JPH0743481B2 - 蓄積型液晶表示素子 - Google Patents
蓄積型液晶表示素子Info
- Publication number
- JPH0743481B2 JPH0743481B2 JP59238571A JP23857184A JPH0743481B2 JP H0743481 B2 JPH0743481 B2 JP H0743481B2 JP 59238571 A JP59238571 A JP 59238571A JP 23857184 A JP23857184 A JP 23857184A JP H0743481 B2 JPH0743481 B2 JP H0743481B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- type liquid
- color
- crystal display
- display
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示技術に関する。本発明は、さらに詳し
く述べると、正の誘電率異方性を示すコレステリック−
ネマティック相転移形の液晶物質を用いたカラー表示の
蓄積型液晶表示素子に関する。
く述べると、正の誘電率異方性を示すコレステリック−
ネマティック相転移形の液晶物質を用いたカラー表示の
蓄積型液晶表示素子に関する。
最近、大容量表示が可能なことが注目されて、いろいろ
なタイプの蓄積型液晶表示素子が提案されている。従来
の蓄積型液晶表示素子は、周知の通り、コレステリック
液晶とネマティック液晶を適当な割合で混合して基板で
サンドイッチしたものであり、２つの光学的状態、すな
わち、ホメオトロピック状態（光が透過するので透明;H
状態と記す）及びフォーカルコニック状態（光が散乱す
るので白濁;F状態と記す）の間で情報の表示が可能であ
る。この液晶表示素子の典型には、素子（液晶パネル）
の背面に黒色板を付設し、文字部をＨ状態（黒色）及び
背景部をＦ状態（白色）となるように構成したモノクロ
マチック（白黒）表示用の反射型ディスプレイ装置があ
る。このような構成では、しかしながら、一般にＦ状態
の光散乱強度が弱いので、白色であるべき背景部が灰色
がかり、コントラストの低下を甘受しなければならな
い。
なタイプの蓄積型液晶表示素子が提案されている。従来
の蓄積型液晶表示素子は、周知の通り、コレステリック
液晶とネマティック液晶を適当な割合で混合して基板で
サンドイッチしたものであり、２つの光学的状態、すな
わち、ホメオトロピック状態（光が透過するので透明;H
状態と記す）及びフォーカルコニック状態（光が散乱す
るので白濁;F状態と記す）の間で情報の表示が可能であ
る。この液晶表示素子の典型には、素子（液晶パネル）
の背面に黒色板を付設し、文字部をＨ状態（黒色）及び
背景部をＦ状態（白色）となるように構成したモノクロ
マチック（白黒）表示用の反射型ディスプレイ装置があ
る。このような構成では、しかしながら、一般にＦ状態
の光散乱強度が弱いので、白色であるべき背景部が灰色
がかり、コントラストの低下を甘受しなければならな
い。
本発明者らは、上記したようなコントラストの低下を回
避するため、液晶物質をサンドイッチする基板に偏光板
や反射板を組み合わせる改良を開発し、そして先に開示
した（特開昭60-73523号、特開昭60-117216号公報な
ど）。この改良された構成では、確かに高いコントラス
トが得られ、見やすい表示とすることができるというも
のの、残念なことには、偏光板の使用に原因して、素子
に入射する光の量が制御されるので画面全体が暗くな
り、また、視野角が狭くなる。さらに、このタイプの表
示素子を大量に生産しようとした場合、偏光板や反射板
を付設する作業が加わることに原因して不良品が多く出
来やすく、歩留りが悪い。
避するため、液晶物質をサンドイッチする基板に偏光板
や反射板を組み合わせる改良を開発し、そして先に開示
した（特開昭60-73523号、特開昭60-117216号公報な
ど）。この改良された構成では、確かに高いコントラス
