JPS5916250B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶を利用した表示装置に関する。

液晶、特にネマチツク液晶は、動的光散乱効果（ＤＳＭ
）、複屈折効果（ＤＡＰ）、旅先効果（ＴＮ）等の電気
光学効果を有しており表示装置に用いられている。ネマ
チツク液晶のこれらの効果は、液晶物質の種類や液晶分
子の配列構造を適当に選ぷことによつて得られる。これ
らΞ種の効果を一つの液晶表示パネルで得ることができ
る液晶表示装置は、昭和４８年１２月２０日付出願の特
願昭４８−１４３３０８号明細書に記載されている。こ
の明細書に記されているように、直流あるいは数百ヘル
ツ以下の低周波交流電圧を印加した場合には動的光散乱
効果が生じ、数百ヘルツ以上の高周波交流電圧を印加し
た場合には、低電界で複屈折効果、高電界で旅先効果が
生じる。見やすくするために、動的光散乱効果にもとず
く表示では、一般には液晶表示パネルの背面を黒つぽい
ものにする必要があり、複屈折効果あるいは徒党１０効
果にもとずく表示では、一般に液晶表示パネルの背面を
白つぽいものにする必要がある。本発明の目的は、動的
光散乱効果にもとずく表示の場合に、液晶表示パネルの
背面を黒つぽくして、複屈折効果、旅先効果にもとずく
表示の場合１５に液晶表示パネルの背面を白つぽくして
、見やすい液晶表示装置を提供することにある。

本発明によれば、透明電極基板の内側表面に液晶分子配
向が電圧を印加しない時は垂直配向、電圧印加時は印加
電圧の種類に応じてねじれ配向構２０造もしくは光散乱
構造となるような表面処理が施されている一対の透明電
極基板間に、コレステリツク液晶が数パーセント以下添
加された誘電異方性が負のネマチツク液晶を充填した液
晶表示パネルと、透明電極板の内側表面に９００ねじれ
配向２５処理が施されている一対の透明電極基板間に誘
電異方性が正のネマチツク液晶を充填した液晶表示パネ
ルと、前記２種の液晶表示パネルをはさみこむように配
置した一対の直線偏光板と、前記２種の液晶表示パネル
に電圧を印加するための電源と３０から成る液晶表示装
置が得られる。

次に、本発明について、図面を参照して詳説する。

第１図は、本発明の一実施例の液晶表示パネルの断面を
示す模式図である。図において、３は数パーセント以下
のコレステツク液晶が添加された負の誘電異方性を有す
るネマチツク液晶である。

この液晶３は、透明電極膜２ａ、２ｂがコーティングさ
れた一対の透明電極基板１ａ，１ｂによつてはさまれ、
スペーサ５ａによつて厚みが一定に保たれている。さら
に図示はしてないが透明電極基板１ａ，１ｂの内側表面
には次のような処理が施されている。透明電極２ａ，２
ｂを含む透明電極基板１ａ，１ｂの内側表面には、まず
ラピング等による平行配向処理を施した後、さらにレシ
チンのような表面活性剤を薄く塗布すること等による垂
直配向処理を施してある。上記の表面処理が施された一
対の透明電極基板１ａ，１ｂは、平行配向処理による溝
方向が互いに直交する様に組み立てられている。

４は、正の誘電異方性を有するネマチツク液晶である。

この液晶４は、透明電極膜２ｃ，２ｄがコーテイングさ
れた一対の透明電極基板１ｂ１ｃによつてはさまれ、ス
ペーサ５ｂによつて厚みが一定に保たれている。透明電
極基板１ｂは、液晶３，４に対し共通に用いられている
。さらに図示はしてないが、透明電極２ｅ，２ｄを含む
透明電極基板１ｂ，１ｃの内側表面は、ラピング等によ
る平行配向処理が施されている。この表面処理が施され
た一対の透明電極基板１ｂ，１ｃは、平行配向処理によ
る溝方向が互いに直交する様に組み立てられている。次
に、本発明による上述したような構成の液晶表示パネル
における電圧印加による液晶分子の動作について、第２
図を用いて説明する。

第２図は、液晶表示パネル内の液晶分子６，７の配向構
造を模型的に示している。液晶分子６は、コレステリツ
ク液晶が数パーセント以下添加された負の誘電異方性を
有するネマチツク液晶、液晶分子７は正の誘電異方性を
有するネマチツク液晶である。説明の都合土、液晶分子
６によつて構成される液晶表示、パネルをＰｌ．液晶分
子７によつて構成される液晶表示パネルをＰ２とする。
第２図ａは、Ｐｌ，Ｐ２に電圧が印加されない場合の分
子配向を示し、液晶分子６は垂直配向、液晶分子７は９
０しねじれ配向をしている。一対の直線偏光板を液晶表
示パネルの前後に、偏光方向が直交するように配置した
場合、Ｐ２で、直線偏波光は９００旋光するため入射光
は透過してくる。第２図図ｂは、Ｐ１の一部分に数百ヘ
ルツ以上の比較的高い周波数の交流電圧を印加した場合
の液晶分子配向を示したものである。上述の電圧が印加
されると、電界効果により液晶分子６は９０加ねじれ配
向となり、Ｐ２によつて９０６旋光された直線偏波光は
、Ｐ１でさらに９００旋光されるため、液晶表示パネル
を透過してきた直線偏波光は結局１８００旋光される。

