JPS6019491B2 - 反射型表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電界により光散乱を自由に制御出釆る新しい
反射型表示装置に関する。

一般に、相接する２種の透明物質境界面に於ける反射或
は屈折は、両物質の屈折率整合の程度により決定される
。

即ち、両物質間の屈折率整合が充分であれば、反射或は
屈折生じず、整合が不充分であると、大きな反射或は屈
折が生ずる。更に、前記両物質境界面が光散乱面であっ
た場合、前記反射及び屈折は、前方及び後方への光散乱
となる。必定、両物質間の屈折率整合が充分であれば光
散乱は生じず、整合が不充分であると、大きな光散乱が
生ずる。一方、所謂、電気光学的物質の中には電界によ
り屈折率の制御が可能な物質が存在し、例えば、液晶物
質は電界印加により配列方向が変化し、液晶物質の屈折
率異方性から、実効的な屈折率を電界で制御出来る。又
は、ＰはＴ等の透明譲電性物質でも電界により屈折率を
制御する事が出来る。本発明では、前記の電界による屈
折率制御の可能な電気光学的物質を用い、相接する透明
物質との屈折率整面の程度を電界で制御する事により、
前記両物質境界面に形成された光散乱面上での光散乱の
程度を自由に制御する事の可能な表示装置を更に反射型
にし、享波長板を用いる事によって、透過型に比べ格段
に高い光利用率を実現したものである。

以下、実施例に基づき詳細に説明する。

第１図、及び第２図は、電気光学的物質として負の誘導
異方性を有する（ｎ型）ネマチック液晶を用いた本発明
の一実施例である。

１，２は透明支持板であり、ここではガラスである。

３，４は透明電極であり、本実施例ではｌｎ２０３の真
空黍着膜であり、エッチングによりパターン化してある
、５，６Ａ，６Ｂは配向処理層である。

本実施例ではｎ型ネマチック液晶を使用し、初期配向は
垂直配向であり、５，６Ｂは垂直配向処理層であり、有
機シランＤＭＯＡＰ（Ｎ−Ｎジメチル−Ｎ−オクタデシ
ル−３−アミノプロピルトリメソキンシリルクロラィド
）溶液で処理したものである。又、電界を印加した際デ
ィスクリネーションを起さず一方向に倒れる為には、完
全な華直配向ではなく、やや一方向に倒れた“準垂直配
向”がよい、６Ａはこの“準垂直配向”を得る為の処理
層であり、ここではＳｉ０支持板法線から８５ｏ懐いた
方向から斜め蒸着した。５及び６Ａ，６８の処理により
本実施例では支持板法線より約７〜１ｏｏ懐いた準垂直
配向が得られた。

７はｎ型ネマチック液晶であり、ここではＭ旧ＢＡ（パ
ラーメトキシベンジリデンーパラーブチルアニリン）５
０％とＥＢＢＡ（パラ−ヱトキシベンジリデン一パラー
プテルアニリン）５０％の混合液晶を用いており、この
液晶の常光線に対する屈折率ｎ。

はｎ。＝１．５４でありガラスの屈折率ｎｓ；１．５３
とほぼ一致する、一方この液晶の異常光線に対する屈折
率ｎｅは、ｎｅ＝・‐８１である。８は量波長板であり
、９は反射板である。

１０は支持板上に形成された光拡散面であり、本実施例
ではホウニングにより形成した。

次に本実施例の動作を示す。

第１図は無電界状態で、Ｍ旧ＢＡ及びＥＢＢＡの混合液
晶は光学的には正の異方性を持ち、その屈折率楕円体は
第３図の様になる。即ち液晶が華直配同している場合、
第１図１１の如く、液晶層に垂直に入射した光に対する
屈折率は、第３図の屈折率楕円体のｘｙ平面による切断
面の軸長に一致し、第３図より、全偏光方向に対してｎ
。に一致する。本実施例では準垂直酉己向である為屈折
率はｎ。の付近で広がりを持つが大よそｎ。である。前
述の如くｎ。ごｎｓであるから液晶・支持板境界面にお
ける散乱はほとんどなく、１１より入射した光１２はほ
とんど散乱されず透過し反射板で反射されて出てくる。
第２図は電界印加状態である。電界印加により液晶７は
支持板１，２に水平に配向する。この場合液晶層に垂直
に入射する光１川こ対する液晶層の屈折率は、第３図の
屈折率楕円体のｙｚ平面による切断面の軸長に対応し、
液晶７に平行な偏光に対しｎ。＝１．８１液晶７に垂直
な偏光に対しｎ。＝１．５４であり、よってｎ。ごｎｓ
より液晶７に垂直な偏光１５は透過し、ｎｅ主ｎｓより
液晶７に平行な偏光は１３，１４の如く散乱される。一
方透過した光・５は章波長板８により右円偏光１６とな
り、反射板９により左円偏光１７となって再び章波長板
８は入り、今度は液晶７に平行な偏光１８となる。偏光
１８に対する屈折率はｎｅでｎｅｌｌｎｓであるから再
び１０の光散乱面で散乱が生じ、２０，１９の様に散乱
される。以上の如く、本発明によれば電界により易く、
光反射、光散乱を制御する事が出来、更に反射型にして
章波長板を使用した事により、偏光板を使用する透過型
に比べ全自然光が利用出来、高いコントラストを持つ光
利用率の優れた表示が可能となった。

