JPS5812584B2 - エキシヨウヒヨウジソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 捩れネマチツク構造を用いる偏光シャツタ液晶表示装置
では液晶のセルは偏光光線の偏光面を９０°旋回する。

液晶セルが交叉偏光子の間に米国特許第３，７ ３ １
，９ ８ ６号（１９７３年５月８日許可）に示された
ように配置されたと考えると、活性化されない液晶セル
は光を透過する。

もし反射板が液晶セルの後側に置かれ、前記米国特許に
説明されたように偏光子と組合せられ、反射板からの反
射の後に充分な偏光が保持されると活性化されないとき
表示は輝いて表われるようにすることができる。

しかしこの型の液晶セルが電圧を加えられて活性化され
ると、偏光の面を旋回する液晶の能力は破壊され、入射
光線は反射板から阻止されるのでセルは暗いかまたは不
透明に見える。

反対に液晶セルは活性化されるまで光線を阻止するよう
に作ることもできる。

この結果は液晶セルが活性化されないときに光線を透過
するとは逆に、黒い背景の中に像が白く現われることを
除いて同じである。

米国特許第３７３１．９８６号に示された型のように偏
光表示子の後方に簡単な金属化反射板が置かれると表示
の観察角度は極めて小さく、更に厄介な背景反射と金属
的な輝きが現われ、生理的に許し得なくなる。

関連出願である特開昭４９−１２５３号公報に偏光型液
晶表示装置に対する反射板配置が設けられ観察角を広げ
、偏光光線の反射を良くしコントラスト比を高め不要の
反射を無くするようにされている。

特開昭４９−１２５３号公報に設けられた反射板は金属
化反射板であり、入射する偏光光線を非偏光化すること
なく反射し散乱する。

その出願に示された発明の実施例の一つによると反射板
装置は液晶表示に接した側に散乱表面を、他の側に反射
表面を有している透明板を有している。

偏光素子を通過する偏光光線は表示装置の後で散乱表面
を通過し、散乱する。

透明板を続いて透過すると金属化された反射表面に達し
、液晶を通じて反射して戻される。

特開昭４９−１２５３号公報に説明してあるように粗面
化された表面を有する金属反射板を利用し、金属化され
た反射材料の粒子から形成された反射板と同様に用いる
こともできる。

しかしこの特開昭４９−１２５３号公報記載の装置によ
ると液晶表示体の前面と後面の両方に偏光素子を有する
ことが必要であった。

これらの偏光素子は明るい背景に黒い数字を現わすか、
またはその逆であるかによって互いに直角に配置される
かまたは平行にされた。

この発明によると偏光型の新規で改良された液晶表示装
置は正誘電異方性のネマチツク液晶材料の層が透明な平
行板の間に配置されている。

透明板は二つとも液晶層に面する面が透明な導電材料の
フイルムで塗装されている。

少なくとも一つの透明板の選ばれた地域のみが透明導電
材料が塗布され、数字または文字表示内の数字または同
様の表示を形成する。

液晶層に面する二つの透明板は互いに直角に摩擦され捩
れネマチツク構造を生じさせる。

透明な導電材料で選択された地域のみが塗布された透明
板の前面に接して一つの偏光子が設けられ、この偏光子
は表示装置内の唯一のものである。

前述の特開昭４９−１２５３号公報に記載のタイプの光
線散乱性反射板装置は液晶材料の他方の面に配置され、
その間に偏光子は設けられていない。

液晶フイルムの両面の透明な電極間に電圧が与えられて
いないと、表示装置前面内の偏光子からの偏光光線は液
晶層を通過し、その捩れネマチツク構造によって９０°
旋回される。

この偏光光線が反射板装置に達すると散乱し反射され、
再び９０°旋回されて前面偏光子の導電フイルム塗装さ
れた地域と、されていない地域の両方を通過する。

しかし、これら二つの透明電極間に充分な電位差が与え
られると、捩れネマチツク構造はこれら電極間の地域で
は破壊され、これは散乱された偏光光線が反射板からの
帰路で９０°旋回されず前面の偏光子を通過しない。

このようにして表示装置の前面板の導電フイルムで形成
された表示は光学像を形成する。

透明フイルムは普通行なわれているように小区域に分割
され、各地域が選択的に動作化され、例えばＯないし９
の数字を現示することができる。

この発明の前述の目的及び利点は他の目的及び利点とと
もに添付図面についての次の説明から明らかにされる。

添付図面、特に第１図において液晶ユニット１０は第１
または前面透明板１２と第２または背面透明板１４とを
備え、両透明板は互いに平行でガラスで作られるのがよ
い。

透明板１２と１４は約０．０２５４ないし０．０５０８
朋の適当な間隔で配置され、この間隔はピスー（４′一
ｎ−オクチロベンザル）−２−クロロヘニレンジアミン
とｐ−メチルベンザルーｐ／ 一ｎ−プチルアニリンが
各々２０％〜８０％からなり、それらが全組成の約６０
〜９７チを構成し、ｐ−シアンベンザル−ｐ′−ｎ−プ
チルアニリンが残りの３％ないし４０％を構成する正誘
電異方体のネマチツク相の液晶材料層１６で充たされる
。

