JPH04191820A - 液晶素子 - 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】 二産業上の利用分野５ 本発明は、表示装置、スイッチング装置等に用いられる
液晶素子に関する。

；従来の技術］ 高速な液晶光学素子を得る方法として、強誘電性液晶を
利用する方法（Ｎ、Ａ、Ｃ１ａｒｋおよびｓ、Ｔ、ｔ、
ａｇｅｒｗａｌｌ、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔ
Ｌ、、３６．８９９　（１９８０）　）、およびエレク
トロクリニック効果を利用する方法（Ｓ、Ｇａｒｏｆｒ
およびＲ，Ｂ、Ｍｅｙｅｒ、Ｐｈｙｓ、Ｒｅｖ、Ｌｅｔ
ｔ、　、３８．８４８　（１９７７）　、および特開昭
６３−１０３２１３号）等が提案されている。

これらの素子においてカラー表示を行うためには、各画
素にカラーフィルターを設は加法混色を行う方法が提案
されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記方法では、偏光板を使用しているためオン
状態での透過率が高くとれないという欠点があった。こ
のため、見やすくするためにバックライトの使用が避け
られず、消費電力を大きくしてしまう原因となっていた
。また、カラーフィルターによる加法混色を行うカラー
表示方式では光の利用効率が低く暗いため、減法混色に
よる明るいカラー表示方法の開発も必要とされていた。

本発明はこのような問題点を解決するためのもので、エ
レクトロクリニック効果を利用する方法において偏光板
を使用せず明るく、かつ、減法混色によりカラー化が可
能な高速液晶光学素子を提供することを目的とする。

［課題を解決するにめの手段］ 本発明の第一の発明の液晶素子は、二枚の基板がキラル
スメクティック液晶を挟持してなる液晶素子において、
液晶が非傾斜相で、非呈色時に可視光を透過する二色性
色素を含有し、スメクティック層が基板に平行に配向制
御されており、基板と平行方向に電界を印加することに
より、液晶分子が傾斜し、それに伴って二色性色素が傾
斜し透過光が着色することを特徴とする。本発明の第２
の発明は、第１の発明の素子において、非傾斜相かスメ
クティックＡ相あるいはスメクティソクＢ相あるいはス
メクティックＥ相であることを特徴とする。本発明の第
３の発明は、素子中の二色性色素か各々イエロー、マゼ
ンタ、ンアノを呈色する液晶素子３枚を重ね、カラー表
示を可能としたことを特徴とする。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明の素子は、電界無印加時には第１図に示すように
液晶分子２および色素分子５が基板１゜４に対して垂直
に位置している。二の状態では、色素の遷移モーメント
は光の進行方向と平行であるため、光の吸収は起こらす
、素子は無色透明である。電界印加時には、第２図に示
すように、液晶分子２がエレクトロクリニック効果によ
り基材１．４に対して傾斜する。このとき液晶分子２に
伴って、色素分子５も傾斜することになり色素の遷移モ
ーメントと入射光の電場ベクトルとの間に相互作用か生
じ、光の吸収か起こる。すなわち、透過光は添加されて
いる二色性色素に独特の着色を示すことになる。このよ
うに、本発明によれば、−枚の偏光板も使用しないで先
のスイッチングか可能となる。

ここで液晶分子２および色素分子５の傾斜の大きさは印
加電界に比例するものであるから、結果として透過光の
強度も印加電界の関数となる。印加電界強度をＥ、傾斜
角をθ、透過率をＴ、θ−９０′のときの透過率をＴ　
とすれば、この間には、 Ｔ／Ｔ　　＝ｓｉｎ’（θ（Ｅ　））＝　ｓｉｎ’（ｋ
　　−Ｅ　）＃　（ｋ　　−Ｅ　）’という関係がある
。ここで、ｋはエレクトロクリニック係数ｄθ／ｄ　Ｅ
である。したかって、透過率は印加電界によって容５に
制御可能であり、この素子を用いることにより階調表示
か可能である。

本発明の液晶素子で用いる二色性色素は長袖方向の偏光
を吸収し、短軸方向では可視光を透過するものである。

各々レット（Ｒ）・グリーン（Ｇ）・ブルー（Ｂ）の光
を吸収し、その補色イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・
ノアン（Ｃ）を呈するような色素を含有する素子３枚を
重ねることで減法混色による明るいカラー表示が可能と
なる。この素子は前述のように、階調表示か可能である
から、フルカラー表示が可能なわけである。なお、二色
性色素として、黒色の色素を用いれば、一つの素子てモ
ノクロの白黒表示か可能である。

