JPH04326324A - 液晶表示材料及びそれを用いた液晶表示素子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示材料及び液晶
表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来より数多く用いられてきた
ＴＮ（ツイスティドネマティック）型の液晶表示素子の
基本的な概略断面図を示す。この図２で示す従来の液晶
表示素子は、１０μｍ前後の厚さの液晶層１４が、配向
膜１８ａ，１８ｂと透明電極１２ａ，１２ｂとをそれぞ
れ備える２枚のガラス基板１１ａ，１１ｂでサンドイッ
チされ、さらに、前記液晶層１４の外周部が封着材１３
で気密封着されたパネル状のセル構造であった。前記液
晶層１４は、液晶とセルギャップを均一にするためのス
ペーサとからなっている。そして、このセルの両面にシ
ート状の偏光子１７ａ，１７ｂを貼付し、さらに反射タ
イプでは一方の偏光子１７ｂの片面にシート状の反射板
１５を設けていた。透過タイプでは反射板１５は設けら
れていなかったこのＴＮ型の液晶表示素子において、セ
ルの透明電極１２ａ，１２ｂ間に電圧を印加していない
ときは、配向膜１８ａ，１８ｂにより液晶層１４内の液
晶は、その分子長軸が２枚のガラス基板１１ａ〜１１ｂ
間で９０度連続的にねじれた状態に配向されている。そ
して、入射光は偏光子１７ａ又は１７ｂで直線偏光とな
りセルに入射する。セルに垂直に入射した直線偏光の偏
光方向は、セル通過中に液晶分子のねじれに沿って９０
度旋光する。したがって、このセルは直交偏光子間（偏
光子１７ａと１７ｂが直交するように配置されている場
合）では光を透過し、平行偏光子間（偏光子１７ａと１
７ｂが平行に配置されている場合）では光を遮断する。

【０００３】次に、このセルに透明電極１２ａ，１２ｂ
より電圧を印加すると、一定のしきい値電圧から液晶の
分子長軸は電場方向に傾き始める。そして、しきい値電
圧の２倍程度の印加電圧で電極の近傍以外のすべての液
晶の分子長軸は電場方向と平行に再配列し、９０度の旋
光性は消失する。この状態では、電圧無印加の場合とは
全く逆に、直交偏光子間では光を遮断し、平行偏光子間
では光を透過する。このような動作原理に基づき表示を
行っていた。

【０００４】また、或る種のスチレン−ブタジエン共重
合体が形状記憶性能を有することが知られていた（例え
ば，高分子３８巻，１９８９，８４３頁）。例えば、ポ
リブタジエンは、シス、トランス及びビニルの結合様式
をとりうるが、トランス結合が多くなると結晶性となり
、トランス含有率をコントロールすることにより、６０
℃の融点のポリマーが得られた。このポリプタジエンと
ポリスチレン（融点１００℃）とをブロック化、及びグ
ラフト化して複合化することにより、熱可塑性でしかも
優れた形状記憶性能を有するスチレン−ブタジエン共重
合体が得られていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＴＮ型の液晶表示素子においては、偏光子を使用す
るため画面が暗くなるという問題点があった。その理由
は、一般に偏光子の光透過率は３０〜５０％であり、２
枚の偏光子を使う場合は偏光子が入射光の３／４以上を
吸収してしまうからである。

【０００６】そのために大画面の表示装置では、パネル
裏面にバックライトを付けて明るさを確保する必要があ
ったが、バックライトを付けると、消費電力が多くなり
、かつバックライトの熱によりセルの温度が上がり表示
品質が劣化するという問題点があった。また、薄型の表
示装置が実現できないという問題点があった。本発明は
、上記従来の問題点を解決して、偏光子が不要な散乱モ
ードを動作原理とする、スチレン−ブタジエン共重合体
を用いた新規な液晶表示材料を提供し、かつその液晶表
示材料を表示層として用いた、バックライトなしでも明
るく鮮明な画面が表示できる液晶表示素子を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明は、スチレンーブタジエン共重合体と液晶
との複合体を液晶表示材料とするものである。また、前
記問題点を解決するために、本発明は、スチレンーブタ
ジエン共重合体と液晶との複合体からなる表示層と、そ
れぞれ透明電極を有し、前記表示層を挟む２枚の透明絶
縁基板とを備えることを特徴とする液晶表示素子を構成
するものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、以上のように液晶表示材料を
構成したので、液晶表示材料に電圧を印加しない状態で
は、スチレン−ブタジエン共重合体の三次元網目中に分
散させた液晶は、スチレンーブタジエン共重合体の三次
元網目界面に沿ってランダムに配列するため、入射光は
散乱されて白濁状態になる。さらに、以上のように構成
された本発明の液晶表示材料に電圧を印加すると、液晶
の分子長軸は電界方向に配列するため光が透過し透明に
見える。したがって、白濁・透明の表示ができる。

【０００９】さらにまた、本発明によれば、以上のよう
に液晶表示素子を構成したので、２枚の透明絶縁基板に
設けられた透明電極に印加する電圧により表示層の白濁
・透明状態を制御することができる。

