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JPS644164B2 - - Google Patents
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JPS644164B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS644164B2
JPS644164B2 JP54044844A JP4484479A JPS644164B2 JP S644164 B2 JPS644164 B2 JP S644164B2 JP 54044844 A JP54044844 A JP 54044844A JP 4484479 A JP4484479 A JP 4484479A JP S644164 B2 JPS644164 B2 JP S644164B2
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JP
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liquid crystal
fluorescent
polarizer
pleochroic
dye
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JP54044844A
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Ariguzaanda Shankusu Ian
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UK Secretary of State for Defence
Original Assignee
UK Secretary of State for Defence
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Publication date
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Publication of JPS644164B2 publication Critical patent/JPS644164B2/ja
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133617Illumination with ultraviolet light; Luminescent elements or materials associated to the cell
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
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    • C09K19/60Pleochroic dyes
    • GPHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶表示装置、特に多色性染料を組
み入れて成る液晶表示装置に係る。
典型的な液晶表示装置に於いては、液晶物質の
薄層が、透明で図形化された電極構造をその内表
面に具備するガラス基板の間に狭持されている。
電極構造又はこれらの構造の対応する部分に番地
ポテンシヤルを印加することにより、液晶物質の
層に電場を選択的に形成し、液晶層の光学的性質
(例えば反射率、透過率又は光学的活性)を、番
地づけられた電極構造又は番地づけられたこれら
構造の部分に対応して、残余の背景から表示記号
を区別するために変化させることができる。
表示が明るいことおよび表示特性と背景との間
のコントラスト(単色又は着色にかわらず)が高
いことが、表示を適用する際に重要である。しか
し乍ら、液晶表示特に偏光子を具有する液晶表示
は一般に光をある程度吸収するので、このような
表示の明るさは−コントラストは非常に高い(例
えば100:1)けれども−典型的に極めて不十分
なものである。色彩効果およびコントラストと明
るさとの改良されたコンビネーシヨンが、液晶層
中に溶解している1つ又はそれ以上の選択された
多色性染料を使用することにより達成されてい
る。この場合、染料分子と液晶分子とは公知のゲ
スト−ホスト相互作用(guest−host
interaction)を介して協同する。
多色性染料は、平面偏光された光の吸収が染料