トが得られ、見やすい表示とすることができるというも
のの、残念なことには、偏光板の使用に原因して、素子
に入射する光の量が制御されるので画面全体が暗くな
り、また、視野角が狭くなる。さらに、このタイプの表
示素子を大量に生産しようとした場合、偏光板や反射板
を付設する作業が加わることに原因して不良品が多く出
来やすく、歩留りが悪い。
しかし、いずれにしろ上記の構成の液晶表示素子は白黒
表示であり、カラー表示ができない。
表示であり、カラー表示ができない。
本発明が解決しようとする問題点は、上記した従来の技
術の説明から理解されるように安価な大容量表示が可能
な蓄積型液晶表示を実施するに当って、従来のように偏
光板や反射板を用いずに、高コントラスト、明るい表
示、そして広い視野角を得ることができるカラー表示の
蓄積型液晶表示素子を提供することである。
術の説明から理解されるように安価な大容量表示が可能
な蓄積型液晶表示を実施するに当って、従来のように偏
光板や反射板を用いずに、高コントラスト、明るい表
示、そして広い視野角を得ることができるカラー表示の
蓄積型液晶表示素子を提供することである。
本発明者らは、上述の問題点を解決すべく研究していく
過程で、蓄積型液晶表示素子以前に開発されかつ大容量
表示が不可能であるにもかかわらず現在も電卓、時計等
に広く用いられているTN（twisted nematic）型液晶表
示素子で使用されているいわゆる“二色性着色剤（二色
性染料とも呼ばれる）”の存在とその特性に着目し、蓄
積型液晶物質に二色性黒色系着色剤を添加し、かつカラ
ーフィルターと組み合わせることによって、前記問題点
を解決し得るということを見い出した。
過程で、蓄積型液晶表示素子以前に開発されかつ大容量
表示が不可能であるにもかかわらず現在も電卓、時計等
に広く用いられているTN（twisted nematic）型液晶表
示素子で使用されているいわゆる“二色性着色剤（二色
性染料とも呼ばれる）”の存在とその特性に着目し、蓄
積型液晶物質に二色性黒色系着色剤を添加し、かつカラ
ーフィルターと組み合わせることによって、前記問題点
を解決し得るということを見い出した。
すなわち、本発明によれば、正の誘電率異方性を示すコ
レステリック−ネマチック相転移形の液晶物質を用いた
蓄積型液晶表示素子であって、少なくとも三色のカラー
フィルターを有し、かつ前記液晶物質に二色性黒色系着
色剤を添加して、前記液晶物質のネマチック相により各
カラーフィルターの色を表示すると共に前記液晶物質の
コレステリック相の光散乱と二色性黒色系着色剤の光吸
収を併用してカラーフィルターの色を遮断することによ
りフルカラー表示することを特徴とする蓄積型液晶表示
素子が提供される。
レステリック−ネマチック相転移形の液晶物質を用いた
蓄積型液晶表示素子であって、少なくとも三色のカラー
フィルターを有し、かつ前記液晶物質に二色性黒色系着
色剤を添加して、前記液晶物質のネマチック相により各
カラーフィルターの色を表示すると共に前記液晶物質の
コレステリック相の光散乱と二色性黒色系着色剤の光吸
収を併用してカラーフィルターの色を遮断することによ
りフルカラー表示することを特徴とする蓄積型液晶表示
素子が提供される。
本発明において有用な二色性黒色系着色剤は、好ましく
は、二色性の黒色染料、例えばアゾ系染料、アントラキ
ノン系染料などである。有用なアゾ系染料の一例とし
て、例えば、日本化薬（株）製の黒色染料LCD-404をあ
げることができる。
は、二色性の黒色染料、例えばアゾ系染料、アントラキ
ノン系染料などである。有用なアゾ系染料の一例とし
て、例えば、日本化薬（株）製の黒色染料LCD-404をあ
げることができる。
二色性黒色系着色剤の量は、特に限定されずかつ液晶物
質や着色剤の特性、所望とする結果などに応じて変更し
得るというものの、全量を基準にして約３〜６重量％の
範囲にあるのが有利である。
質や着色剤の特性、所望とする結果などに応じて変更し
得るというものの、全量を基準にして約３〜６重量％の
範囲にあるのが有利である。