したがつて、一対の９００交叉させた直線偏光板を通し
て液晶表示パネルを見た場合、電圧が印加された部分は
暗く、電圧が印加されない部分は明るく見える。電界効
果により液晶分子６は、９０るねじれ配向となるが、液
晶分子６には、コレステリツク液晶が数パーセント添加
されているため、ねじれ方向を、用いるコレステリツク
液晶の左旋性又は右旋性によつて左旋又は右旋に制御出
来る。従つて均一性の良い９０旋ねじれ配向が得られる
。電圧無印加で垂直配向をさまたげず且つ、電圧印加で
２７００ねじれ配向とならない条件から求められるコレ
ステリツク液晶の添加量は用いるコレステリツク液晶の
個有の自然ピツチによつて異なるが、一般的に数％以下
である。第２図Ｃは、Ｐ１の一部分に数百ヘルツ以下の
比較的低い周波数の交流電圧、あるいは直流電圧を印加
し、Ｐ２の全体に、交流電圧を印加した場合の液晶分子
配向を示したものである。液晶分子６は、動的光散乱効
果にもとずく乱流状態となり、液晶分子７は、電界効果
によつて垂直配向構造となる。したがつて、一対の直線
偏光板を通して液晶表示パネルを見た場合、Ｐ１の電圧
が印加された部分は光散乱状態のため白つぽく見え、そ
の他の部分は、光を通さないため黒つぽく見える。次に
、本発明による液晶表示装置の一実施例について、図面
を参照して説明する。

第３図は、本発明による液晶表示装置の一実施例の構成
を示す概略図である。液晶表示パネル８は、前述の第１
図に示したように、Ｐｌ，Ｐ２から構成されている。Ｐ
１に用いた液晶９は、コレステリツク液晶コレステリル
ーノナノエイトを０，２重量パーセント含む負の誘電異
方性を有するネマチツク液晶パラ−メトキシベンジリデ
ン−パラ−ブチルアニリンである。Ｐ２に用いた液晶１
０は、正の誘電異方性を有するネマチツク液晶混合物で
あり、パラーブトキシベンジリデンーパラーアミノベン
ゾニトリル、パラ−ヘキシルオキシベンジリデン・パラ
−アミノベンゾニトリル、パラーオクタノイルオキシベ
ンジリデンーパラーアミノベンゾニトリル、パラーメト
キシベンジリデンーパラーゴチルアニリンをモル比で７
リJャ開メF１０の割合いで混合したものである。透明電
極薄膜は、酸化スズ、酸化インジウムが好ましい。この
液晶表示パネル８の前後には、互いに偏光方向が直交す
る一対の直線偏光板１１が設けられ、その片側には、光
散乱板１２および白色光源１３が設置されている。観視
者１４は、他方の側から液晶表示パネル８を見る。この
ような構造の液晶表示装置において、液晶表示パネル８
のＰｌ，Ｐ２に電圧力圧Ｄ加されていない時は、観視者
１４には液晶表示パネル８は直交偏光板１１を通して光
散乱板の色、即ち白く見える。次に、液晶表示パネル８
のＰ１に、電源１５より、充分な高周波交流電圧が印加
されると、観視者１４には、液晶表示パネル８は、この
高周波交流電圧が印加された部分は黒く見える。次に液
晶表示パネル８のＰ１に電源１５より、充分な低周波交
流電圧あるいは直流電圧が印加され、かつ、液晶表示パ
ネル８のＰ２の全面に電源１５より交流電圧が印加され
ると、観視者１４には、液晶表示パネル８は、Ｐ１に低
周波交流電圧あるいは直流電圧が印加された部分は白く
見え、その他の部分は黒く見える。このように、本実施
例の液晶表示装置は、液晶表示パネルに印加する電圧の
種類を変えることにより、表示部が白で非表示部が黒、
あるいはその逆の表示を実現することができる。以上本
発明について実施例を用いて説明したが、液晶表示パネ
ルのＰｌ，Ｐ２を独立させても、本発明の利点を有する
。

又、Ｐ１に電源１５により適当な大きさの高周波交流電
圧を印加することにより赤から紫に至る多色表示を行な
うこともできる。また、本発明による液晶表示装置は、
Ｐ２の電極を複数個独立させて設けることにより、同一
パネル面内で表示部と非表示部を白・黒逆転させること
が可能であることは言うまでもない。

以上述べたように、本発明によれば多種類の表示ができ
、かつ見やすい液晶表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いる液晶表示パネルの構造を示す
概略図、第２図は、本発明による液晶表示装置の動作を
説明するための液晶分子配向を示す模型図、第３図は本
発明の一実施例の構成を示す概略図である。 第３図において、８は液晶表示パネル、９は負の誘電異
方性を有するネマチツク液晶、１０は正の誘電異方性を
有するネマチツク液晶、１１は直線偏光板、１２は光散
乱板、１３は光源、１４は観視者、１５は電源である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一対の直線偏光板の間に、透明電極基板の内側表面
   に液晶分子配向が電圧を印加しない時は垂直配向、電圧
   印加時は印加電圧の種類に応じてねじれ配向構造もしく
   は光散乱構造となるような表面処理が施されている一対
   の透明電極基板間にコレステリック液晶が数パーセント
   以下添加された誘電異方性が負のネマチツク液晶を充填
   した液晶表示パネルと、透明電極板の内側表面に９０°
   ねじれ配向処理が施されている一対の透明電極基板間に
   誘電異方性が正のネマチツク液晶を充填した液晶表示パ
   ネルとを縦続して配置し、これら２種の液晶表示パネル
   に駆動電圧を印加するための電源を設けて成る液晶表示
   装置。