JPH02158720A - 液晶表示装置 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は強誘電性液晶を用いたゲストホスト型の液晶表
示装置に関する。

［従来の技術］ 近年、強誘電性液晶を用いた液晶表示装置の研究開発が
各所で行なわれている。

強誘電性液晶を用いた液晶表示装置の表示原理の一つに
ゲストホスト型の表示モードを用いたもつがある。。

第４図は従来の強誘電性液晶を用いたゲストホスト型の
液晶表示装置の表示原理を示したものである。

同図において、３０は透明基板間に強誘電性液晶３４お
よび二色性色＄３５を互いの分子軸が平行になるように
充填した液晶パネルであり、３７は偏光板である。

同図（ａ）は、液晶パネル３０および偏光板３７を透過
した光が暗くなる暗状態を示したものである。液晶パネ
ル３０に垂直な一方向に所定の電界を印加して、強誘電
性液晶３４および二色性色素３５の分子軸を、偏光板３
７の偏光軸に対して所定の角度で整列させる。このとき
、強誘電性液晶３４および二色性色素３５の分子軸と垂
直な方向の光成分のみが液晶パネル３０を透過する。液
晶パネル３０を透過した光成分は偏光板３７の偏光軸に
対して所定の角度を有しているため、偏光板３７の偏光
軸に対して平行な光成分のみが偏光板３７を透過する。

従って偏光板３７により相当量の光が減衰することにな
り、表示状態は暗状態となる。

同図（ｂ）は、液晶パネル３０および偏光板３７を透過
した光が上記暗状態よりも明るくなる明状態を示したも
のである。

液晶パネル３０に垂直でしかも上記暗状態のときとは逆
方向に所定の電界を印加し、強誘電性液晶３４および二
色性色素３５の分子軸を偏光板３７の偏光軸に対して垂
直に整列させる。このとき、強誘電性液晶３４および二
色性色素３５の分子軸と垂直な方向の光成分のみが液晶
パネル３０を透過する。液晶パネル３０を透過した光成
分は偏光板３７の偏光軸に対して平行であるため、液晶
パネル３０を透過した光は減衰することなく偏光板３７
を透過する。従って表示状態は上記暗状態よりも明るく
なり、明状態となる。

従来は以上のように、液晶パネルに印加する電界の方向
を反転させることにより、強誘電性液晶３４および二色
性色素３５の分子軸を回転させ、このときの強誘電性液
晶３４および二色性色素３５の分子軸と偏光板３７の偏
光軸との角度を適当に選定して明暗を制御し、表示を行
っていた。

［解決しようとする課題］ 暗状！！３（第４図（ａ））での強誘電性液晶３４およ
び二色性色素３５の分子軸と、明状態（第４図（ｂ））
での強誘電性液晶３４および二色性色素３５の分子軸と
がなす角は、一般にスイッチング角と呼ばれている。こ
のスイッチング角は強誘電性液晶の種類により異なるが
、下限が０度Ｃ以下の温度範囲を持つ実用的な材料では
、最大のものでも６０度程度である。

従って上記従来例では、暗状態のときに強誘電性液晶３
４および二色性色素３５の分子軸と偏光板３７の偏光軸
とがなす角は最大でも６０度程度であり、液晶パネル３
０を透過した光を偏光板３７で完全に遮断することがで
きず、理想的な暗状態を得ることができなかった。その
ためコントラストも悪く、優れた表示品質を有した液晶
パネルを得ることができなかった。

本発明は上記従来の課題に対してなされたものであり、
コントラストが高く、優れた表示品質を有した液晶表示
装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 強誘電性液晶と二色性色素とを互いの分子軸が平行にな
るようにして基板間に充填した二つの液晶パネルを重ね
合せたパネルユニットと、光を透過または反射する明状
態では上記強誘電性液晶および二色性色素の分子軸が上
記二つの液晶パネル間で互いに平行になるように、光を
透過または反射しない暗状態では上記強誘電性液晶およ
び二色性色素の分子軸が上記二つの液晶パネル間で互い
にほぼ直交するように、それぞれの液晶パネルに所定の
電界を印加する電界印加手段とからなる液晶表示装置に
より、上記目的を達成するものである。