本発明において使用する二色性黒色系着色剤は、着色剤
分子の長軸方向と短軸方向とで光の吸収強度を異にする
という特徴がある。本発明は、したがって、この二色性
着色剤の光透過率の差を利用し、蓄積型液晶表示素子の
コントラストを高め、画面を明るくし、そして視野角を
広げ得るようにしようとしたものである。この作用を二
色性黒色染料を液晶物質に添加した反射型ディスプレイ
装置の例である第1a図及び第1b図を参照しながら説明す
ると、次の通りである： 液晶物質を２枚のガラス基板１及び２でサンドイッチし
て液晶パネルとなし、強い電圧を印加する。すると、液
晶物質は、第1a図に示されるホメオトロピック状態（Ｈ
状態）となる。Ｈ状態では、液晶分子３及び染料分子４
のすべてが電界方向、すなわち、基板１及び２に垂直と
なり、光源（図示せず）から入射した光が吸収されない
まゝ透過する。そこで、透過側の基板２の背面に白色の
背景紙（図示せず）を配置しておけば、Ｈ状態は白色と
なる。
分子の長軸方向と短軸方向とで光の吸収強度を異にする
という特徴がある。本発明は、したがって、この二色性
着色剤の光透過率の差を利用し、蓄積型液晶表示素子の
コントラストを高め、画面を明るくし、そして視野角を
広げ得るようにしようとしたものである。この作用を二
色性黒色染料を液晶物質に添加した反射型ディスプレイ
装置の例である第1a図及び第1b図を参照しながら説明す
ると、次の通りである： 液晶物質を２枚のガラス基板１及び２でサンドイッチし
て液晶パネルとなし、強い電圧を印加する。すると、液
晶物質は、第1a図に示されるホメオトロピック状態（Ｈ
状態）となる。Ｈ状態では、液晶分子３及び染料分子４
のすべてが電界方向、すなわち、基板１及び２に垂直と
なり、光源（図示せず）から入射した光が吸収されない
まゝ透過する。そこで、透過側の基板２の背面に白色の
背景紙（図示せず）を配置しておけば、Ｈ状態は白色と
なる。
次いで、印加していた電圧をゼロもしくはゼロに近い値
とすると、第1b図に示されるように、液晶分子３がラセ
ン構造をとるようになり、また、この液晶分子のステッ
プ間に染料分子４が様々な向きで分散する。これが、フ
ォーカルコニック状態（Ｆ状態）である。Ｆ状態では、
Ｈ状態とは異なって、入射光を吸収する染料分子が生じ
ることの結果、白色の背景紙（図示せず）が見えなくな
り、黒色となる。この方式では、光の吸収及び散乱を用
いるため、本質的に視野角が広く、また、背景を白い紙
と同じ無指向性の白色とすることで、従来の液晶表示で
は得られない非常に明るい表示が得られる。
とすると、第1b図に示されるように、液晶分子３がラセ
ン構造をとるようになり、また、この液晶分子のステッ
プ間に染料分子４が様々な向きで分散する。これが、フ
ォーカルコニック状態（Ｆ状態）である。Ｆ状態では、
Ｈ状態とは異なって、入射光を吸収する染料分子が生じ
ることの結果、白色の背景紙（図示せず）が見えなくな
り、黒色となる。この方式では、光の吸収及び散乱を用
いるため、本質的に視野角が広く、また、背景を白い紙
と同じ無指向性の白色とすることで、従来の液晶表示で
は得られない非常に明るい表示が得られる。
85重量％のネマティック液晶（スイス・ロッシュ社製の
Nr.2872）、12重量％のコレステリック液晶（英国BDH社
製のCB-15）及び３重量％のアゾ系黒色染料（日本化薬
製のLCD-404）を混合し、得られた液晶組成物を２枚の
膜厚12μｍのマイラー（米国デュポン社の商品名）フィ
ルムのスペーサーでサンドイッチし、さらにエポキシ系
接着剤で封止して液晶パネルを製作した。サイズ:5cm×
6cm×3mm（厚）。
Nr.2872）、12重量％のコレステリック液晶（英国BDH社
製のCB-15）及び３重量％のアゾ系黒色染料（日本化薬
製のLCD-404）を混合し、得られた液晶組成物を２枚の
膜厚12μｍのマイラー（米国デュポン社の商品名）フィ
ルムのスペーサーでサンドイッチし、さらにエポキシ系
接着剤で封止して液晶パネルを製作した。サイズ:5cm×
6cm×3mm（厚）。
得られた液晶パネルを駆動したところ、±35.0Vから37.