この材料についテハ１９７１年２月９日米国特許出願第
１１３，９４８号に詳細に説明されている。

液晶層１６と接触する透明板１２と１４の内表面に酸化
錫または酸化インジウムのような導電材料の薄い透明な
塗装膜（電極）１８と２０が施こされている。

これらの塗装膜は極めて薄く、例えば約１５０オーム／
ｃｍ２またはそれ以上の大きな抵抗を有し、５０００な
いし１０，０００オームであることも可能である。

背面透明板１４の後に反射装置２２が配置され、更に詳
細に説明するように偏光光線を非偏光化することなく散
乱し反射することができる。

第１図に示した液晶ユニットを作るとき、液晶層フイル
ム１６と接触する透明板１２と１４のそれぞれの面は一
方向に、しかし互いに直角方向に摩擦される。

この効果は捩れネマチツク構造を生ずることである。

すなわち、ネマチツク相の液晶の分子はそれぞれ長くて
直線状であり、河を流れる丸太または箒の藁のように互
いに平行になろうとする。

その平行性はしかし統計的なもので、完全または正確な
意味ではな《、互いに自由に動くことができ、或る分子
は他の分子に対し小さな鋭角をなしている。

ネマチツク相液晶の特性として摩擦された表面地域の分
子は一線に並ぶ傾向を有し、例えば透明板１２の表面に
最も近い分子はその摩擦方向に平行に並び、透明板１４
の表面に最も近い分子は板１４に平行であるが前面透明
板１２に対しては直角な方向に並ぶ傾向を有し、その結
果捩れネマチツク構造が生じ、前面偏光子１１を通る偏
光光線の面を９０°旋回する。

そのときには透明板１２と１４の間には電界は加えられ
ていないものとする。

もし、しかし電界が加えられると捩れ構造は破壊され、
偏光面はもはや９０°旋回しない。

従って液晶層１６に電界が加えられていないとき偏光子
１１を通る偏光光線は９０°旋回され、透明板１４を通
り反射板２２で反射され液晶層１６を通って戻り偏光子
１１を通って出る。

この方法では偏光光線は前面透明板から背面透明板を通
る間に９００旋回され、反射された後に背面透明板から
前面透明板を通る間に再び９０°旋回される。

その結果は偏光光線は通過する前面偏光子１１と合致さ
せる。

反対にもし電界がスイッチ２４を閉じて電池２６を透明
電極１８と２０の間に加えられると、ネマチツク液晶の
正誘電異方性の捩れ構造は破壊され、光線はいずれの方
向にも９０°の旋回を生じない。

従ってもし光線が前面透明電極から背面透明電極へと直
接に通過し、その後で前面透明電極に反射されるとする
と、その場合偏光光線の旋回は行なわれず、透明電極１
８と２０を含む表示装置の全地域は白く、または明るい
背景として現われる。

しかし、もし、電極１８と２０に近い前面透明板１２を
通る光線が散乱され、電極１８と２０の地域内の表示地
域を通って出ようとすると状態は異なって来る。

前面透明板から背面透明板へと通過する間に９０°旋回
される。

しかし、散乱され電極１８と２０の地域内の前面透明板
１２を通ろうとすると復路内では９００旋回されない。

これは第１図の光線２８として示される。

これは電極１８と２０に近い前面透明板１２を通る光線
によって生じる。

散乱した後にこれらの光線は前面透明板１２と偏光子１
１を通過しようとする。

しかし、今や偏光ベクトルが前面偏光子１１の偏光の方
向に対して９００であるので、光線は偏光子を通過せず
電極１８と２０の地域に暗黒または不透明の表示が現わ
れる。

電極１８と２０に接して前面透明板１２を通過させ、電
極の地域内の表示を通る配置を行なうためには反射板装
置２２を通じて表示の後方に光を散乱し反射する必要が
ある。

反射板装置２２は第２図に示したように、粗面化された
散乱表面３２と、アルミニウム才たは銀のような反射フ
イルムで塗装された後面を有する透明材料の層３０を備
えていてもよい。

金属化フイルムまたは表面３４は優秀な反射特性を与え
、反射組立体の散乱前表面３２は光線を散乱し散乱角度
を透明材料層３０を通過するとき、及び反射されて散乱
または分散表面を通過する両方の場合に増加する。

その結果２度散乱された光線は観察角度をかなり増加す
るが、偏光には何等の損失を生じない。

すなわち偏光光線が前面散乱表面３２を通過するとき非
偏光化されることなく前方に散乱され、その後フイルム
または表面３４から反射され、再び前側散乱表面３２を
通過し、そこで散乱角が増加される。