［実施例］ 以下、図面に基いて本発明の一実施例の説明を行う。

第１図において、１０はパネルユニットであり、これは
強誘電性液晶を用いた二つのゲストホスト型の液晶パネ
ル１０ＡおよびＩＯＢにより構成されている。それぞれ
の液晶パネルＩＯＡおよび１０Ｂは、ガラス等を用いた
透明基板１１ａ、１１ｂおよび１００％１１ｄ％透明電
極１２ａ、１２ｂおよび１２ｃ、１２ｄ、配向層１３ａ
、１３ｂおよび１３ｃｓ４３ｄｓ強誘電性液晶１４ａお
よび１４ｂ、この強誘電性液晶１４ａおよび１４ｂのそ
れぞれの分子軸に対してその分子軸が平行である二色性
色素１５ａおよび１５ｂ１封止部材１６ａおよび１６ｂ
により構成されている。なお、強誘電性液晶１４ａおよ
び１４ｂと二色性色素１５ａおよび１５ｂはホモジニア
ス配向状態となっている。２０は電界印加手段であり、
上記各透明電極１２ａ、１２ｂおよび１２ｃ、１２ｄを
通して液晶パネルＩＯＡおよびＩＯＢの各強誘電性液晶
１４ａおよび１４ｂに電界を印加するものである。

第２図は、上記構成によって明暗を表示するときの原理
を示したものである。

同図（ａ）は、液晶パネルＩＯＡおよびＩＯＢを透過し
た光が明るくなる明状態を示したものである。本状態で
は、それぞれの液晶パネルＩＯＡおよびＩＯＢに対して
所定の方向に電界を印加したときに、液晶パネルＩＯＡ
の強誘電性液晶１４ａおよび二色性色素１５ａの分子軸
と液晶パネル１０Ｂの強誘電性液晶１４ｂおよび二色性
色素１５ｂの分子軸とが互いに平行になる。液晶パネル
１０Ａを透過する光は、強誘電性液晶１４ａおよび二色
性色素１５ａの分子軸と垂直な方向の光成分のみが液晶
パネルＩＯＡを透過する。液晶パネルＩＯＢの強誘電性
液晶１４ｂおよび二色性色素１５ｂの分子軸は、液晶パ
ネルＩＯＡを透過した光成分に対して垂直であるため、
液晶パネル１０Ａを透過した光は減衰することなく液晶
パネルｌＯＢを透過する。このようにして理想的な明状
態が得られる。

同図（ｂ）は、液晶パネルＩＯＡおよびＩＯＢを透過し
た光が暗くなる暗状態を示したものである。本状態では
、それぞれの液晶パネルＩＯＡおよびＩＯＢに対して上
記明状態のときと逆方向に電界を印加したときに、液晶
パネルＩＯＡの強誘電性液晶１４ａおよび二色性色素１
５ａの分子軸と液晶パネルＩＯＢの強誘電性液晶１４ｂ
および二色性色素１５ｂの分子軸とが互いにほぼ直交す
る。液晶パネルＩＯＡを透過する光は、強誘電性液晶１
４ａおよび二色性色素１５ａの分子軸と垂直な方向の光
成分のみが液晶パネルＩＯＡを透過する。液晶パネルＩ
ＯＢの強誘電性液晶１４ｂおよび二色性色素１５ｂの分
子軸は、液晶パネル１０Ａを透過した光成分に対して平
行であるため、液晶パネルＩＯＡを透過した光は液晶パ
ネル１０Ｂによりほとんど全て吸収される。従って液晶
パネルＩＯＢを透過する光はほとんどなく、理想的な暗
状態が得られる。

以トのようにして、偏光板を用いることなく十分高いコ
ントラストを有した液晶表示装置を得ることができる。

本例では、強誘電性液晶１４ａおよび二色性色素１５ａ
のスイッチング角、強誘電性液晶１４ｂおよび二色性色
素１５ｂのスイッチング角を、第２図（ｂ）に示したよ
うに両者ともに４５度としであるが、両者のスイッチン
グ角の和がほぼ９０度であればよい。