物質中に入射した光の偏極の方向に関して個々の
染料分子の配向に応じて変化するという物理的性
質をもつている。光の偏極方向が染料分子の長い
分子軸に平行であれば、光は強く吸収される。し
かし乍ら、偏極方向が染料分子の長い分子軸の方
向に対して垂直であれば、光吸収は非常に弱い。
ゲスト−ホスト液晶表示装置に使用するために選
択された多色性染料は、それらの配向に従つて顕
著な吸収差を示すのみならず、これらの染料分子
と液晶物質の分子との間の相互作用(この相互作
用をゲスト−ホスト相互作用と称する)が特に強
くて染料分子が液晶分子によつて整列され得ると
いう性質によつて象徴されるものである。
ゲスト−ホスト表示装置の具体例は、英国特許
第1410329号(コレステリツク−ネマチツク相変
化効果装置)及び英国特許第1472247号(ねじれ
マチツク(Schadt−Helfrich))効果装置)にみ
られる。ゲスト−ホスト装置の別の例として、同
様に適当な多色性染料を含有するダイナミツクス
キヤタリング効果装置及びフリーデリツクス
(Freedericksz)効果装置を挙げ得る。更に、コ
ントラストは、英国特許第1507030号に開示され
ているように、中間色の如き対比して引き立つ色
状態を提供すべく、多色性染料の適当な混合物を
使用することにより達成されている。
多色性アゾ染料はゲスト−ホスト装置に使用さ
れてきているが、しかし乍ら、これらの染料は、
強い多色性を示すものではあるが、残念なことに
紫外線に比較的感じやすい。アントラキノン多色
性染料の新しい範囲が英国特許願第42810/77号
に開示されている。これらの染料は、比較的光化
学的に安定であり従つて比較的長期間の寿命が要
求される装置にとつて有用であるが、装置中に組
み込まれた際、アゾ染料を用いて得られるのと同
様の良好な明るさとコントラストとのコンネーシ
ヨンを達成し難いものである。このように、これ
らの装置において明るさおよびコントラストの改
良に対する要求が生じてきている。
多色性染料を含有する偏光子が、暗色状態を有
するシヤツター(shuttters)又は表示を形成す
るために、ねじれネマチツク(twisted
namatic)液晶装置中に使用されている。これら
の装置に於いて明るい状態の結果として生じる色
は、同様に、良好な明るさ及びコントラストを減
じるため、改良が望まれている。
本発明は、平行に配置された前面絶縁基体と背
面絶縁基体とを具有し、各基体の内表面に電極構
造が設けられ且つ基体の間に液晶物質の層が設け
られている液晶セルから成り、電極構造間に電位
差を印加することにより該層に適当な電場を印加
して装置が暗い光学的状態領域と明るい光学的状
態領域とを分割し得るようにセルが配置されてお
り、更に、セル中に入射して伝播する光を反射す
るために配置された反射体と少なくとも1つの多
色性物質を含有する多色手段と少なくとも1つの
螢光物質を含有する螢光手段とを具有しており、
該螢光手段がほぼ多色手段の光学的伝播バンド内
に位置する光学的吸収バンドを有し且つ該螢光手
段がまたほぼ多色手段の光学的吸収バンド内に位
置する対応螢光放出バンドを有しており、多色手
段と螢光手段とが協同し得るようになつており且
つ光がセル中に入射して適当な電場が層に印加さ
れると装置の明るい状態領域から視覚者に伝播す
る光が実質的に中間色になるように協同すべく配
置されて成る液晶表示装置を提供する。
本発明装置は、少なくとも1つの適当な多色性
染料のある量が液晶物質の層中に溶解しているゲ
スト−ホスト液晶表示装置であることが好まし
い。本発明に於いて、液晶物質は、多色性染料の
分子と液晶物質の分子とがゲスト−ホスト相互作
用を介して相互に整列し得る如き適当なコレステ
リツク若しくはネマチツク物質又はコレステリツ
ク物質とネマチツク物質との混合物であり得る。
ゲスト−ホスト液晶装置は、例えばコレステリ
ツク−ネマチツク相変化効果装置、ダイナミツク
スキヤタリング装置、ねじれネマチツク(シヤツ
ト−ヘルフリツヒ)装置又はフリーデリツクス効
果装置として作動すべく構成され且つ配置され
得、層は電場の印加に際して暗い光学的状態と明
るい光学的状態とに分割されるようになつてい
る。
染料としての螢光物質は、液晶層中に溶解され
得る。該染料の分子は、液晶物質の分子と相互作
用して該液晶物質の分子と整列し得ることが好ま
しい。
更に、染料又は顔料としての螢光物質は、反射
体、基体又は組み入れられた偏光子中に含有され
得る。各場合、螢光物質の分子が偏極の方向に整
列又は極の方向決めをすることが好ましい。