次に、更に改良された実施例２を示すと、第１，２図に
おいて液晶層７から反射板９迄の距離が大きいと、中の
細いパターンでは、周囲から光が囲り込みコントラスト
を低下させ、これを防ぐには、液晶層７と反射板９の距
離を小さくする事が効果的である。

実施例２では第４図の様に下支持板２にき波長板の機能
を持たせ、反射板９を下支持板２に直接設けて、前記光
の図り込みを抑制した。ここでは下支持板として、光軸
に平行に切り出した厚さ１８０ム肌の水晶板を使用し、
裏面に銀蒸着を施して反射鏡９としてある。又実施例２
では、正の誘電異方性を有する（Ｐ型）ネマチツク液晶
を、初期配向と水平配向として用い、上下支持板での配
向が直交するッィステド・ネマチツク（ＴＮ）構造にし
た。

ＴＮ構造により一般の平行構造より動作電圧を低く抑え
る事が可能となった。又、液晶層を、２色性ネマチック
液晶あるいは２色性色素を混入したネマチック液晶で構
成し、本発明による散乱効果と、２色性色素の吸収によ
る所謂ゲスト・ホスト効果（ＧＨ効果）を共存させても
よい。更に第１図、第２図の装置に２色性色素を混入す
れば、電界印加時に着色散乱状態が生じ、新たな表示効
果を持つことは云うまでもない。又、コントラストを高
める為には、電気光学的物質の両側に光散乱面を設ける
事が有効である。

あるいは多層にしてもよく更に実施例２では反射板側の
支持板２をき波長板で形成したが、勿論上支持板・もう
波長板で形成してもよく、この上量波長板は、例えばサ
ングラス等による擬偏光解消の効果を有する。以上述べ
た如く、本発明によれば電界により易く光反射・光散乱
を制御する事が出来る。

本発明による反射型表示装置は、例えば他の反射型液晶
表示装置と比べても、次の点で優れており、即ちッィス
テッド・ネマチツク方式（ＴＮ方式）では偏光板により
自然光の半分を使用していないが、本発明では、章波長
板８を用いる事により、全自然光を利用出来る。第１，
２図でき波長の替りに偏光板を使用する事も出来桝、孝
波長板８の便用は、光利用率の点で大きな長所を有する
。本発明と同じ、散乱型表示である。動的散乱方式（Ｄ
Ｓ方式）と比べた場合、ＤＳ方式は電流効果であり、本
発明は電圧効果である事から、駆動電圧、消費電力、寿
命の点で、本発明がＤＳ方式より優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図、及び第２図は本発明によるｎ型ネマチック液晶
を用い享波長板を使用した反射型表示装置の説明図、第
３図は軸正光学異方性物質の屈折率曲面グラフ、第４図
は本発明による、Ｐ型ネマチック液晶を用い、享波長板
で支持板を構成した反射型表示装置の断面図である。 １，２・・・・・・支持板、３，４・・…・電極、５，
６・・・‐‐‐配向処理、７‐‐‐…液晶、８‐‐‐‐
‐‐章波長板、９‐‐‐・・・反射板、１０・・・・・
・光散乱面。 第１図第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 常光線と異常光線の屈折率が異なる複屈折性を有し
   、電界により光軸方向が変化し得る電気光学物質と、該
   電気光学物質の常光線屈折率とほぼ等しい屈折率を有し
   該電気光学物質と光散乱面で接した透明物質と、該電気
   光学物質及び透明物質の外側に置かれた１／４波長板と
   、該１／４波長板の外側に置かれた反射体と、該電気光
   学物質に電界を印加する手段よりなり、電界により光散
   乱面に於ける光散乱および光透過を制御することにより
   表示を可能にしたことを特徴とする反射型表示装置。 ２ 常光線と異常光線の屈折率が異なる複屈折性を有し
   、電界により光軸方向が変化し得る電気光学物質と、該
   電気光学物質の常光線屈折率とほぼ等しい屈折率と１／
   ４波長板の機能を有し該電気光学物質と光散乱面で接し
   た透明物質と該透明物質の外側に置かれた反射体と、該
   電気光学物質に電界を印加する手段よりなり、電界によ
   り光散乱面に於ける光散乱および光透過を制御すること
   により表示を可能にしたことを特徴とする反射型表示装
   置。