JPS6012633B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶表示装置に関する。

従来の電界効果型の液晶表示装置は、偏光板をセルの前
後に配置して光弁的作用により表示を行なうものである
。

しかし偏光板は、湿度や紫外線等によりその性能が劣化
する問題があり、これが液晶表示装置としての寿命を決
定する要因の一つとなり、長期に亘つて使用しているう
ちに、表示のコントラスト等が低下してゆく欠点を有し
ていた。本発明は、偏光板を使用しなくて済み、その藤
成が簡単で製造が容易な電界効果型の液晶表示装置を提
供することを目的とするものである。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。１
，２は電極基板であり、少なくともその一方、１は透明
である。

３は電極基板１の内面に形成した所望パターンの複数の
セグメントからなる透明な表示電極、４は電極基板２の
内面のほぼ全面に形成した反射電極、５は反射電極４の
表面に形成した薄膜、６は電極基板１，２の間隙に封止
した液晶物質、７はスべ−サである。

本発明に使用する液晶物質６は誘電異万性のものであり
、分子の双極子軸方向とこれと直交する方向とで誘電率
（屈折率）が異なるものである。薄膜５は、液晶物質６
と屈折率が異なるものであればよい。本実施例では、薄
膜５は、以下の方法にて形成した。すなわち反射電極４
の材質としてタンタル、ニオブ、チタン、ステンレス、
アルミなど陽極酸化により酸化膜が形成される金属を用
い、この表面を陽極酸化して、酸化膜、すなわち薄膜５
を得た。つぎに、本発明の作動原理について説明する。

液晶物質６は、周知の分子配向処理により、非電界印加
時は、その分子の双極子軸が電極基板１，２と平行に揃
うようにしておく。液晶物質６と薄膜５とは、互いに屈
折率が異なっているために、薄膜５の表面で反射する光
と、この薄膜を透過し反射膜４の表面で反射する光とは
位相がずれ、このために干渉色が発生する。そこで反射
電極４と所望の表示電極３との間に電界をかけると、こ
の部分の液晶物質６は、その分子の双極子軸が電界の方
向、すなわち電極基板１，２に対して垂直方向に向く。
このため、この電界印加部の液晶物質６の誘電率、すな
わち屈折率が変化し、電界印加部と非電界ＥＯ加部とで
前記干渉色の色相や強度が相違し、所望の表示がなされ
るのである。次に干渉色の強度や色相の変化は、いかに
して決定されるかについて説明する。

液晶物質６では分子の軸方向の譲露率とそれに直交する
方向での誘電率が異なる。

また光の屈折率は、この分子の誘電率により殆ど決定さ
れる。双極子軸は通常、分子軸に一致している。即ち液
晶分子の軸が電極に平行な方向で配向している場合は、
分子の軸方向の誘電率が主に光に作用し、屈折率は分子
軸方向の誘電率で決定されることになる。また液晶分子
の配向が、電極に垂直な方向で酉己向している場合は、
分子髄に直交する方向の誘電率が光に作用し、屈折率は
分子軸に直交する方向での誘電率により決定されること
になる。これを応用して本発明では反射用電極４の表面
に透明薄膜５を形成し、この薄膜に近接する液晶分子の
配向方向を電界により変化させることによって、液晶層
のみかけの屈折率を変え、薄膜の干渉色を強くしたり色
相を変化させたりする。さらにこの点を具体例により詳
細に説明する。双極子軸が液晶分子の長軸に一致してお
り、誘電率がこの分子軸と平行方向で大きく、軸と直交
する方向では小さい液晶物質を用いたとする。そしてこ
の液晶を一方に透明電極を用い、他方に反射電極を用い
て、この反射電極上に透明薄膜をつけておく。また各電
極表面は通常の液晶表示セルと同様ポリィミドテフロン
等をコーティングし、ラビングする処理をしておく。こ
の様なセルに上記液晶を入れると、液晶分子は電極面と
平行になり、反射電極に近接する液晶の屈折率は分子軸
、即ち双極子軸に平行な方向の誘電率により決定され大
きくなる。

この結果、ｍ薄膜の屈折率を大きなものを選定しておく
と、両者の屈折率の差が殆んどなくなり、干渉色は裕ん
ど見えなくなる。また‘２｝薄膜を屈折率の小さなもの
を選定してつけておくと、両者の屈折率の差が大きく、
この界面での反射が多くなり干渉色は強くなる。次に表
示のために所望のパターン状に電界を加えると、電界が
加えられた所の液晶はその双極子鯛、すなわち分子軸が
電極面に垂直になり、この部分の液晶の屈折率は、分子
軸と直交する誘電率により決定されるものとなり小さく
なる。

したがって上記ｍのように、薄膜の屈折率が大きい場合
は、両者の差が大きくなり干渉色は強くなる。

また上記■のように、薄膜の屈折率が小さい場合には液
晶層との差が少なくなり、干渉色は殆んど見えなくなる
。また印加する電界の強さを適当に選択すると色相の変
化も生じることがある。

これについての原理は未だ明確でないが、薄膜に近接す
る液晶層の一部が電界により薄膜と同じ屈折率の層を形
成し、これがあたかも薄膜層の厚みが変化したような状
態となり色相が変化するものと考えられる。このように
干渉色の強度及び色相の変化は、使用する液晶の双極子
軸の分子の長軸との関係、双極子軸と平行な方向での誘
電率及び双極子軸と直交する方向での誘電率によって決
定されるものである。勿論、液晶物質６は誘電異方性で
あればよく、その正・負は問われない。以上のように本
発明によれば、偏光板を用いることなく電界効果型の液
晶表示が可能であり、偏光板の性能劣化などの問題がな
く、寿命が長い。

また、陽極酸化によって薄膜（酸化膜）を形成する場合
は、その厚みを電圧で容易に調整することができ、低コ
ストで製造できる。また酸化膜は、一般に抵抗が高いの
で、対向する電極間のショート防止にもなるなど顕著な
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例の縦断面図である。 １，２・・・・・・電極基板、３…・・・表示電極、４
・・・・・・反射電極、５・・・・・・薄膜、６…・・
・液晶物質。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 誘電異方性の液晶物質を挾持する平行な２枚の電極
   基板と、一方の電極基板の内面に形成した透明な表示電
   極と、他方の電極基板の内面に形成した反射電極と、こ
   の反射電極の表面に形成しかつ、前記液晶物質に対して
   屈折率の異なる薄膜とを設け、前記液晶物質と前記薄膜
   との屈折率の相違により干渉色を生ぜしめ、所望の電極
   間に電界を印加することにより、電界印加部と非電界印
   加部とで前記液晶物質の誘電率が異なって前記干渉色の
   状態が相違し、所望の表示を行なうようにしたことを特
   徴とする液晶表示装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記薄膜は前記反
   射電極の表面を陽極酸化して得た酸化膜である液晶表示
   装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記薄膜は絶縁抵
   抗の高いものである液晶表示装置。