JPS5919325B2 - ゲスト・ホスト液晶表示素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶表示素子に関する。

さらに詳しくは電界印加によつてコレステリツク相から
ネマチツク相に相転移を起す液晶中に多色性染料を添加
したものを表示セル中に封入し、電界印加によつて色相
をコントロールすることにより表示を行うポジ型のゲス
ト・ホスト液晶表示素子に関する。本発明の目的は低消
費電力で、鮮明な表示素子を得ることにある。液晶表示
には数種の表示原理があり、そのうち実用に供されてい
るものには液晶中のイオンの移動による液晶の白濁現象
を利用したＤＳＭ方式とねじれ配向した液晶分子に電界
をかけて分子を整列させ偏向フィルターを通してその状
態変化を明暗で表示するＦＥＭ方式である。

このうちＤＳＭ方式は、構造は単純であるが表示が判断
しづらく駆動電圧、消費電力がやや大きく、さらに寿命
がそれほど長くないという欠点があつた。またＦＥＭ方
式は駆動電圧が低く、消費電力も極めて小さくそのうえ
寿命が長いため優れた表示方式であるが、視角が狭く表
示がそれほど鮮明でないという欠点があつた。また明確
なしきい値電圧を持つているが立ち上りがそれ程急でな
いため応答速度がそれ程早くないという問題もあつた。
このように従来の液晶表示方式、特にＦＥＭ方式では一
定の優れた点を持つてはいるが、視角、鮮明さ、応答性
などに欠点があり、これらの点を改善した新しい表示方
式が求められていた。

本発明における液晶表示素子はこのような要請に答える
ものである。本発明における液晶表示素子は原理的には
いわゆるゲスト・ホスト効果と呼ぱれるものに属する。
ゲスト・ホスト効果は染料を選択することにより任意の
カラー表示が可能であり視角も広くとれる。また構造的
に偏光板が不要でＤＳＭ方式と同じ構造となつて製造も
簡単である。従来行なわれていたゲスト・ホスト効果は
ホストとしてネマチツク液晶を用いていた。

また従来、ゲスト・ホスト液晶表示素子でボジ表示を得
る方法としては、誘電異方性が負の液晶を垂直配向させ
る方法があるが、誘電異方性が大きい負液晶はなく、駆
動電圧が高くなる欠点があつた。それに対して本発明に
おける表示ではホストとして電界印加によりコレステリ
ツク相からネマチツク相に相転移を起す液晶を使用する
ことが従来のゲスト・ホスト効果と異なつている。この
ようなネマチツクーコレステリツク相転移を示す液晶を
作るには幾つかの方法があり、例を示すと、１ネマチツ
ク液晶中に光学活性を示すネマチツク液晶を混合する。

２ネマチツク液晶中にコレステリツク液晶を混合する。

などがある。

いずれの場合も出来た液晶の誘電異方性は正でなければ
ならない。このホスト液晶中にゲストとして染料を添加
するわけであるが、染料としては表１に示したようなも
のがある。この染料を加えた液晶をセルに封入した状態
を第１図および第２図に示した。第１図ａはホモジニア
ス配列させるべく処理したセル中に封入した場合を示し
、第２図ａはホメオトロピツク配列させるべく処理した
セル中に封入した場合を示す。いずれの場合も液晶はら
せん構造をとつており、個々の液晶分子の長軸方向は様
々な方向を向いており、この時液晶中に混入された液晶
分子と同様に様々な方向に向いた染料は、特有の波長の
光を吸収し発色状態となる。次にこの液晶層に電解を印
加してゆくと、ある電圧以上になると第１図ｂおよび第
２図ｂで示したようにいずれの場合もホメオトロピツク
配列のネマチツク液晶状態になる。この時染料も同じく
その長軸を基板に垂直に向けるので色は見えなくなり透
明になる。従つて電気光学的表示が可能となる。このよ
うに本発明における液晶表示素子は電圧引加部が透明と
なるため従来の表示素子のような透明電極の形成では数
字又は文字の表示パターンが発色した背景の中に無色（
あるいは反射板の色）で浮出ることになる。ところがこ
のような方式にした場合、反射して来る全光量が少ない
ため、実際に目で見た時表示全体が薄暗い感じを持つよ
うになりあまり好ましくない。そこで本発明では、第３
図あるいは第４図に示すように表示パターン部以外の場
所を透明電極で覆い電圧を印加することによつて背景を
無色（あるいは反射板の色）とし、その中に表示パター
ンが発色して浮出るようにして表示を明るくすることに
より鮮明度を増したものである。第３図は、表示パター
ン部の透明導電膜１と基板２に対して反対側の同部のリ
ードとしての導電膜３とを導電性物質４で電気的接続し
た部分の断面を示すものである。

また、第４図は表示パターン部６以外の部分を透明ある
いは不透明絶縁膜７を介して透明導電膜８で覆つたもの
の表示パターン部を通る・・・・・・断面を示すもので
、表示パターンの導電膜６と透明導電膜８が多層配線と
なつていることが特徴である。このように電極構成した
液晶表示セルを駆動したところ従来のＤＳＭあるいはＦ
ＥＭ方式の液晶表示セルにくらべ、明るくかつ鮮明な表
示が得られた。

第３図および第４図共に、その対向する電極は表示パタ
ーンを有する必要がなく基板表面に一様に導電膜を形成
させたものを用いることができる。また、第３図ならび
に第４図の構成を持つ電極と対向電極のいずれが表示セ
ルの表側に来ても得られる効果は同じであり、偏光板が
不要であることを利用し、基板のどちらか一方を反射率
の高い不透明な材質を使つて反射板としたり、液晶をホ
モジニアス配列あるいはホメオトロピツク配列させるよ
う処理した不透明対向電極を反射板として用いるなどセ
ル構造を簡単に１ることが可能である。以上のように、
本発明によれば明るく鮮明な表示を得ることができ、し
かも低パワーで構造をも簡単にすることができ、その価
値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，ｂ，ホモジニアス配列を持つた液晶セル。 第２図Ａ，ｂ，ホメオトロピツク配列を持つた液晶セル
。第３図、第４図、本発明における表示パターン部断面
を示す。１・・・・・・表示パターン部、２・・・・・
・基板、３・・・・・・リード部、４・・・・・・導電
材、５，８・・・・・・表示パターン部以外に電圧印加
すべく設けられた電極、６・・・・・・表示パターン部
、７・・・・・・絶縁膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正の誘電異方性を持つたコレステリツク液晶物質中
   に、多色性染料を添加したものを、一定の間隔を保つて
   保持された一対の基板間に充填し、基板表面には目的と
   する表示パターンに対応した透明導電膜が形成され、該
   透明導電膜間に電圧を印加する事により、液晶分子が電
   極面に対し垂直配向したネマチツク相を示し、それに伴
   つて多色性染料も方向を変え、その結果、電界印加部分
   の色相が変化することにより表示を行なうゲスト・ホス
   ト液晶表示素子において、表示パターン部以外の部分に
   も電圧印加すべく透明導電膜を設けたことを特徴とする
   ゲスト・ホスト液晶表示素子。 ２ 表示パターン部以外の部分に透明導電膜を設け、背
   影部に電界印加すると共に、表示パターン部へ電圧印加
   するリード部を基板を貫通して裏側へ出し、基板裏側で
   配線することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ゲスト・ホスト液晶表示素子。 ３ 表示パターン部以外の部分に絶縁膜及び透明導電膜
   を被覆し、表示パターンのリード部は、多層配線となつ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のゲ
   スト・ホスト液晶表示素子。