本発明の液晶素子は、透過型として使用できるか、偏光
板か不要であり明るいという特徴を生り・して、反射型
で使用することか期待される。ま１ニ、アクティブマト
リクス構成とすることにより、画素数の多いマトリクス
表示が可能である。このようなパネルは液晶ブロンエク
ションに使用する液晶パネルとして用いても、透過率か
高く明るいｆ二め、投射用光源として小電力のものが使
用でき、ノステム全体をコンパクトに出来るという利点
かある。

二実施例コ （実施例１） 第３図に示すような電極バター７６．７か形成され１こ
基板１と、第４図に示すような電極パターン８．９か形
成された基板４を張り合わせて試験用液晶セルとした。

電極６と７の間隔＋ｉ　ｌ　０μｍ、電極８と９の間隔
は５０μｍとした。液晶層の厚さはスペーサーにより４
μｍに設定した。液晶の垂直配向を得るにめに各基板の
表面は、ヘキサデノルトリメチルアンモニウム臭化物で
処理しに。

用いに液晶は、特開平２−２２８号に開示された化合物
の中で次式 で表される光学活性化合物であり、９６℃以下でキラル
スメクティックＣ相、１３２°Ｃ以下でスメクティック
Ａ相を示し、それ以上の温度で液体となる。この化合物
に二色性色素としてアントラキノン系色素Ｄ］６（ＢＤ
Ｈ社製）を１％加熱溶解させて試料とした。この試料を
上記試験用セルに加熱注入し、冷却して試験用素子とし
た。この素子は、９３℃以上の温度で透明であり、透過
率は８０％以上であった。

この素子を９４℃に保ちながら、電極６と７の間に３０
Ｖの直流電圧を印加しｆ二ところ、電極間液晶か青色に
着色しに、透過光強度の変化をフォトダイオードで測定
したところ、応答速度は１０μｓ以下であった。またコ
ントラストは１．３以上であった。電極８と９の間およ
び６と８の間に電圧を印加した場合にも素子の呈色が確
認され１ニ。

（実施例２） 実施例１で作製しに素子の一方の基板の外側に反射白板
を取り付けることにより反射型とすることか出来た。コ
ントラストは１４以上てあつｆ二。

（実施例３） 二色性色素として三菱化成工業（株）製のＬＳＹ−ＩＸ
６、ＬＳＹ−４０１，ＬＳＹ−３３５を用いて実施例１
と同様の液晶素子を作製した。各素子はイエロー、マセ
〉り、ノアンを呈しに。これらを３枚重ねて電圧印加す
ることによりカラー表示か可能なことを確認しに。

（実施例４） 実施例１において作製した素子に平行光を照射し透過光
をレンズ系で５倍に拡大して、プロジエクノヨノ型の表
示とした。このときコントラストは１：４以上てあつＴ
二。

一発明の効果］ 以上説明し１こように本発明の液晶素子は、偏光板を不
要としたことにより透過率が高く、かつ減法混色が可能
な明るい液晶素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はいずれも本発明の液晶素子の概略構成
図であって第１図は電界無印加時の素子を、第２図は電
界印加時の素子の状態をそれぞれ表す。第３図、第４図
はいずれも実施例において使用した基板の平面図である
。 ■・・基板、２・液晶分子、３・電極、４・・基板、５
・−色素分子、６．７．８．９・・・電極。 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）二枚の基板がキラルスメクティック液晶を挟持し
   てなる液晶素子において、非呈色時に可視光を透過する
   二色性色素を非傾斜相の液晶中に添加してなるスメクテ
   ィック層が基板に平行に配向されるとともに、上記スメ
   クティック層に沿って電界を印加する電極を設けたこと
   を特徴とする液晶素子。
2. （２）非傾斜相はスメクティックＡ相、あるいはスメク
   ティックＢ相あるいはスメクティックＥ相である請求項
   １記載の液晶素子。
3. （３）素子中の二色性色素が各々イエロー、マゼンタ、
   シアンを呈色する液晶素子３枚を重ね、カラー表示を可
   能とした請求項１または請求項２記載の液晶素子。