【００１０】

【実施例１】まず本発明における液晶表示材料の製法に
ついて説明する。スチレンーブタジエン共重合体は市販
のもの例えば、アスマー（商品名：旭化成工業株式会社
製）を使用した。スチレンーブタジエン共重合体１重量
部に対してネマティック液晶を１〜１０重量部を６０〜
７０℃において混合することにより、本発明の液晶表示
材料である、スチレンーブタジエン共重合体の網目構造
とその中に分散したネマティック液晶との複合体を得た
。なお、この量より液晶が少ないと、液晶により散乱が
減り、充分な白濁状態が得られない。また、この量より
液晶が多いとスチレンーブタジエン共重合体の密度が少
なくなり、液晶の配向のランダム度が減るため、充分な
白濁状態が得られない。

【００１１】次に、本発明の液晶表示材料の動作原理を
図１（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。図１において
、４ａは液晶、４ｂはスチレンーブタジエン共重合体を
示し、相分離した網目構造を有するスチレンーブタジエ
ン共重合体４ｂとその中に分散した液晶４ａとの複合体
の液晶表示材料からなる表示層を示している。この表示
層ではスチレンーブタジエン共重合体４ｂと液晶４ａが
相分離されている。図１（ａ）に示すように電圧無印加
の状態では、液晶４ａはスチレンーブタジエン共重合体
４ｂとの相互作用によりスチレンーブタジエン共重合体
４ｂの界面にそってランダムに配列する。そのために、
スチレンーブタジエン共重合体４ｂと液晶界面における
屈折率の不一致と、液晶相内の光学的な不均一のため、
入射光は散乱されて白濁状態になる。

【００１２】一方、図１（ｂ）に示すように、表示相に
電圧を印可すると、液晶４ａの分子長軸は電界方向に配
列するため液晶相内では光学的に均一になり、光が透過
して透明に見える。したがって、白濁・透明の表示がで
きる。次に、本発明の実施例による液晶表示素子ついて
図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１３】図３は、本発明の実施例を示す概略断面図
であり、スチレンーブタジエン共重合体と液晶との複合
体からなる表示層４を、透明電極２ａ、２ｂをそれぞれ
備える２枚の透明絶縁基板１ａ、１ｂで挟み、表示層４
の外周部を封着材３で気密封着したパネル状の液晶表示
素子を示す。透明絶縁基板１ａ、１ｂにはガラスやプラ
スチックフィルムが使用でき、表面にはＩｎ２　Ｏ３　
−ＳｎＯ２　（ＩＴＯ）やＳｎＯ２　などの金属の透明
電極２ａ、２ｂが形成される。透明電極２ａ、２ｂは駆
動方式や表示内容、用途によって種々にパターン化し（
セグメント電極、固定パターン電極、マトリクス電極な
どで構成される）、表示層４に所定の電圧を印可する。 表示層４は、印可電圧に対応して白濁〜透明状態となる
。

【００１４】封着材３は、一定の間隔を保って重ね合わ
せた透明絶縁基板１ａと１ｂを接着すること及び液晶を
気密封着しておくために用い、エポキシ樹脂、アクリル
樹脂、シリコーン樹脂などが使用できる。反射板５は反
射タイプの表示の場合に用いられ、透過タイプの表示で
は不要である。

【００１５】

【実施例２】図４は、本発明の他の実施例を示す液晶表
示素子の概略断面図であり、透明電極２ｂはマトリクス
電極で構成され、マトリクス交点部の各画素ごとにスイ
ッチ素子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）６と必要に
応じてキャパシタ素子が付加・集積されている。各素子
ごとに設けられたＴＦＴ６は、各画素電極である透明電
極２ｂを独立分離することでクロストークを防ぎ、キャ
パシタ素子は信号電荷を１フレーム時間の間、蓄積する
役割を担っている。

【００１６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明から排除するものではない。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、スチレンーブタジエン共重合体と液晶と複合体か
らなる層を表示層としたので、次の効果を奏する。 （１）バックライトがなくても明るく、鮮明な画面の表
示素子を実現することができる。 （２）バックライトが不要なため、消費電力が少なく、
薄型や大型の液晶表示装置を構成することができる。 （３）偏光子と配向膜が不要なため、構造がシンプルで
、製造が容易であり、かつ製造コストの低い液晶表示装
置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による液晶表示材料の動作原理
を示す。

【図２】本発明の実施例による液晶表示素子の概略断面
図。

【図３】本発明の他の実施例による液晶表示素子の概略
断面図。

【図４】従来の液晶表示素子の概略断面図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ　　　　透明絶縁基板 ２ａ，２ｂ　　　　透明電極 ３　　　　　　　　　　　　封着材 ４　　　　　　　　　　　　表示層 ４ａ　　　　　　　　　　液晶 ４ｂ　　　　　　　　　　スチレン−ブタジエン共重合
体５　　　　　　　　　　　　反射板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スチレンーブタジエン共重合体と液晶
   との複合体からなる液晶表示材料。
2. 【請求項２】　　スチレンーブタジエン共重合体１重量
   部に対して液晶１〜１０重量部を混合した請求項１記載
   の液晶表示材料。
3. 【請求項３】　　（ａ）スチレンーブタジエン共重合体
   と液晶との複合体からなる表示層と、（ｂ）それぞれ透
   明電極を有し、前記表示層を挟む２枚の透明絶縁基板と
   を備えることを特徴とする液晶表示素子。
4. 【請求項４】　　前記透明絶縁基板の１枚は、薄膜トラ
   ンジスタを有することを特徴とする請求項３記載の液晶
   表示素子。状の液晶表示素子。