JPH0564358B2 - - Google Patents

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JPH0564358B2
JPH0564358B2 JP59143175A JP14317584A JPH0564358B2 JP H0564358 B2 JPH0564358 B2 JP H0564358B2 JP 59143175 A JP59143175 A JP 59143175A JP 14317584 A JP14317584 A JP 14317584A JP H0564358 B2 JPH0564358 B2 JP H0564358B2
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wall
crystal material
walls
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Hirusamu Shiriru
Edowaado Nikorasu Kaaru Kairu
Jeraado Makudooneru Deimian
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UK Secretary of State for Defence
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は熱変色性液晶デイスプレイに係る。こ
のようなデイスプレイは、コレステリツク液晶材
料の選択反射を使用する。観察される色はコレス
テリツク材料のピツチに依存し、一般に温度と共
に変化する。 熱変色性デイスプレイは多くの用途がある。例
えばデジタル式温度計のような温度測定、脈管系
障害診断のような医療用途、溶接きず検査のよう
な非破壊試験、サーマルイメージングのようなふ
く射センサ等に使用される。これらの全用途にお
いて、デイスプレイ素子は優れた化学的及び光化
学的安定性と物理的堅牢性とによる信頼性、反復
可能なカラーカリブレーシヨンによる精度、及び
観察色の純度と輝度とによる品質を備える必要が
ある。これらの要件のいくつかは化学的であり、
例えば英国特許第1556994号、1596012号、
1596013号、1596014号、1592161号に開示されて
いるような好適な液晶化合物を使用することによ
り解決されている。他の要件は物理的であり、従
つて場合によつては液晶材料に関する。 最もよく知られている素子は支持基板に液晶材
料を配置したものである。インクが調合され、基
板に印刷される。このインクは小滴状の液晶材料
を含んでいる。２種類の既知のインク形成方法は
マイクロカプセル化及びポリマ分散を使用してい
る。 マイクロカプセル化技術は米国特許第3585381
号に開示されている。この技術は、ゼラチン−ア
ラビアゴム系、ポリビニルアルコールベース系、
ゼエンベース系又はレソルシノール−フオルムア
ルデヒドのようなアムノブラスト縮合物から選択
された１個又はこれらの組合わせから形成された
ポリマシートに液晶滴（直径５〜50μm）を封入
するものである。水／ポリマ溶液にこれらのカプ
セルを懸濁させると「インク」が得られる。 ポリマ分散技術は、バインダポリマフイルムに
分散された液晶滴が初めにポリマシエルでプレコ
ートされないという点はあるが、前記技術と同様
である。滴は連続ポリママトリクス層内のキヤビ
テイに配置される。米国特許第1161039号及び
3872050号は異なる２種類のポリマ分散生成方法
を開示している。 マイクロカプセル化とポリマ分散とのいずれに
も問題がある。最適反射のために最適の配向のコ
レステリツクらせんに配置されるのは液晶材料の
一部に過ぎないので、観察色の純度と輝度は部分
的に低い。 カプセル化せずに色変化の可能な液晶材料が提
案されている。例えば米国特許第4251137号はネ
マチツク液晶材料層がセル壁間に包含されている
液晶セルを開示している。これらの壁の内側表面
は微細矩形波形パターン、即ち光格子状に形成さ
れる。層厚にわたつて電界が印加されると、液晶
の屈折率はゼロ電圧状態の屈折率から変化する。
液晶材料のオン又はオフの電圧状態に応じて２色
の異なる色が観察される。壁表面形状は観察され
る色を決定する。この素子は熱変色性ではなく、
従つて温度と共に色が変化することはない。 本発明によると、少なくとも一方が液晶分子に
配向する微細格子表面形状を有する２個の表面間
に短ピツチのコレステリツク液晶材料層から包含
させることにより色純度と低反射率との問題が解
決される。 本発明によるとコレステリツク液晶材料の層を
含む二つの壁を有する熱変色性液晶デイスプレイ
であつて、前記液晶材料が、0.2μmと0.7μmとの