更に、本発明の装置は、前面および背面の平行
基体それぞれに隣接する前面偏光子と背面偏光子
とを具有し、少なくとも1つの偏光子の偏極の方
向に整列する1つ又はそれ以上の多色性物質のあ
る量を組み入れて成るねじれネマチツク表示装置
であつてもよく、この場合、液晶物質の分子の長
い分子軸の整列(それぞれの基体表面における)
は、電場が印加しれない場合基体の間の分子の
90゜(又は他の角度)らせんねじれ配置を決定づけ
るかの如き直交し、各偏光子相互の偏極方向及び
液晶分子の直交整列方向に対する各偏光子の偏極
方向は、液晶物質の層が該層の一部分を横切つて
適当な電場が印加されると暗い光学的状態と明る
い光学的状態とに分割され得るようになつてい
る。この場合、偏光子は交差又は平行になり得、
基体の1つの内表面にある液晶物質の整列方向に
直交又は平行に整列し得る。液晶物質はネマチツ
ク物質又はネマチツク物質と少量のコレステリツ
ク物質との混合物である適当な希薄コレステリツ
ク物質であつてもよい。
電極構造は、それぞれ単一の電極でもよい。或
いは、該構造は、選択した電気的番地に応じて表
示特性選択に適する複数の空間的に隔離された電
極から成つてもよい。例えば、隔離された電極は
それぞれ8のセブン−バー数字の形態に配置され
ていてもよい、又は、各構造の電極はそれぞれマ
トリツクス表示を形成するような行例の形態であ
つてもよい。電極の選択的番地づけにより、異な
つた数字又は文字数字(alpha−numeric
character)が表示され得る。
少なくとも1つの多色性物質が、適当な1,5
置換アントラキノン染料又は1,5置換アントラ
キノン染料の適当な混合物であることが好まし
い。
本発明を添附図面に基づいて詳説するが、下記
具体例は本発明を限定するものではない。
第1図、第2図で例示されるように、コレステ
リツク−ネマテツク相変化効果装置の前面と背面
はそれぞれ透明なガラス基体3,5である。これ
らのガラス基体はマイラスペーサ(Mylar
spacer)7により分離してシールされている。ガ
ラス基体の内表面上には電極構造9,11が装着
されており、該電極構造9,11は、表示器内で
対になつている透明な酸化スズ電極9a,9b…
…,9gと11a,11b,……,11gとから
成り、各セブン−バ−アラビア数字構造の形態に
配置されている(結合端子部分の詳細は図示せ
ず)。
電極間の空間には、わずかな重量パーセントの
多色性染料を溶解しているコレステリツク液晶物
質13が導入されている。基体3と5及び電極構
造9と11の内表面は、周知方法で清浄処理さ
れ、組立てる前に不活性雰囲気中で乾燥されてい
るので、コレステリツク物質の分子は準安定な焦
点−円錐配置(focal−conic configuration)を
とり得る。
前記処理の代りに、基体3と5の表面及び電極
構造9と11の表面を界面活性剤、例えばレシチ
ン又は有機シランで処理してもよい。又、界面活
性剤を少量液晶物質中へ添加してもよい。
基体5の背面には反応体15、例えば白色カー
ドが配置されている。
コレステリツク液晶物質の例としては、94重量
%のビフエニル共融混合物“E8”(BDHケミカ
ル株式会社製、ドルセツト、イングランド)と6
重量%のコレステリツクビフエニル物質“CB15”
(BDH ケミカル株式会社製)とから成る。
“E8”は下記に示されるものである。
液晶混合物−“E8” 4−n−ペンチル−4′−シアノビフエニル
43重量% 4−n−プロプイルオキシ−4′−シアノビフエニ
ル 17重量% 4−n−ペンチルオキシ−4′−シアノビフエニル
13重量% 4−n−オクチルオキシ−4′−シアノビフエニル
17重量% 4−n−ペンチル−4′−シアノテルフエニル
10重量% 上記コレステリツク液晶物質に、可溶性多色染
料、例えば下記式で示される1,5置換アントラ
キノン染料“D6”(BDH ケミカル株式会社製)
を、 層の厚さと所要の吸収度合に応じて、0.5〜2.0重
量%の割合で添加する。典型的には、液晶層の厚
さが12ミクロンの場合1.7重量%添加する。この
染料とその液晶装置への使用は英国特許願第
42810/77号に記載されている。該染料は、550〜
600nmのスペクトル帯中に吸収ピークあり、約
500〜650nmの光学スペクトルの範囲にわたる広
い吸収を特徴とし、独特な青色彩を有している。
この具体例において、白色カード反射体15は
適当な螢光物質の使用によつて改変されている。
特に、下記式で示される染料ペリレン(フルオロ
ル グリーン−ゴールド)カラーインデツクスNo.
