JPS6231327B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶表示内に数字，文字，記号等の
固定カラー表示を有するゲスト・ホスト型液晶表
示装置に関するものである。

液晶のプレオクロイツク性を利用したカラー表
示方式が知られている。このタイプの表示装置と
しては、液晶の二色性を利用した多色性液晶型表
示装置と染料の二色性を利用したゲスト・ホスト
型表示装置に大別され、それぞれの場合について
誘電的に正のネマチツク液晶と誘電的に負のネマ
チツク液晶が主に利用されている。正の誘電異方
性をもつネマチツク液晶は、その分子が基板に沿
つて水平方向に配向するいわゆるホモジニアス分
子配列構造をとり、また負の誘電異方性をもつネ
マチツク液晶は、その分子が基板に対して垂直方
向に配向するホメオトロピツク分子配列構造、あ
るいは傾斜角を有するチルト分子配列構造をとる
ことが知られている。

ゲスト・ホスト型液晶表示装置は、ゲストであ
る二色性染料を一定配列のホスト液晶に溶解し、
液晶の配列を電界で制御することで、染料の配列
も同時に制御し、この時の色濃度の変化を１枚の
偏光膜を通してカラー表示される。特に、誘電異
方性が負のネマチツク液晶をゲスト・ホスト型表
示装置に用いることによつて、ポジカラー表示が
可能なことから、近年時計や電卓の分野で広く利
用されている。

これまで、前述した様なゲスト・ホスト型液晶
表示装置の表示内に数字，文字，記号などの固定
表示を形成しておく必要がしばしば起きている。
数字，文字，記号などの固定表示を形成する方法
としては、例えば特開昭49―113651号公報に記載
されている様に、スペーサー兼用接着剤を液晶表
示内に数字または文字状にスクリーン印刷するこ
とによつて形成させる方法が知られている。しか
し、この方法では、スペーサー兼用接着剤を精度
良く数字または文字状に印刷することは困難であ
り、さらには数字または文字状に印刷されたスペ
ーサー兼用接着剤が２枚の電極板に加圧されて挾
持される際に、その接着剤の層が平面方向に広が
りを生じ、その結果小さい数字または文字までも
明瞭に判別することが難かしくなる欠点があり、
また固定表示をカラー化することができない。

また、その他の方法として、予め文字または図
形などを印刷した透明フイルムを表示装置の基板
の外側に配置することによつて固定表示を作成す
る方法が知られている。しかし、この方法ではフ
イルムを使用しているので、その分だけ表示面が
暗くなるうえ、固定表示面と動作表示面が透明電
極板の厚さの分だけ隔たるので、固定表示が浮い
て見えるようになる欠点がある。

本発明者は、前述の諸々の欠点に鑑み鋭意検討
を重ねたところ、液晶の動作表示と同一の精度を
もつ数字，文字，記号などの固定カラー表示を有
するゲスト・ホスト型液晶表示装置を見い出し
た。

従つて、本発明の目的は、液晶表示内に動作表
示と同一の精度をもつ固定カラー表示を有するゲ
スト・ホスト型液晶表示装置を提供することにあ
る。

また、本発明の別の目的は、液晶表示内に明瞭
なカラー化した数字，文字，記号などの固定表示
を有するゲスト・ホスト型液晶表示装置を提供す
ることにある。

さらに、本発明の別の目的は、浮き見えを解消
した固定カラー表示を有するゲスト・ホスト型液
晶表示装置を提供することにある。

本発明のかかる目的は、液晶表示内の固定表示
を形成する部分に、再び電圧印加前の垂直配向若
しくはチルト配向になることはない程度以上の電
圧を印加することによつて、その部分の液晶分子
を水平配向させることによつて達成される。

全く予想外のことであるが、本発明者は、２枚
の電極板に対して垂直配向若しくはチルト配向さ
れている負の誘電異方性をもつ液晶が、表示装置
の駆動電圧より高い直流若しくは交流電圧の印加
を一定時間受けると、再び垂直配向若しくはチル
ト配向されない水平配向の配向状態になることを
見い出すことができた。本発明は、この予想外な
液晶の配向状態に基づいてなしたものである。