5Vの範囲で駆動可能であった。背景紙として白色のケン
ト紙を使用して行なった表示試験の結果から、Ｈ状態で
は背景のケトン紙の白色が、また、Ｆ状態では黒色染料
による光の吸収のために黒色が、それぞれ美しく表示し
得ることが確かめられた。なお、本例での表示のコント
ラストは、反射で1:7、そして視野角は150度以上であっ
た。
5Vの範囲で駆動可能であった。背景紙として白色のケン
ト紙を使用して行なった表示試験の結果から、Ｈ状態で
は背景のケトン紙の白色が、また、Ｆ状態では黒色染料
による光の吸収のために黒色が、それぞれ美しく表示し
得ることが確かめられた。なお、本例での表示のコント
ラストは、反射で1:7、そして視野角は150度以上であっ
た。
以上のように、二色性黒色系着色剤を添加することによ
って、表示のコントラストを大幅に上げることができる
ので、この性質を利用して、本発明によれば、カラーフ
ィルターと組み合わせることにより、蓄積型液晶表示素
子において大型、広視野角、鮮明な色のカラー表示が可
能になる。
って、表示のコントラストを大幅に上げることができる
ので、この性質を利用して、本発明によれば、カラーフ
ィルターと組み合わせることにより、蓄積型液晶表示素
子において大型、広視野角、鮮明な色のカラー表示が可
能になる。
その原理を実施例を用いて説明すると次の通りである。
第２図に略示される本発明による透過型ディスプレイ装
置を使用して、赤、緑及び青のカラーフィルターアレイ
の併用下、黒色色素により透過光のON/OFFを行なってフ
ルカラー表示を実施した。光源は、冷陰極管であった。
置を使用して、赤、緑及び青のカラーフィルターアレイ
の併用下、黒色色素により透過光のON/OFFを行なってフ
ルカラー表示を実施した。光源は、冷陰極管であった。
前記の場合と同様に、高コントラストで広視野角の、但
し、フルカラーの、美しい表示が得られた。第２図か
ら、本例におけるカラー表示の原理が理解されるであろ
う。すなわち、赤色の表示を行う際には、第２図の所望
の電極のうちＧ（緑）、Ｂ（青）のフィルターがある電
極部分の電圧を低くし、この部分の液晶をＦ状態とし、
背面からの照明光（冷陰極管）を遮光する。Ｒ（赤）の
フィルターがある電極部分は、電圧を高くし、この部分
の液晶はＨ状態としておくことで、背面からの光は赤い
フィルターを透過しこの部分が赤となる。
し、フルカラーの、美しい表示が得られた。第２図か
ら、本例におけるカラー表示の原理が理解されるであろ
う。すなわち、赤色の表示を行う際には、第２図の所望
の電極のうちＧ（緑）、Ｂ（青）のフィルターがある電
極部分の電圧を低くし、この部分の液晶をＦ状態とし、
背面からの照明光（冷陰極管）を遮光する。Ｒ（赤）の
フィルターがある電極部分は、電圧を高くし、この部分
の液晶はＨ状態としておくことで、背面からの光は赤い
フィルターを透過しこの部分が赤となる。
また、赤、青、緑以外の色を出す際には次のようにす
る。例えば、紫色を得たい場合は、上の赤の例のように
し、赤と青のフィルターがある電極に高い電圧を印加
し、赤と青の透過光を同時に出す。この時、緑は上と同
様にして庶光しておく。R,G,Bのフィルターのパターン
が十分細かければ（〜300×300μｍ以下程度）、このよ
うにして紫を出すことができる。
る。例えば、紫色を得たい場合は、上の赤の例のように
し、赤と青のフィルターがある電極に高い電圧を印加
し、赤と青の透過光を同時に出す。この時、緑は上と同
様にして庶光しておく。R,G,Bのフィルターのパターン
が十分細かければ（〜300×300μｍ以下程度）、このよ
うにして紫を出すことができる。
以下同様にして、光の三源色の組合わせにより任意の色
を出すことができる。カラーフィルターの具体的な構成
は必要に応じて変更できることは明らかである。
を出すことができる。カラーフィルターの具体的な構成
は必要に応じて変更できることは明らかである。
本発明によれば、蓄積型液晶表示素子に特有な長所であ
るところのすぐれた経済性、大容量表示可能性に加え
て、素子製造時の歩留りの向上、高いコントラスト、広
い視野角、明るい画面表示などを達成したカラー表示を
実現することができる。
るところのすぐれた経済性、大容量表示可能性に加え
て、素子製造時の歩留りの向上、高いコントラスト、広
い視野角、明るい画面表示などを達成したカラー表示を
実現することができる。
第1a図及び第1b図は、それぞれ、本発明による蓄積型液
晶表示素子のＨ状態及びＦ状態を説明した略示図、そし
て 第２図は、本発明によるフルカラー表示用透過型ディス
プレイ装置の一例を示した略示図である。 図中、１及び２はガラス基板、３は液晶分子、４は染料
