきい値 電圧、すなわちオンとなる開始電圧である。上記ア１／−におけるそれぞれの個 々の素子は最大の動作可能な１個の素子よりも小さいとき、アレーはｎ個の個々 の素子を有する。個々の素子の最適な個数ｎは、ｒ　／　２であると決定されて いる。大きさく最大の１個の液晶素子の面積に対するディスプレイの面積）にお いてその結果として生じる改善度は、次式で決定されている。

ここて、ｒは上記で定義された比である。

従って、５０００ｋＶの電圧源を有して用いられる装置に対して、並びにオンと なることが可能な最大の液晶素子は５０のしきい値電圧を有する。個々の液晶素 子の最適な数を、半オーム接触て印加される５０００　ｋ、　Ｖによってオンと なる最大の液晶素子の大きさのそれぞれ約１／２である（５０００が５０によっ て除算された）１／２になることが可能である。大きさにおける改善度は理論的 な１個のＬＣＤの大きさの２５倍のよりも大きなディスプレイである。

インピーダンスにおける最適な増加は（ｒ−１）であると決定され、必要とされ る電流の減少は次式、又はもしｒ）１であるならば２の係数によって近似的に決 定される。

従って、本発明のディスプレイが半オーム接触のアプリケーションで用いられる とき、上記ディスプレイが、比較可能な条件のもとで用いられる最大の１個の液 晶素子の約２５倍よりも大きいことが可能であるが、動作するためには約１／２ の電流のみが必要であることが可能である。これらの値はただ図示の方法によっ て与えられるということが理解される。最適なディスプレイは、はとんどのアプ リケーションにおいて必要としない。大きさ及び／又は素子数の減少が最適値の 約０．７５−１．４倍、特に約０．８５−１．２倍であるディスプレイは、はと んどの実施例において有用である。

本発明のディスプレイを検出すべき及び／又は測定すべき電圧の両端に直接に接 続し、すなわち電圧源にオーム接触で接続することが可能である。これは、上記 電圧源からディスプレイを形成する液晶素子の直列接続されたアレーまで、リー ド線を取り付けることによって行われる。液晶素子の電極、一般にアレーの最後 の素子をこの目的のために従来の端子で供給することが可能である。

本発明のディスプレイを、電源の電圧レベルを測定するために用いることができ る。この使用のために、ディスプレイは第１と第２の液晶素子に加えて大きさが 変化する液晶素子を備える。この実施例は、実験例２及び第５図において、詳細 後述される。

以下の実験例は、本発明の種々の実施例を示している。

実験例１ この実験例は、薄板構造を有する好ましい実施例の準備を示している。この実施 例において、液晶材料は２個の支持材料の層の間で”挟設”され、各支持材料は 液晶材料に対面する表面上において導電体のパターンを支持する。

所望の導電体パターンの図面が作成された。従来のフォトレジスト技術を用いて 、各図面が一方の側がＩＴＯで被覆された透明な支持材料（マイラー）の１つの シート上に転送された。過度であって所望されないＩＴＯが取り除かれ、これに よってＩＴＯ導電体のパターンが各シート上に残された。次いで、その１つのシ ートが、タリク・コーポレーション、マウンテン・ビュー、カリフォルニアから 得られる、カプセルで内包する媒質で混合された液晶材料とともに導電体側上に 被覆された。液晶とカプセルで内包する媒質の混合物にてなるベトベトの層が養 生された。他のシートは、導電体側が液晶材料に対面しかつ導電パターンが適正 に印刷されることを確実にするために、カプセルで内包された液晶層上に置かれ た。次いで、そのシートは、直列に接続された複数の液晶ユニットを有する薄板 形状にされた構造を生成するために、オーブンによって加熱することによって薄 板形状にされる。

この特別な材料は非励起状態のとき不透明であって、励起状態であるとき透明で ある。

実験例２ この実験例は、電圧の大きさの検出及び評価のための本発明の装置の使用を示し ている。

第５図を参照すれば、上側の導電体３２を有する薄板形状にされた装置が、第１ 図に上述したものと同一の方法で、電気的に直列に接続された一連の液晶素子３ ４を形成するために、下側の導電体３３とともに重ね合わせられる。（便宜上、 上側と下側の導電体３２゜３３のそれぞれが存在することなく、支持材料及び液 晶材料の残りが取り除かれ、ＬＣＤ素子３４がラベルづけされる。）薄板形状の ものが実験例１に従って準備された。支持材料はマイラーであって、液晶材料は 、参照することによってここに上記で含まれた米国特許第４．４３５．０４７号 の方法に従ってカプセルで内包された。その装置は、大地の上側４フイートに位 置する変圧器３９のコロナ・ベルの下側に３インチだけ垂直に位置するように設 （プられに。この装置は、電気絶縁テープとともにその位置に保持された。特別 なしＣＤ素子が（不透明状態から透明状態に）変化した状態における変圧器の電 圧を以下に示した。

ＬＣＤユニットの変化する状態　変圧器の電圧（ｋＶ）列５−１１のそれぞれに おける　１６ ２個の中心のユニットを除く すべてのユニット 列６−１１のそれぞれにおける　４５ ２個の中心のユニットを除く すべてのユニット 列７−１１のそれぞれにおける　６０ ２個の中心のユニｙ）を除く すべてのユニット 列８−１１のそれぞれにおける　９゜ ２個の中心のユニソ）・を除く すべてのユニット （列は上底から下底に向かって計数される。）従って、どの液晶ユニ、ｌ−が変 化された状態を有するかを参照することによって、変圧器における電圧を決定す ることができる。