これはもちろん電極１８と２２に接した前面透明板１２
の地域を光線が通過し、その後電極地域に反射され暗黒
または不透明に現われる配置を容易にする。

背面に金属反射層を有する透明板を使用する代りに第３
図に示したように粗雑化された前面３６を有する金属反
射材料のフイルムまたは層を備えた反射組立体２２を有
する配置を使用も可能である。

粗面化された前面表面３６は例えばサンドブラストによ
って作る。

または前反射体は粉末または粒体状の反射粒子で形成し
偏光光線の偏光を損なうことなく所要の散乱を行なうこ
とができる。

電極２０の通り反射されて同じ電極を通じて戻る光線は
前面偏光子１１を通るため、前面電極２０の面積はでき
るだけ減少すべきである。

第４図は両電極を通過する光線の量を最小化する適当な
配置を示す。

前面透明板１２は透明導電帯３８が設けられており、こ
れはすべてが不透明であるとして数字″８”を現わす。

しかし選ばれた帯状片の一つを不透明にすることによっ
て０から９までのいずれかの数字を現わす。

互いに絶縁された導電帯３８は互いに絶縁された透明導
電帯３９で外部導電線（図示せず）に接続される。

同時に背面透明板１４は第４図に示すように導電帯３８
の全体を覆う透明導電層が設けられている。

背面透明板１４上の透明導電電極は電源の一端子に接続
され、前面透明板上の導電帯３８の選ばれた導電帯３８
は電源の他の端子に接続され、捩れネマチツク構造が一
部地区のみで破壊され、電圧が与えられた導電帯に依存
した数字が現われる。

しかし第４図に示されるように各導電帯３８は中央孔４
０が設けられ、表示装置の前面を通じてより多くの光の
通過を許し、それによって背面の反射板装置２２に達す
ることができる光線を増加し、反射板装置２２を通過す
るとき９０°旋回され、反射板装置２２から電極へ戻る
とき旋回されないので前面偏光子１１を通るのが阻止さ
れる。

第５図に透明導電帯３８に間隔を置いて多数の孔４２を
設けることによって文字または数字を形成する第４図と
同様な配置が示され、第４図と同様な効果を有している
。

すなわち孔４２は背面反射装置を通る偏光光線が多く通
過するのを許し、９０°旋回されその結果による反射さ
れ散乱された光線は旋回することなく透明電極を打ち、
前面偏光子１１を通過せず、導電帯３８の地域は不透明
に現われ所望の文字または数字表示を形成する。

この発明を特定の実施例について説明したが、この発明
の範囲内で各構成部材の形状及び配置を種々変更し得る
ことは明らかである。

この発明は次のような形態で実施することができる。

１）特許請求の範囲記載の液晶表示装置において、反射
組立体は平行の背明透面板に接する面に分散表面を、他
の面に反射表面を有している。

２）前記反射組立体は前記背面透明板に接した粗雑化さ
れた金属化反射板を有している。

３）前項記載の液晶表示装置において、前記反射組立体
は金属化粒子で形成される。

４）前記前面透明板上の透明導電材料の膜は文字または
数字表示を形成する導体帯状片を有し、導体帯状片は切
取られた部分を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によって作られた液晶装置の断面配置
図、第２図は第１図の装置に使用される反射組立体の一
つの型の斜視図、第３図は第１図の装置に使用すること
ができる他の型の反射組立体の斜視図、第４図は第１図
の装置の前面透明板上の導電膜が後面反射板をこ通過す
る光線を最犬にする異なった光学像を与えるようエッチ
ングすることができるのを示し、第５図は更に異なった
光学像を得るようエッチングすることができる導電膜の
他の方法を示す。 １０……液晶ユニット、１１……前面偏光子、１２……
前面透明板、１４……背面透明板、１６……液晶材料層
、１８……前面導電電極膜、２０……背面導電電極膜、
２２……反射板装置、２４……スイッチ、２６……電池
、２８……光線、３０……透明板、３２……散乱表面、
３４……金属化表面、３６……粗面化表面、３８……透
明導電帯、３９……透明導電帯、４０……中央孔、４２
……孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 正誘電異方体の液晶材料を前面と背面の透明平行板
   の間に配置し、両平行透明板の前記液晶層に接する面は
   透明導電材料の膜で覆われ、前記前面透明平行板上の透
   明導電材料の膜はその選ばれた地域内にのみ存在し、前
   記液晶材料の層内で捩れネマチツク構造を生じる装置と
   、前記前面透明平行板の液晶層とは反対面に接して設け
   られた唯一の偏光子と、前記背面透明平行板の液晶層と
   は反対面に接して設けられた散乱性反射組体とを備え、
   前記散乱性反射組体は該反射組体から戻されて前記前面
   透明平行板の前記導電材料で覆われていない区域に向う
   光線の少なくとも一部を前記前面透明平行板の前記導電
   材料で覆われた区域を通過させる、液晶電気工学的表示
   装置。