分子、５及び６はITO（酸化インジウム）膜、７はカラ
ーフィルターアレイ、Ｒは赤色、Ｇは緑色、Ｂは青色、
そしてBlは黒色である。
晶表示素子のＨ状態及びＦ状態を説明した略示図、そし
て 第２図は、本発明によるフルカラー表示用透過型ディス
プレイ装置の一例を示した略示図である。 図中、１及び２はガラス基板、３は液晶分子、４は染料
分子、５及び６はITO（酸化インジウム）膜、７はカラ
ーフィルターアレイ、Ｒは赤色、Ｇは緑色、Ｂは青色、
そしてBlは黒色である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 綿貫 恒夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 斎藤 和正 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 池上 佳住 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−59159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−117523（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−25689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−25690（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】正の誘電率異方性を示すコレステリック−
ネマチック相転移形の液晶物質を用いた蓄積型液晶表示
素子であって、少なくとも三色のカラーフィルターを有
し、かつ前記液晶物質に二色性黒色系着色剤を添加し
て、前記液晶物質のネマチック相により各カラーフィル
ターの色を表示すると共に前記液晶物質のコレステリッ
ク相の光散乱と二色性黒色系着色剤の光吸収を併用して
カラーフィルターの色を遮断することによりフルカラー
表示することを特徴とする蓄積型液晶表示素子。 - 【請求項２】前記二色性黒色系着色剤が二色性黒色染料
である、特許請求の範囲第１項に記載の蓄積型液晶表示
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59238571A JPH0743481B2 (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 蓄積型液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59238571A JPH0743481B2 (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 蓄積型液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117527A JPS61117527A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0743481B2 true JPH0743481B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=17032199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59238571A Expired - Lifetime JPH0743481B2 (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 蓄積型液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743481B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5459159A (en) * | 1977-10-20 | 1979-05-12 | Shiyunsuke Kobayashi | Liquid crystal display unit |
-
1984
- 1984-11-14 JP JP59238571A patent/JPH0743481B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61117527A (ja) | 1986-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |