JPS6079090A - 液晶 - 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】 本発明は液晶の電気熱光学効果を利用した、表示装置あ
るいは記録装置に用いられる液晶に関する。

透明な液晶組織を呈するコレステリック液晶あるいはス
メクチック液晶を加熱・急冷すると一般に光を散乱する
不透明な液晶組織に遷移し、捷だ冷却時に電圧を印加し
ておくと初期の透明な液晶組織になる現象は液晶の電気
熱光学効果としてよく知られている。また、この現ｆｉ
１．　’ｓ：　；１ｌｊ１用して液晶セルに部分的に温
度変化ケ与えてその部分を不透明にすることによって情
報に、　％’Ａ−込む方式が幾つか提案されている。こ
のような液晶は光学的記録媒体等２種々の用途に用いる
ことができるが、以下では話を簡単にするために表示素
子として用いる場合について説明する。一つの方式にお
いては、画像、書込みは液晶セルにレーザメ光を照射し
てｊｌ（１射部分に温反上昇を生せしめることによって
何なわれる。

部分のみが光散乱状態となり、透明背景に光散乱状態の
画素で画像を書込むことができる。−この画像全投射用
の光学系で拡大投射して見る訳で４りる。

この方式はレーザ光が細く絞れることから、！ニア＋密
度の表示が可能であり１寸た投射用の光学ボケ選択する
ことによシ明るく太画面の表示が可１１ヒである７傳 点て注目されている。とこで画イｆ３７　ｋ　店’込む
散晶１層金挾持した液晶セルは液晶ライトノくルプと吋
ばれる。

このように高解像度で情報の書込みができ、大画面で明
るい投写型表示全可能にする熱書込型液晶ライトパルプ
も従来は表示コントラストが必ずしも充分でないという
欠点を有し、これまでにその改善法が幾つか提案されて
きた。その代表的な方法は液晶ライトパルプに用いる液
晶物質にある種のドーバントヲ添加するというものであ
り、例えばジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス
の第４５巻第１０号の４３３０頁以降に掲載されたテー
ラ−らによる論文に有効なドーパントの例が挙げられて
いる。しかしながら彼らがこの論文においても述べてい
るようにドーパントが液晶ライトパルプの表示コントラ
ス）Ｋ影ｗを与える機構は明らかではなく、同じドーパ
ントでも液晶がスメクティック液晶の場合とコレステリ
ック液晶の場合とで有効性が異なる等、有効なドーパン
トの選択は個別に実験を行なってコントラストラ測定す
るという方法でしか行なえなかった。その結果。

必ずしも有効なドーパントは未だ見出されておらず、テ
ーラ−らが前述の論文において報告しているドーパント
の添加によって得られるコントラストも最大で１８＝１
と実用的には必ずしも充分ではない。

本発明は、表示装置に用いたときに商１９’？鍬度。

大画面で明るく、かつ、コントラストの商い表示が可能
な液晶を提供することを目的としている。

本発明者は数多くのドーパントについて実験を行なった
結果、ドーパントに係わるあるイノ１の性能指数βと表
示コントラストどの対応関係を見出して本発明妬至りた
ものである。以下にこの性口り指数βおよびβと表示コ
ントラストＣＲとの対応関係について説明する。第１図
は液晶物質の４回転移温度をドーパントの添加量を変え
そ測定した結果の代表的な例である。第１図においてｘ
ｔｉｌ−−バントのモル比率を表わし、■は等方性液体
相、Ｎはネマティック液晶相、Ｉ＋Ｎは両相が混在する
領域を表わす。なお、第１図においてはスノクティック
液晶相および固相の存在領域は簡単の為に省略した。ま
た、後述するコレステリック液晶との混合液晶において
は上述のネマティック液晶相をコレステリック液晶相に
置き換えて考えればよい。

性能指数βはドーパントの添加による液晶物質の相転移
温度低下率に対応し、第１図においてβ−［１−（ｒ／
Ｔｃ）　）／Ｘでめられる。ここでＴｃはＸ＝Ｏのとき
の液晶物質の等方性液体相への相転移温度である。第１
図においてはβの値はＮ＋Ｉと■との相転移温度とＮと
Ｎ＋Ｉとの相転移温度の両者に対して存在し、それら全
それぞれβ１．βゞと表わす。数多くのドーパントに対
してβ１およびβゞ（両者が一致する場合もある。）を
測定した結果、いずれもドーパント分子の幾伺学的形状
が液晶分子と極端に異なるもの程大きい値を示すことが
見出きれた。また、これらのドーパン）ｋ添加したスメ
クティック液晶を用いた通常の構造のレーザ熱書込型液
晶２イト、パルプを作成して、アルゴンレーザ光を照射
してスメクテ１ツク液晶の電気熱光学効果に基づく画像
情報書込み実験全行なったところ、βの値が大きいドー
パンＩｆ添加したものほど表示コントラス）ＣＲの大き
い情報書込みが行なえることが見出された。第２図は実
験結果の一例で、ビフェニル系混合液晶にβの異なるド
ーパン）’ｔ　０．１モルパーセント亦加した」勝合に
得られる表示コントラストヲドーバント全添加しない場
合に得られる表示コントラストで規格化した規格化コン
トラストのβ１イイくイノ：性を示している。この傾向
はβ１．βゞのいずれに対しても捷だ、ビノエニル系以
外の混合液晶に対しても同様であった。