本発明に基づいて液晶表示内に固定カラー表示
を形成させる方法としては、少なくとも１方の電
極板として数字，文字，記号などの導電パターン
を形成したものを用意し、これと二色性染料を溶
解した液晶など所定の部材を用いてセル組するこ
とによつてポジのゲスト・ホスト型液晶表示装置
を形成させた後に、上記導電パターンと１方の電
極間にその表示装置の駆動電圧より高い直流また
は交流電圧を一定時間以上印加する方法が挙げら
れる。第１図に、本発明の固定カラー表示を有す
るゲスト・ホスト型液晶表示装置の断面図を示
す。

第１図において、１１および１６は基板、１５
は共通電極となる導電性被膜、１３および１４は
配向剤若しくは配向膜、１７は二色性染料を溶解
した負の誘電異方性をもつ液晶の層を、それぞれ
示す。１２ａは固定表示を形成するための数字，
文字，記号などのパターン形成した導電性被膜で
ある。電圧印加前は垂直配向若しくはチルト配向
されていた液晶の分子に、上記導電性被膜１２ａ
と１５の間の印加電圧を除去しても再び垂直配向
若しくはチルト配向されることはない程度以上の
印加電圧を上記導電性被膜間で印加すると、これ
によつて形成される水平配向された二色性染料の
分子１９ａと液晶の分子１８ａによつて、固定化
したカラー液晶パターンが形成される。従つて、
１８ａと１９ａは、それぞれ印加電圧を除去して
も再び垂直配向若しくはチルト配向されることは
ない状態に水平配向された（以下、「永久的な水
平配向にされた」という）液晶の分子と二色性染
料の分子を示している。１２ｂは液晶の動作表示
を形成するための導電性被膜で、この導電性被膜
１２ｂと１５に駆動電圧を印加すると、垂直配向
若しくはチルト配向されている液晶の分子１８ｂ
と二色性染料１９ｂが水平配向に変換されて動作
カラー表示パターンが形成される。この駆動電圧
が除去されると水平配向されている液晶と二色性
染料の分子は、再び垂直配向若しくはチルト配向
に戻されて動作カラー表示パターンも消滅する。
駆動電圧は、使用した液晶の種類などによつて特
定できないが、一般的には飽和電圧またはそれ以
下で、大体1V〜15V程度である。特に、表示コン
トラストを大きくなすために、飽和電圧で駆動す
ることが好ましい。

第２図は、液晶表示内に本発明による固定カラ
ー表示を有するゲスト・ホスト型液晶表示装置の
平面図である。２１ａ，２１ｂ…２１ｈは、それ
ぞれ第１図の永久的な水平配向にされた液晶の分
子１８ａと二色性染料１９ａが形成されている固
定表示部であり、２２ａ，２２ｂ，…２２ｅは、
それぞれ第１図の垂直配向若しくはチルト配向さ
れた液晶の分子１８ｂと二色性染料１９ｂが駆動
電圧の印加によつて水平配向されて形成した動作
表示部である。動作表示は、電極端子２３を通し
て外部回路（図示せず）によつて駆動される。
尚、図中、２４はスクリーン印刷法などの方法に
よつて形成したシール材を、２５は封止材をそれ
ぞれ示す。シール材２４、封止材２５としては、
エポキシ樹脂接着剤などが利用できる。

第１図に示す永久的な水平配向にされた液晶の
分子１８ａと二色性染料１９ａを形成するに必要
な電圧の高さは、使用する液晶の種類および配向
剤（膜）の種類によつて、液晶の配向力に及ぼす
相互作用が変化することおよび通電時間によつて
も液晶の配向力が相異することから、一義的に決
められない。しかし、一般的には10V以上、好ま
しくは20V以上が適している。また、印加電圧が
高ければ通電時間は短くて済むが、低い場合には
通電時間を長くする必要がある。電極板に配向剤
としてＰ―メトキシ安息香酸の被膜を形成したも
のを、液晶としてアントラキノン系染料を溶解し
たパラアゾキシアニソールをそれぞれ用いた時の
上記の関係を第３図に示す。第３図に示す曲線３
１は、適用印加電圧によつて第１図に示す永久的
な水平配向にされた液晶の分子１８ａと二色性染
料１９ａを形成するまでの直流通電時間をプロツ
トすることによつて作成したものである。第３図
によれば、この時の印加する電圧の高さと通電時
間は、使用する配向剤と液晶に合つた条件で選択
すればよいことは明らかである。