間にあるコレステリツクピツチを有しており、該
ピツチの値が液晶材料の温度に伴つて変化しこれ
により前記温度に依存する異なつた色を選択的に
反射し、前記壁の少なくとも一つが0.05μmと
12μmとの間にある溝幅を有する格子及び隆起部
分の連続として形成された表面を有しておりこれ
により前記壁に接触する前記液晶材料の分子が、
前記溝によつて一様に配向されることを特徴とす
る熱変色性液晶デイスプレイが提供される。 壁は可撓性又は非可撓性であり得、厚形又は薄
形であり得、またこれらの組合わせであり得る。 コレステリツク材料の短ピツチは光を選択的に
反射するのに好適なピツトとして規定され、例え
ば好ましくは0.2μm乃至0.7μm又はそれ以上のピ
ツチである。 好ましくは、液晶材料層の厚さは10μm以上、
例えば10〜5μmである。 ２個の壁はピツチ及び／又は形状が等しいか又
は異なる表面格子を有する。あるいは一方の壁が
格子を有しており、他方の壁はホメオトロピツク
配向となるように処理されないか又は処理されて
いる。表面格子はプラスチツク材料の薄形シート
をエンボスすることにより形成され得る。この格
子は矩形、正方形、鋸歯形、三角形、台形、正弦
波形、又は近接して離間された配向溝部列を形成
するに十分な前記形状に近似する形状であり得
る。 デイスプレイは後壁が吸収層に被覆されている
か又は吸収層として形成されている場合、反射に
よつて作動し得る。あるいはデイスプレイは、複
数のデイスプレイを光学的に直列に配列すること
により狭帯域伝達フイルタとして作動するように
配列され得る。 ２個のデイスプレイの間に２分の１波長板を配
置して後部デイスプレイに吸収後部表面を備える
ことにより強化型反射デイスプレイが形成され得
る。 局部加熱の除後の分子再配向を阻止し得る非常
に強い表面配向を形成することにより、デイスプ
レイにメモリ効果が組込まれ得る。この時、初期
状態への復帰は例えば撓曲による局部形により達
せられ得る。 デイスプレイは、縁部を結合され且つプラスチ
ツクエンボスシート上に形成されたスペーサピラ
ーにより離間された大型のシート状に形成され得
る。あるいはデイスプレイは大型又は小径の種々
の形状であり得、大型のデイスプレイから打抜い
てもよく、打抜き加工は縁部を熱シールし得るよ
うに行なわれる。 使用される特定の液晶材料は所与の温度で所望
の色が得られるように選択される。これは所与の
温度で所望のピツチと屈折率とが得られるように
材科を混合することにより達せられ得る。反射光
の波長（λ）は屈折率の平均（n0＋ne）／２とコ
レステリツクピツチｐに比例する。ピツチｐは温
度と共に変化する。 本発明は添付図面に関する具体例として以下に
記載される。 第１図及び第２図に示すように、熱変色性デイ
スプレイセル１は短ピツチコレステリツク液晶材
料５を封入すべく縁部４で結合された薄形可撓性
前壁２と薄形可撓性後壁２とを備えている。後壁
３の後部には例えばGold Blackから成る黒色吸
収層６が形成されるか又は壁自体が例えば黒色
Melinexから成る黒色不透明材から形成される。
両壁２，３は、エンボス可能なアモルフアス表面
層を有するポリエステル共押しフイルムである厚
さ30μmの透明プラスチツクシート例えば
Melinex３０１（I.C.I.材料）であり得る。アモ
ルフアス層の厚さは所望の形状の寸法に存する。
例えば層の厚さは3μm以上であり得る。 セルの後壁３は第２図に明示するように格子７
をエンボスされている。格子７は正方形又は長方
形断面を有し、一般に溝部幅0.05乃至12μm及び
深さ0.05乃至0.1μmである。図例では後壁３のみ
がエンボスされている。前壁２は平坦であり処理
されていないが、後部格子に非平行に配向された
格子をエンボスしてもよい。あるいは前壁２は例
えばホメオトロピツク配向を形成すべくレシチン
浸漬により処理され得る。 コレステリツク液晶材料５は格子７により壁
２，３に垂直なデイレクタのらせん軸に配向させ
られる。従つて実質的に全液晶分子は単一波長の
最大の反射のために理想的な配向に配列される。 液晶材料５はピツチｐを有しており、例えば波
長3800乃至7800Åの可視光を選択的に反射する。
好適な材料の例は、B.D.H.カタログ番号TM
74A、TM 74B、TM 75A及びTM 75Bである。
これらの材料は所望の色及び温度範囲を得るべく
混合される。一例は、21乃至25.5℃の温度範囲で
赤−青の色作用をもたらす混合物である。これ
は、混合物Ａ＝TM 74A 30重量％＋TM 75A
70重量％、混合物Ｂ＝TM 74B 30重量％＋TM
75B 70重量％とする時、混合物A40重量％＋混
合物B60重量％により形成される。混合物Ａ，
Ｂ，TM 74A又はTM 75Bを少量加えることに