このように、本発明者は液晶ライトパルプの表がコント
ラストに対応するドーパントの性能指数を見出し、この
経験則によって従来の液晶ライト・・ルプの欠点であっ
た表示コントラストの問題を克服するドーバントヲ見出
して本発明を冗成させたものである。

すなわち、本発明の液晶は、液晶の電気熱光学効果を利
用して悄・冷の書込みを行なう方式の液晶ライトバルブ
に用いるものであり、１０モルパーセント以下のトリフ
ェニレンあるいはその＋Ａ　＞８体を含有するスメクテ
ィック相金呈する液晶である点に特徴がある。

以下に実施例を参照して本発明の詳細な説明する。第３
図は本発明の一実施例の液晶ライトノ（ルブの構造を示
す断面図である。第３図において１および２はガラス基
板、３および４はそれぞれガラス基板１および２の内面
に設けた消去電圧印加用の酸化インジウム透明電極、５
は液晶物質全部分的に選択加熱して情報を書込む為の書
込用レーザ光を吸収して熱に変換する光吸収層であシ本
実施例ではカドミウムテルル（Ｃｄ　Ｔｅ　）膜である
。６はこの液晶ライトバルブに書込んだ画像情報を拡大
投写して表示する為の投写光を反射するミラ一層であり
本実施例ではアルミ（Ａｚ）膜である。７はドーパント
を添加したスメクテイツク液晶物質の層である。また、
８，９は説明の為に付記した光ビームであり、８は書込
み用のレーザ光、９は投写用の白色光を表わす。

実施例１ スメクティック液晶としてノルマルオクチルシアノビフ
ェニルを用い、これに構造式 で表わサレるトリフェニレン４３モルパーセントを添加
した物質を液晶物質層７に用いて第３図の構造の液晶ラ
イトバルブを作成した。この液晶ライトバルブＫｆＦ込
用レーザ光８としてアルゴンレーザ光を光景２００ｍＷ
、走査速度８ｍ／秒で照射・走査したところ照射全受け
た部分の液晶物質が光散乱状態とｋす、非照射部分の透
明状態に対して光散乱状態で画像情報を書込むことがで
きた。

このようにして画像情報全書込んだ液晶ライトバルブに
出力１調のキセノンランプの光を投写光９として照射し
、液晶ライトバルブのミラ一層６による反射光をスクリ
ーン上に投写結像したところ、１００本／期の高解像度
の画像全幅２．６ｍ晶さ２６ｍの大画面に１００ｆｔＬ
の明るさで投映することができた。また、この投映面に
おいて表示コントラストラ測定したところ１８：１であ
った。なお、トリフェニレンのβ値全別途測定したとこ
ろ、β−βゞ＝０．１６８であった。

実施例２ トリフェニレンの添加量ｉ８．１モルパーセントとした
以外は実施例１と同じ構造の液晶ライト／クルジ全作成
して、実施例１と同じ条件で画像情報の書込み・投映を
行ない表示コントラスｌ測定したところ１９：１であま
た。

実施例３ スメクティック液晶としてノルマルオクチルシアノビフ
ェニルとノルマルデシルオキシシアノビフェニル全重量
比で６０：４０で混合した混合液晶（以下混合液晶Ｎ５
Ｐ４と記す。）を用いた以外は実施例１と同じ構造の液
晶ライトバルブを作成して、実施例１と同じ条件で画像
情報の書込み・投映を行ない表示コントラストを測定し
たところ２０：１であった。

実施例４ スメクティック液晶としてＮ５Ｐ４’ｉ用い、これに構
造式 で表わされるドデカハイドロトリフェニレン５４モルパ
ーセントを添加した物質を成品物質層７に用いた以外は
実施例１と同じ構造の液晶ライトバルブを作成して、実
施例１と同じ条件で画像情報の書込み・投映を行ない表
示コントラスｌ−全６］１ｊ定したところ２２：１であ
った。なお、別途ドデカノ・イドロトリフェニレンのβ
値全測定したところ、βＩ＝０．４８１．βゞ−０，７
１９であった。