本発明に用いうる負の誘電異方性をもつ液晶と
しては、例えば下記に示すネマチツク液晶を挙げ
ることができる。

アゾキシ型 ベンジリデンアリン型 また、これらの液晶の他にコレステリツク液晶
やスメツクチツク液晶も用いうる。これらの液晶
には適当な配向剤を添加されることができる。配
向剤としては、例えば有機クロロシラン、有機ア
ルコキシシラン、有機シラノール、脂肪酸、脂肪
酸エステル、４―アミノ安息香酸、４―ブチル安
息香酸、４―メトキシ安息香酸、ｐ―ベンジリデ
ンアミノ安息香酸、ｐ―カルボキシフエノール、
３，５―ジ―ヒドロキシ安息香酸、３，４，５―
トリ―ヒドロキシ安息香酸、トリフルオロメチル
トリメトキシラン、フツ素系界面活性剤などを挙
げることができる。また、これらの配向剤は電極
板の上に被膜を形成させて用いることもできる。

本発明に用いる二色性染料としては、広範なも
のから選択して使用できる。具体的には、下記の
ものを挙げることができる。

これらの二色性染料のうち、特にアントラキノ
ン系染料が好ましい。

本発明の液晶表示装置で用いる電極板として
は、少なくとも一方が透明な導電膜（例えば、酸
化インジウム、酸化錫、酸化インジウム―酸化錫
（酸化錫：0.1〜40重量％）など）を設けた基板
（ガラス、プラスチツクなど）を用いることが好
ましい。また、本発明に用いられる不透明な導電
膜としては、アルミニウム、金、銀、銅、鉛など
を挙げることができる。

本発明の液晶表示装置は、第１図に図示してい
ないが、ガラスビーズ、粒状酸化アルミニウム、
ガラス繊維などのスペーサー材を２枚の電極板間
に配置することができる。

セル組みは、２枚の電極板を相対向する様に配
置することによつて行なうことができる。この様
にしてセル組みしたセルに例えば、特開昭47―
36998号、同47―22693号、同48―30397号、同49
―79543号、同53―17751号、同49―130756号、同
50―50055号、同52―27653号、同49―79541号、
同49―79542号各公報などに記載の方法によつて
二色性染料を溶解した液晶を注入し、次いで注入
口をエポキシ接着剤などによつて封止してゲス
ト・ホスト型液晶表示装置を作成することができ
る。

本発明のゲスト・ホスト型液晶表示装置に利用
できる偏光膜としては、ポリビニルアルコールフ
イルムにヨー素分子を一定方向に配列した多ハロ
ゲン偏光フイルム、ポリビニルアルコールに２色
性染料を一定方向に配列した染料偏光フイルム、
ポリ塩化ビニルを分子内脱塩酸したポリエン構造
のポリビニレン偏光フイルム、あるいは金属偏光
フイルムなどを挙げることができる。

本発明によれば、固定カラー表示の浮き見えが
解消し、さらに数字，文字，記号などの固定カラ
ー表示を明るくしかも明瞭に判別することができ
る利点を有している。さらに、液晶の動作表示と
同一の精度で固定表示できる利点を有している。

以下、本発明を実施例に従つて説明する。

実施例 １ ガラス基板上に酸化インジウムの透明導電膜を
パターン形成して表示電極を作成した。パターニ
ングは、第２図に示す固定表示２１ａ，２１ｂ，
…２１ｈおよび動作表示部２２ａ，２２ｂ，…２
２ｅの文字または数字を形成する様に実施した。
次いで、この上にｐ―メトキシ安息香酸を塗布
し、乾燥することによつて配向剤の被膜を形成さ
せた。

一方、ガラス基板上に共通電極となる酸化イン
ジウムの透明導電膜をパターン形成して共通電極
板を作成した。次いで、表示電極板上の被膜を作
成した方法と同様の方法によつて配向剤の被膜を
形成させた。

第２図の２４に示すシール材を形成するため
に、共通電極板の枠に沿つてガラスフリツトをス
クリーン印刷法によつて塗設し、次いでこの共通
電極板と表示電極板を相対向させて配置してか
ら、ガラスフリツトを熔融させるための加熱処理
を施してセル組みした。その後、注入口から前記
例示の二色性染料（ｔ）を溶解した前記例示の化
合物No.(2)のパラアゾキシアニソールの液晶を注入
し、その注入口を封止材によつて封止した。そし
て、偏光フイルムを所定の位置に配置することに
よつてゲスト・ホスト型表示装置を作成した。こ
の液晶の分子は、チルト配向されていた。