より範囲及び色の微調整が可能である。 液晶材料は例えば厚さ10μmの薄層を一方の壁
の形状表面にスプレツドすることにより壁間に導
入される。他方の壁は、液晶及び、例えば必要に
応じて形状打抜き又は加工及び例えば100℃の加
熱によりシールされた縁部に被覆される。 好適な混合材料は以下に示すカイラルネマチツ
ク液晶である。
【表】 ｜
CH３
【表】
【表】 格子７はエンボシングによりMeline（I.C.I.）上
に形成される。ニツケルメツキ表面に銅プレート
又はローラがコートされる。次にこのメツキは正
方形又は長方形状となるように標準的写真平版技
術を使用して選択的に除去される。好ましくは溝
部は幅0.05乃至12μm、深さ0.05乃至12μmである。
ニツケル層は、Fluorad Surfectant FC 721のよ
うな1μm未満の離型剤薄層をコートされる。プレ
ート又はローラは約105〜115℃に加熱され、
Melinex 301シートのアモルフアス表面層上に圧
着される。一般的な圧力は３〜５気圧である。こ
うしてMelinex301上に微細格子が形成される。 動作中、セルの前壁には白色光が入射する。着
色光、例えば円偏光の一方の向きの赤色は観察者
８の側に反射する。円偏光の反対の向きの同じ赤
色着色光は、井戸の２個の壁２，３を透過して吸
収層６に吸収される。他の波長の光はセル１を通
り吸収層６に吸収される。 反射光の実際の色はコレステリツクピツチｐと
屈折率ｎとにより決定され、波長＝npである。
コレステリツクの温度が変化するとピツチｐは変
化し、別の色が観察される。反射される周波数の
量及び範囲、即ち色純度はデイスプレイ全体でコ
レステリツク軸を正確に配向することにより強化
される。 第３図はより大型のデイスプレイで使用される
セル１の壁の表面形状を示す。壁３は、第２図と
同様の格子７とピラー９とを形成すべくエンボス
されている。ピラーは完全なセル１の厚さを均一
にせしめる。一般にピラーは25μm×25μmの正方
形断面を有しており、高さ25μmであり、250〜
300μmの間隔で離間されている。エンボスされた
Melinexの２部分は、１個のシートのピラーを隣
接シートに融着すべく接触され及び迅速に加熱さ
れ得る。 セル壁２，３は同様に例えばガラカのようなよ
り厚い材料シートから形成され得るが、その場
合、温度変化が遅くセルはあまり可撓性でない。 デイスプレイの別の構成例を第４図及び第５図
に示す。薄形の前壁１１は内側表面に微細格子を
エンボスされている。例えば格子はピツチ5μm未
満の正方形又は正弦波形状であり、例えば溝部の
幅は、2.5μm未満、深さ0.1μm未満である。 後壁１３は粗形状１４をエンボスされている。
例えば溝部１５は幅100μm、深さ10乃至50μm、
溝部間のギヤツプ又はウエブ１６は25μmである。
前壁及び後壁の溝部は相互に平行又は非平行、例
えば垂直に配列され得る。吸収層６は後壁の後部
を覆つている。 第５図に示すように粗格子はシートの全長に伸
延する溝部１５ａを備え得る。あるいは溝部は壁
１３の表面に細長形１５ｂ又は正方形１５ｃの凹
部を形成すべくクロスウエブ１７を備え得る。凹
部は曲線状の角部をもち得、楕円形更には円形の
平面形状を有し得る。 デイスプレイセルを形成するために、液晶材料
は例えばシルクスクリーン印刷、ローラ、インク
ジエツト印刷、又は深さ約10μmへの噴霧により、
粗格子を有する大型シート１３上にスプレツドさ
れる。大型シート状の前壁１１は後壁１３の上に
配置され、両壁は前壁に対してウエブをシールす
べく例えば100℃の加熱量により相互に圧着され
る。粗格子がクロスウエブ１７を有する場合、複
数の閉鎖型セルが得られる。次に完成したデイス
プレイはナイフ又ははさみで各形状に裁断され
る。 液晶材料の異なる組成物は後壁の異なる領域で
印刷し得る。これらの異なる組成物は非液晶材料
の領域により分離され得るか又は空乏にし得る。 粗格子の溝部１５の底部の微細格子の上に重ね
ることができる。あるいは溝部はホメオトロピツ
ク又はホモジニアス表面配向処理をしても良い。 格子７の形状を変化させることによりメモリ効
果を形成し得る。例えば液晶分子の配向を減らす
ように溝部の深さ及び／又はスペーシングを減少
させる。従つて、局部加熱により生じる分子配列
の変化は冷却により維される。デイスプレイを初
期状態に復帰させるには局部変形が必要である。 本発明のデイスプレイの一用途は、熱画像が集
束されるサーマルイメージングシステムスクリー
ンである。多数の超小型デイスプレイデイスクが
横方向熱伝導率の低い薄形サポートに堆積され
る。このように分離されたデイスクを使用するた
め網状組織が形成され、熱画像の横幅が減少す
る。スクリーン中の温度変化は熱画像を表わす
別々の色として観察される。 上述した様に0.2μm〜0.7μmの短ピツチのコレ
ステリツク材料を、表面が溝幅0.05μm〜12μmの
格子状に形成された壁で封入してなる本発明の熱
変色性液晶デイスプレイは、色の純度及び輝度が
従来より優れており、しかも特別のインク製造技
術を用いないので低コストで製造することが可能
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は熱変色性液晶デイスプレイの断面図、
第２図は形状内側表面を示す第１図の一方の壁の
部分の拡大図、第３図はより大型のデイスプレイ
で有効な別の壁の断面図、第４図は２個の壁のみ
を示す別のデイスプレイの断面図、及び第５図は
第４図のデイスプレイの一方の壁の斜視図であ
る。 １…デイスプレイセル、２，１１…前壁、３，
１３…後壁、５…液晶材料、６…吸収層、７…格
子、８…観察者、９…ピラー、１５…溝部、１６
…ウエブ、１７…クロスウエブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ コレステリツク液晶材料の層を含む二つの壁
    を有する熱変色性液晶デイスプレイであつて、前
    記液晶材料が、0.2μmと0.7μmとの間にあるコレ
    ステリツクピツチを有しており、該ピツチの値が
    液晶材料の温度に伴つて変化しこれにより前記温
    度に依存する異なつた色を選択的に反射し、前記
    壁の少なくとも一つが0.05μmと12μmとの間にあ
    る溝幅を有する格子及び隆起部分の連続として形
    成された表面を有しておりこれにより前記壁に接
    触する前記液晶材料の分子が、前記溝によつて一
    様に配向されることを特徴とする熱変色性液晶デ
    イスプレイ。 ２ 一方の壁の表面形状は他方の壁の表面形状と
    異なつている特許請求の範囲第１項に記載のデイ
    スプレイ。 ３ 一方の壁は微細格子状に表面処理されてお
    り、他方の壁は粗格子状に処理されている特許請
    求の範囲第１項に記載のデイスプレイ。 ４ 粗格子は、液晶材料が閉鎖セル内に包含され
    るようにクロスウエブを備えている特許請求の範
    囲第１項に記載のデイスプレイ。 ５ デイスプレイの後部に光吸収材が配置されて
    いる特許請求の範囲第１項に記載のデイスプレ
    イ。 ６ 壁は薄形且つ可撓性である特許請求の範囲第
    １項に記載のデイスプレイ。 ７ 一方の壁は接触する液晶材料に対してホメオ
    トロピツク配向を形成するように処理されている
    特許請求の範囲第１項に記載のデイスプレイ。 ８ 相互間に２分の１波長板を備える２個のデイ
    スプレイ素子から形成されており、デイスプレイ
    の後部に光吸収材が配置されている特許請求の範
    囲第１項に記載のデイスプレイ。 ９ デイスプレイの各領域はコレステリツク液晶
    材料の異つた組成物を含有している特許請求の範
    囲第１項に記載のデイスプレイ。
JP59143175A 1983-07-12 1984-07-10 熱変色性液晶ディスプレイ Granted JPS6052890A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8318863 1983-07-12
GB838318863A GB8318863D0 (en) 1983-07-12 1983-07-12 Thermochromic liquid crystal displays

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6052890A JPS6052890A (ja) 1985-03-26
JPH0564358B2 true JPH0564358B2 (ja) 1993-09-14

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ID=10545617

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59143175A Granted JPS6052890A (ja) 1983-07-12 1984-07-10 熱変色性液晶ディスプレイ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4834500A (ja)
EP (1) EP0132077B1 (ja)
JP (1) JPS6052890A (ja)
DE (1) DE3466085D1 (ja)
GB (2) GB8318863D0 (ja)

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