実験例３ 実験例２の装置が、第３図に示すように、ライン３５−３５’。

３６−３６’　、３７−３７’　及び３８−３８’　に沿って切断され、実験例 ２の実験が繰り返された。

ＬＣＤユニット　変圧器の電圧（ｋ　Ｖ）列１及び２の左側のユニッｔ・；　９ ５列３及び４の左側の一部オンの ユニット 列５及び６の左側のユニット　１０２ 列１−５の右側における　１２５ いくつかの二ニット この実験例は、アレーの液晶素子がすべて電気的に直列に接続されるとき、それ らがすべてが直列に接続されるときに比べてより高い電圧が必要とされ、またよ り少ない素子がオンとなりディスプレイの光学的な状態を観察することがよりむ ずかしくしているということを示している。

実験例４ この実験例は静電気の検出のために、私の発明の装置の使用を示している。

第６図に示すように、電気的に直列に接続されたＬＣＤ素子４２を形成するため に重ね合わされる上底の導電体４０と下底の導電体４１を有する装置が、準備さ れる。（便宜上、第６図において、支持材料と液晶材料の図示を省略し、上底と 下底の導電体４０．４１のそれぞれが存在することなく、ＬＣＤ素子４２がラベ ルづけされる。）それは、実験例１に従って準備された支持材料のようなマイラ ーを有する薄板形状の構造を有していた。液晶材料は、祭照することによって上 述のようにここに含まれた米国特許４，４３５，０４７号の方法によって、ポリ （ビニル・アルコール）とともにカプセルで内包された。それぞれの素子は、約 １０ミクロンと約２０ミクロンの間の厚さを宵する液晶材料とともに、断面領域 においておよそ５Ｘ５ｍｍであった。

２・１／４インチのポリ（ビニル・クロライド）バイブの一片が、布を用いてそ の表面をこすることによって、静電気で充電される。

バイブに沿った種々の点における電圧がシムコ社製モデル５ｓ−２Ｘ静電気検出 器によって測定された。次いで、その装置かバイブから２・１／２インチの放射 距離に設けられた。上記検出器が７ｋＶ又はそれ以上の電圧の存在を示すところ はどこにおいても、上記装置の１個又はそれ以上の個数のＬＣＤ素子において転 移が観察された。

ｂリ−３ ｆ７Ｇ−４ Ｉ６　５ ＩＧ　６ 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の液晶素子のアレーを備えた液晶ディスプレイであって、上記アレーが 、 （ａ）任意の他の上記液晶素子の静電容量よりも小さい非励起状態における静電 容量を有し、上記液晶素子が非励起状態におけるその静電容量よりも大きい励起 状態におけるその静電容量を有するように正の誘電異方性を有する液晶材料を備 えた第１の液晶素子と、 （ｂ）上記第１の液晶素子と電気的に直列に接続される第２の液晶素子を備え、 上記第２の液晶素子がその励起状態の上記第１の液晶素子の静電容量よりも小さ い非励起状態における静電容量を 有する液晶ディスプレイ。
2. ２．上記液晶ディスプレイが少なくとも５個の液晶素子を備え、上記素子が電気 的に直列に接続される請求の範囲第１項記載の液晶ディスプレイ。
3. ３．液晶素子が正の誘電異方性を有する液晶材料を備えた請求の範囲第２項記載 のディスプレイ。
4. ４．上記液晶材料がスメクチック又はネマティックである請求の範囲第３項記載 のディスプレイ。
5. ５．上記液晶材料がカプセルで内包された液晶材料である請求の範囲第４項記載 のディスプレイ。
6. ６．上記液晶素子が実質的に同一の大きさである請求の範囲第２項記載のディス プレイ。
7. ７．請求の範囲第１項記載の複数の液晶アレーを備えた液晶装置であって、上記 アレーのうち少なくとも１個が、上記アレーのうちの少なくとも他の１個に並列 に接続される液晶装置。
8. ８．直列に接続された複数の液晶素子のアレーを備えたディスプレイを製造する 方法であって、上記方法が、（ａ）第１と第２の支持部材を供給することと、（ ｂ）第１の予め決められたパターンで電極を有する上記第１の支持部材を供給す ることと、 （ｃ）第２の予め決められたパターンで電極を有する上記第２の支持部材を供給 することとを備え、上記支持部材が重ね合わされて配列されるとき上記第１の支 持部材の電極の一部が上記第２の支持部材の電極に重ねあわされ重ね合わせの領 域を供給するように、上記第１と第２のパターンが位置し、（ｄ）上記第１と第 ２の支持部材間に正の誘電異方性を有する液晶材料の層を位置させることと、 （ｅ）それらの各電極が上記液晶層に対面し上記電極間に液晶材料を有する電極 の重ね合わせの領域が上記重ね合わせられている電極によって直列に接続される 複数の液晶素子を形成するように上記支持部材を重ね合わせて配列させることと を備え、上記アレーが、任意の他の液晶素子の静電容量よりも小さい非励起状態 における静電容量を有する第１の液晶素子と、その励起状態において上記第１の 液晶素子の静電容量よりも小さい非励起状態における静電容量を有する第２の液 晶素子とを有し、（ｆ）その結果として得られる構造を薄板状にすることとを備 えたディスプレイを製造する方法。
9. ９．ある与えられた領域において電界の存在を検出する方法であって、上記方法 が、請求の範囲第１項記載の液晶ディスプレイを上記領域において位置決めする ことと、上記液晶ディスプレイの光学的状態を観察することとを備える方法。
10. １０．請求の範囲第１項記載のディスプレイに、電圧源の少なくとも１本のリー ド線をオーム接触で接続することを備える電圧を検出する方法。