液晶パネルＩＯＡの強誘電性液晶１４ａおよび二色性色
素１５ａの分子軸と液晶パネルＩＯＢの強誘電性液晶１
４ｂおよび二色性色素１５ｂの分子軸とがなす角、すな
わち両者のスイッチング角の和は、現在得られている強
誘電性液晶の最大のスイッチング角の６０度以上であれ
ば従来以上のコントラストを得ることができる。しかし
より高いコントラストを得るためには、本例のようにほ
ぼ９０度であることが好ましい。

なお本例では、ｍ　１図に示したように、透明基板１１
ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃ、ｌｉｄを合計４枚使用しているが
、同図に示された透明基板１１ｂと１１ｃは共通化する
ことが６１能であり、合計３枚の透明基板ででパネルユ
ニット１０を構成してもよい。

二色性色素の色は何でもよいが、黒色の二色性色素を用
いれば明状態で白が、暗状態で黒が得られ、特にカラー
フィルタと組合せたときに美しい多色表示を得ることが
できる。

第３図は、第１図に示した液晶パネルＩＯＡおよびＩＯ
Ｂについて、それぞれの液晶パネルの一方の透明電極同
志を共通に接続したときの接続状態を示したものである
。

同図（ａ）は、液晶パネルＩＯＡの透明電極１２ａと液
晶パネルＩＯＢの透明電極１２ｄとを共通に接続し、液
晶パネルＩＯＡの透明電極１２ｂと液晶パネルＩＯＢの
透明電極１２ｃとを共通に接続したものである。それぞ
れの透明電極は、電界印加手段を構成する走査電極駆動
回路２０ａと信号電極駆動回路２０ｂに、それぞれ接続
されている。この接続方法は、液晶パネルＩＯＡおよび
１０Ｂの自発分極の極性が互いに同じ場合に有効である
。

同図（ｂ）は、液晶パネルＩＯＡの透明電極１２ａと液
晶パネルＩＯＢの透明電極１２ｃとを共通に接続し、液
晶パネルＩＯＡの透明電極１２ｂと液晶パネルＩＯＢの
透明電極１２ｄとを共通に接続したものである。それぞ
れの透明電極は、電界印加手段を構成する走査電極駆動
回路２０ａと信号電極駆動回路２０ｂに、それぞれ接続
されている。この接続方法は、液晶パネルＩＯＡおよび
１０Ｂの自発分極の極性が互いに逆の場合に有効である
。

以上水したような接続方法を用いることにより、電界印
加手段を構成する走査電極駆動回路および信号電極駆動
回路を簡略化することができる。

なお以」二の説明では、透過モードで表示を行う場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限るものではなく、反
射モードで表示を行う場合にも適用することができる。

［効果］ 本発明では、偏光板を用いることなく理想的な明状態お
よび暗状態が得られ、十分高いコントラストを有した強
誘電性のゲストホスト型液晶表示装置を得ることができ
る。

また、黒色の二色性色素を用いれば明状態で理想的な白
が、暗状態で理想的な黒が得られ、特にカラーフィルタ
と組合せたときに美しい多色表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第２図は本
発明の原理を示した説明図、第３図は透明電極の接続方
法の一例を示した説明図、第４図は従来例を示した説明
図である。 １０・・・・・・ハネルユニット １４ａ、１４ｂ・・・・・・強誘電性液晶１５ａ、１５
ｂ・・・・・・二色性色素２０・・・・・・電界印加手
段 出願人　　株式会社　精　工　舎

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 強誘電性液晶と二色性色素とを互いの分子軸が平行にな
   るようにして基板間に充填した二つの液晶パネルを重ね
   合せたパネルユニットと、 光を透過または反射する明状態では上記強誘電性液晶お
   よび二色性色素の分子軸が上記二つの液晶パネル間で互
   いに平行になるように、光を透過または反射しない暗状
   態では上記強誘電性液晶および二色性色素の分子軸が上
   記二つの液晶パネル間で互いにほぼ直交するように、そ
   れぞれの液晶パネルに所定の電界を印加する電界印加手
   段とからなる液晶表示装置。