実施例５ トリフェニレンの添ｊＪＤｆｉｔ　ｋ　１０．５モルパ
ーセントとした以外は実施例１と同じ構造の液晶シイト
ノくルブを作成して、実施例１と同じ条件で両像ｌｉ！
ｌψにの書込み・投映を行ない表示コントラストを佃）
定したところ１２：１であった。

実施例６ スメクテイツク液晶としてＮ５Ｐ４に用い、これに構造
式 で表わされるパラターフェニル２．７モルパーセントを
添加し、た物質を液晶物質層７に用いた以外は実施例１
と同じ構造の液晶ライトバルブを作成して、実施例１と
同じ条件で画像情報の書込み・投映を行ない表示コント
ラストを測定したところ１０：１であった。なお、別途
パラターフェニルのβ値を測定したところ、β１−βＮ
＝０．０３５であった。

実施例７ 液晶物質層７としてドーパントを添加しないノルマルオ
クチルシアノビフェニルを用いた（β−〇に相当）以外
は実施例１と同じ構造の液晶ライトバルブ全作成して、
実施例１と同じ条件で画像情報の書込み・投映を行ない
表示コントラストラ測定したところ８：１であった。

実施例８ 液晶物質層７としてドーパン）ｋ添加しないＮ５Ｐｄを
用いた（β−０に相当）以外は実施例１と同じ構造の液
晶ライトバルブを作成して、実施例１と同じ条件で画像
情報の書込み・投映全行ない表示コントラストを測定し
たところ１ｏ：１であった。

以上の実施例から、ドーパント１添加しないスメクティ
ック液晶を用いた実施例７，８に比べて、ドーパントト
して１０モルパーセント以下のトリフェニレン（実施例
１．２．３）あるいはトリフェニレン誘導体のドデカハ
イドロトリフェニレン（実施例４）を含有するスメクテ
ィック液晶を用いた液晶ライトバルブにおいて格別に旨
い表示コントラストが得られていることがわかる。両ド
ーハントノβ値ハトリフェニレンがβ１−βゞ−ｏ１６
８でドデカハイドロトリフェニレンがβ”＝０．４８１
゜βＮ＝０．７１９であるが、これに対してβ１−βゞ
−０，０３５とほとんど零に近い小さいβ値を有するパ
ラターフェニルをドーパントとして用いた実施例６の場
合には表示コントラストはドーパン）を添加しない場合
とほとんど変わらない。また、トリフェニレンの添加量
が１０モルバーセン）ｋ越えた実施例５の場合にも表示
コントラストの点でドーパントの効果は１１とんど得ら
れていない。このように性能指数βが大きいドーパント
として選択したトリフェニレンあるいはトリフェニレン
誘導体を含有するスメクティック液晶を用いた液晶ライ
トバルブは特にコントラストの高い表示を実現すること
が明らかになった。なお、第３図に模式的に図示した液
晶ライトバルブの構造は一実施例であり、例えば光吸収
層５は書込みレーザ光としてＹＡＧレーザの如き長波長
光を用いる場合には酸化インジウム透明電極４で代用し
て省くこともできるし、液晶ライトバルブを反射型とし
てではなく透過型として用いる場合等はミラ一層６を省
くこともできる。また第２図において消去電圧印加用電
極の４はアルミ膜６で代用して省くことも可能である。

このように本発明の液晶ライトバルブにおいて不可欠な
構造は液晶物質層に用いる液晶が１０モルパーセント以
下のトリフェニレンあるいはその誘導体を含有するスメ
クティック液晶である点であり、第３図の構造における
その他の部分は例ら本発明全制限するものではない。寸
だ、スメクティック液晶はスメクティック相を有する液
晶であればよく、ネマティック液晶やコレステリック液
晶との混合液晶であっても差支えないことはいうまでも
ない。

以上説明したように、本発明によれば高角・ｔ（Ｑ度、
大画面で明るくかつ特にコントラストの商い表示が可能
な液晶ライトバルブが１（１られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明を説明する／ｂの液晶物質
の相図および規格化コントラストの１・−バント性能指
数依存性を示すし１で４）る。第３しｌは本発明の一実
施例の液晶ライトバルブの１−７（造を示す断面Ｍであ
り、１．２はガラス基板、：３，４は透明電極、５は光
吸収層、６はミラ一層、７はｌｆＶ晶物質物質層１４書
込み用レーザ光、９は投写光である。 第　１　凹 トーノゾント濃度　χ ド−ノ＼°゛ント　ノド生　月しイ昌　数１３工第　３ ワ ／２−／８ ］ ２ ４ ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液晶の電気熱光学効果を利用して情報の書込みを行なう
   方式の液晶ライトバルブに用いる液晶であって、１０モ
   ルパーセント以下のトリフェニレンあるいはその誘導体
   を含有するスメクチック相を呈する液晶であることを特
   徴とする液晶。