59075を、 揮発性溶剤例えばアセトンに溶かし、カード1
5上に軽く塗布する。塗布される螢光染料量は、
下記のように調製、調和される。
この改変を除いて、上記装置は次のように従来
通り作動する。電場が印加されていない場合、液
晶分子13aはより安定な平面状配置をとる。す
なわち、分子の長軸が基体3と5の面に直交する
軸を有するヘリツクス上に存在する。ゲスト−ホ
スト相互作用効果により、多色性染料分子は、そ
れぞれの長い分子軸が基体3と5の表面に対し平
行又はほぼ平行になつて整列する。したがつて、
装着の前面基体3へ白色光が入射すると、白色光
スペクトル中の非青色成分はほとんど吸収され、
前面基体3を介して観測者の目17に後方散乱し
た光は濃暗青彩色に見える。一方、電界が液晶層
13に印加されると、たとえば電極9bと11b
との間に電位差をあたえることにより、該電界内
に存在する液晶分子13bは正の誘電体異方性を
示して電界に対して平行配列をとる。すなわち、
液晶分子はネマチツク相のように液晶層13の面
に対して直交するように長分子軸を配列する。ゲ
スト−ホスト相互作用により、多色性染料分子も
また長分子軸が層に対して直交するように配列す
る。この場合、非青色成分の吸収は先の場合より
も弱く、光は基体5を通過して白色カード反射体
15へ伝播される。この白色カード反射体15か
らの拡散反射により、光は目17へ装置を横断し
て逆伝播される。目17に到達した光は前例より
も明るいが、最適なコントラストに適さないいく
らか青彩色な光となる。このように、明い状態は
電極9bと対応する目17の視界中の装置の面積
と関連し、さらに青着色されて後方散乱するコレ
ステリツク状態に対応する視界中の残余の背景面
積に亘つて広がる暗い状態と対比し得る。マイナ
ス記号の形態の標示はこのようにして背景に対し
て表示される。
電界が除去されると、液晶分子は元の状態の焦
点円錐配置であるコレステリツク相へ戻る。すな
わち、各分子の長軸は、基体3と5の表面に対し
て平行な軸を有するヘリツクス上にある。青色光
が再び強く後方反射される。
しかしながら、適当螢光物質の適当量を含有さ
せるという上記改変を実施すれば、明い状態に対
応する青彩色は、青色成分の部分を補色成分又は
ほぼ補色成分へ変換することにより補償され、ほ
ぼ中間色の光が得られる。
カラー写真の技術分野で認められる厳密な中間
色は、色相感覚器官を刺激する光即ち赤と緑と青
にそれぞれ同程度に感光する光であり、白色光の
薄められた特別な状態の光に相当する。上記理想
的状態を達成するためには、完全なスペクトルの
調和とそれぞれの量の正確な調整が要求されるの
で、多色性染料物質により伝播される光の正確な
量と色相は、螢光染料物質によつて吸収されると
ともに、この効果を達成する光と量と色相に変換
される。この理想的な挙動は第3図に示される。
グラフは、光の波長(Å)に対する感受強度Iを
示すために目盛られた軸を有している。強度I0
白色光をaの記号を付した直線で示す。この直線
は、測定し得る物理的強度というよりは、標準化
された感受反応を示す。周知のとおり、目は、黄
緑色光に対し最も敏感であり、可視スペクトルの
両端にある青色と赤色の光に対しては鈍感であ
る。未改変の装置で得られる典型的な明るい状態
は、記号bの曲線で示される。この曲線bは、青
色領域にピークがあり、より長波長の光に対して
スペクトルの赤色終点に向つて次第に減少する。
多色性染料の混合物を使用することにより、過剰
の青色又は短波長色彩は、例えば英国特許第
1507030号に記載の染料混合物による吸収により
補正されるであろう。この感応の理想化された表
示は、標準化された強度I1の記号Cで示される直
線で表示される。しかしながら、多色性染料の組
み合わせの代わりに多色性染料と螢光材料の組み
合わせを使用すると、若干高い強度Iの中間色が
得られる。該中間色は、図中理想的直線aで示さ
れる。この理想状態は、陰影A領域で表示される
青色光の吸収により達成されさらに螢光手段によ
り青色光はB領域で表示される長波長の光へ変換
される。論理的な中間色への近似は、しかしなが
ら、実際に使用されている装置で達成されるであ
ろう。すなわち、前記した具体例において、フル
オロルグリーン−ゴールド染料は、多色性染料
D16により伝播される青色光を吸収し、さらにこ
の吸収光を、補色または少なくともそれに近い色
である長波長(すなわち緑がかつた黄色)の光へ
変換することにより螢光を発する。白色カード反
射体15に塗布した螢光染料の濃度は、目で判断