この様にして作成した表示装置の固定表示部を
形成する導電性被膜と共通電極との間に直流電圧
40Vを５時間通電した。この結果、印加電圧を除
去しても液晶の分子が再びチルト配向をとること
はない永久的な水平配向の配向状態となつて、第
２図中の固定表示部２１ａ，２１ｂ，…２１ｈに
固定カラー表示の文字が形成された。

動作表示の数字は、動作表示部２２ａ，２２
ｂ，…２２ｅを形成する導電被膜と共通電極との
間に駆動電圧（直流5V）を印加することによつ
て形成された。

本実施例から明らかな様に、高い電圧を一定時
間以上印加すると、印加電圧が０の状態でも第１
図の１８ａに示す液晶分子の配向状態を得ること
ができ、この配向状態をカラー固定表示に有効に
利用できることが判る。

実施例 ２ 前記実施例１で用いたｐ―メトキシ安息香酸の
配向剤に代えて、C₈F₁₇SO₂NHCH₂CH₂N
（CH₃）₃・Ｉのフツ素系界面活性剤を用いた以外
は、実施例１と同様の方法によつて固定カラー表
示を形成させたところ、同様の結果が得られた。

実施例 ３ 前記実施例１で用いた液晶に代えて、前記例示
の化合物No.３のＮ―（４―メトキシベンジリデ
ン）―４―ブチルアニリン液晶を用いた以外は、
実施例１と同様の方法によつて固定カラー表示を
形成したところ、同様の結果が得られた。

実施例 ４ 前記実施例１で用いたゲスト・ホスト型液晶表
示装置に同様の方法によつて、但し印加電圧を交
流電圧100Vとし、通電時間を10時間として固定
カラー表示を形成させたところ、同様の結果が得
られた。

実施例 ５ 前記実施例１で用いたアントラキノン系の二色
性染料に代えて、前記例示のアゾ系染料である二
色性染料（ｉ）を用いた以外は、実施例１と同様
の方法によつて固定カラー表示を形成したとこ
ろ、同様の結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のゲスト・ホスト型液晶表示
装置の断面図、第２図はその平面図である。第３
図は、本発明による固定表示を形成させた時の印
加電圧と通電時間の関係図である。 １１，１６…基板、１２ａ…固定表示部の導電
性被膜、１２ｂ…動作表示部の導電性被膜、１
３，１４…配向剤若しくは配向膜、１５…共通電
極となる導電性被膜、１７…二色性染料を溶解し
た負の誘電異方性をもつ液晶の層、１８ａ…印加
電圧を除去しても再び垂直配向若しくはチルト配
向されることはない状態に水平配向された液晶の
分子、１８ｂ…垂直配向若しくはチルト配向され
た液晶の分子、１９ａ…水平配向された二色性染
料の分子、１９ｂ…垂直配向若しくはチルト配向
された二色性染料の分子、２１ａ，２１ｂ，…２
１ｈ…固定表示部、２２ａ，２２ｂ，…２２ｅ…
動作表示部、２３…電極端子、２４…シール材、
２５…封止材、３１…印加電圧を除去しても再び
垂直配向若しくはチルト配向されることはない状
態に水平配向させるに必要な印加電圧と通電時間
をプロツトした曲線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一方が透明な導電性被膜を有する
   ２枚の垂直配向処理された基板間に、二色性染料
   を溶解した負の誘電異方性をもつ液晶を挾持した
   ゲスト・ホスト型液晶装置において、前記液晶に
   該表示装置の駆動電圧より高い電圧を一定時間印
   加することによつて、前記液晶を水平配向させて
   形成した固定表示パターンを有することを特徴と
   するゲスト・ホスト型液晶装置。 ２ 二色性染料がアントラキノン系染料である特
   許請求の範囲第１項記載のゲスト・ホスト型液晶
   装置。 ３ 二色性染料がアゾ系染料である特許請求の範
   囲第１項記載のゲスト・ホスト型液晶装置。 ４ 液晶がネマチツク液晶である特許請求の範囲
   第１項記載のゲスト・ホスト型液晶装置。 ５ 液晶がアゾキシ型ネマチツク液晶である特許
   請求の範囲第４項記載のゲスト・ホスト型液晶装
   置。 ６ 液晶がベンジリデンアニリン型ネマチツク液
   晶である特許請求の範囲第４項記載のゲスト・ホ
   スト型液晶装置。 ７ 電圧印加前の配向状態が垂直配向若しくはチ
   ルト配向である特許請求の範囲第１項記載のゲス
   ト・ホスト型液晶装置。