される最適のコントラストと最良の中間色とが得
られるように、溶解した染料を連続的に塗布する
ことにより変更してもよい。
このようにして乾燥され且つ濃縮されたフルオ
ロル グリーン−ゴールドは、その溶解形態に比
較して異なつたスペクトル特性を示すということ
に注意されたい。白色塗料−例えば市販されてい
るColyer&Southey(販売)会社の修正流体
“Snopake”−中フルオロル グリーン−ゴールド
を溶解させることにより、良好な結果が得られ
る。加えられるフルオロル グリーン−ゴールド
の量は、最良のコントラストが得られるように変
化し得る。
液晶物質に他の多色性染料物質を適当に加える
ことにより、又は、反射体に他の螢光染料を加え
ることにより、スペクトル調和が更に改良され且
つ中間色へより一層近づいていくことが達成され
るということが判るであろう。例えば、下記式で
示される螢光染料Rhodamine B Colour Index
No.45170のある量を、 アセトン中に溶解してフルオロル グリーン−
ゴールドと白色塗料“Snopare”との混合物に加
えると、付加的赤補償成分に緑成分の対応吸収が
付与される。螢光染料の相関的な量は、最良のコ
ントラストが得られるようにバランスさせられ
る。
白色反射体カード15を使用する代わりに、背
面基体5の後部を白色塗料で塗布してもよい。こ
の場合、螢光物質は白い塗料と混合される顔料又
は染料として塗布されるか、又は螢光染料が液晶
層13中に溶解される。白色塗料が、ガラス基体
5に非常に近接している、即ち該基体5と良好な
光学的接触をしており且つ該基体5中に入射した
光を後方散乱するための手段となるため、染料が
液晶層中に溶解している場合に放出される螢光が
後部散乱して目17に到達する。
しかし乍ら、他の形態の反射体を白い色調のカ
ード15の代りに用いてもよい。このように、反
射体15は、その中に入射する光の偏極をある程
度まで維持するものであり、カード又はアルミナ
若しくは類似の金属塗料で塗布された他の支持シ
ートから成るか、或いは又繊維状のポリスチレン
又はポリプロピレンシートの組み合わせで形成さ
れてもよい。更に、別の散乱用反射体をミクロー
多孔性ポリプロピレンシートから形成してもよ
い。この場合、孔は液晶物質で充たされており、
シートは、予じめ伸長されて、延伸孔に整列液晶
の長い分子軸を与えるようになつている。後者の
場合、螢光染料物質を液晶物質中に適当量溶解さ
せて含有せしめてもよい。このシートは、それ自
体後方散乱体として使用され得るか、又は偏光子
シート及び鏡の追加的背部材又は英国特許第
1509180号(米国特許第4048358号)に教示されて
いるアルミニウム塗料又は繊維状ポリスチレン若
しくはポリプロピレンの如き偏極を維持する他の
反射体によつて補足されてもよい。
反射体は、また、強く着色された螢光カード又
は他の散乱用反射体を使用したり、前面に白色の
透明散光器を配置して構成されてもよい。その結
果、所要程度の螢光色をもつオフ−白色反射が得
られる。
第4図および第5図に示されるねじれネマチツ
ク装置21には、前面および背面の平行ガラス基
体23,25がそれぞれ設けられている。各基体
23,25の内表面上に電極構造が設けられてい
る。各電極構造27,29は、それぞれ、文字
“A”からなる表示形態の表示部分27a,29
aと結合部分27b,29bとを有している。該
構造は表示部分のみが相互に一致するように配置
されている。基体は、マイラスペーサ31によつ
て隔離されて共にシールされている。電極間スペ
ース中に、正の誘電異方性の特徴をもつネマチツ
ク物質と少量の混合可能コレステリツク物質とを
含有する希薄コレステリツク液晶物質混合物33
が挿入されている。基体23,25の内表面と電
極構造27,29とは一方向に相互に擦過処理さ
れており、組み立てられた際、液晶分子の長い分
子軸が90゜らせんねじれ配置33aをとるように
なつている。英国特許第1472247号および1478592
号に開示されているように、希薄コレステリツク
混合物それ自体の感度およびピツチが90゜らせん
ねじれ配置の感度およびピツチに調和するよう
に、少量のコレステリツク物質が加えられてい
る。基体23,25の外表面に隣接して前面偏光
子35と背面偏光子37とが設けられている。前
面偏光子35は、その偏極方向が対応する基体2
3上の擦過方向に平行になるように即ち該基体近
傍の整列液晶分子に平行になるように、整列して
いる。背面偏光子37は着色されており、直線状
に配向する多色性染料を含有している。該染料
は、光の多成分を選択的に吸収すること特徴と
し、可視スペクトルの低い部分(即ち赤から緑)
においてその転移モーメント(transition
moment)(通常その長軸)に平行に偏光される。
多色性染料の分子は、その長軸が実質的に平行で
且つ偏極の単一の方向が該軸に直交するように整
列する。背面偏光子37は、偏極の方向が前面偏
光子35によつて決められる偏極の方向に平行に
なるように整列する。装置の最後部は、背面偏光
子37に隣接する反射体39である。装置はまた
ある量の螢光染料物質を含有しており、この具体
例に於いては該染料物質は反射体39中に含有さ
れている。更に、反射体39がその中に入射する
光の偏極をある程度維持することが好ましい。
液晶物質は、12μm厚さの層中に4,4′n−ペン
チル シアノビフエニルと0.2%w/wのコレス
テリル モナノエートとの混合物から成る。多色
性染料はアントラキノン染料“D16”(BDH
Chemicals: Ltd製)である。
着色偏光子37は、染料分子が加えられた応力
の方向にその長軸を整列させるように伸長され且
つ多色性染料を含有させたポリビニルアルコール
シートから成つている。
白色光が装置の前面に入射すると、該光が前面
の灰色がかつた(neutral)偏光子35中を伝播
し、偏光子35によつて決められた偏極の方向に
偏光された平面を生じる。電場が印加されていな
いと、光が液晶層中を伝播する際、この光の偏極
面は90゜回転させられ、背面着色偏光子37中に
含有されている多色性染料分子の長軸に平行な偏
極面をもつ光が生じる。可視スペクトルの低い部
分にある光の成分(赤から黄)は次いで多色性染
料の吸収特性に応じて強く減衰し、一方可視スペ
クトルの上方部分にある成分(緑から青)は次い
で殆んど又は全く減衰することなく伝播してい
く。次いで、この光は螢光染料分子と相互作用
し、スペクトル成分が螢光変換によて変化させら
れ、緑−青成分は赤−黄成分への部分的変換によ
り希薄化させられる。この希薄化された光が背面
偏光子37を通つて後方に反射され、該偏光子3
7のところで1つの偏極のいくつかの螢光が吸収
され、残部が、残余の螢光が前面偏光子内に吸収
される装置の部分に伝播する。このようにして、
この光は暗い緑−青 背景を形成する。
電極表示部分27a,29a間に位置する液晶
物質の層33に適当な大きさの電場を印加する
と、液晶物質の長い分子軸が電場に平行になつて
整列するように傾き、明るい状態領域33bが形
成される。光がこの領域を伝播すると、偏極面は
維持される。上記した如く、スペトクルの上方部
分の光成分が殆んど又は全く減衰されることなく
偏光子37を伝播し、可視スペクトルの低い部分
の光成分は以前ほどよりももつと弱い程度ではあ
るが減衰する。この場合光の偏極面が多色性染料
分子の長軸を横切る。偏光子37中を伝播する光
のスペクトル成分は、部分的螢光変換により再び
変化させられ、この場合赤−黄成分を捕足する螢
光成分が吸収されないで存在する。反射体39に
おける反射に続いて、光は装置を通つて後方に伝
播し、スペクトル成分は、1つの偏極面に対する
偏光子37内における弱い減衰および偏極の直交
面に対する強い減衰によつて再び変化する。
このようにして、明るい状態領域33bに対応
する表示“A”が認められる。スペクトル吸光
度、多色性染料の量および螢光物質の量は、この
明るい状態がほぼ中間色から成るように均衡が保
たれている。
偏光子35又は偏光子37のどちらかが90゜回
転することにより、明るい状態及び暗い状態の役
割が逆転されることが判るであろう。このように
して、表示“A”がまた明るい灰色がかつた背景
に対して暗い表示として写しだされる。いずれの
場合においても、前面の灰色がかつた偏光子35
と背面の着色偏光子37とが相互に変換される。
UK Patent Serial No.1509180に教示されている
如き(ただしジクロミツク染料の代わりに螢光染
料を含む)、それ自身偏光特性を有する別のタイ
プの反射体は、次の理由により好ましい。上記し
た如く、着色偏光子35が液晶層より前にある場
合、液晶セル21から生じた光は、電場によつて
回転された又は回転されていない液晶層の領域を
該光が通過するかどうかに応じて、2の平面のう
ちの一方に偏光される。背面の灰色がかつた偏光
子を、異方性螢光反射体即ち螢光染料分子がその
長い分子軸を反射体の平面内で平行に位置させて
伸長配列する反射体で置きかえ、且つ明るい状態
に対応する最大の吸収および螢光変換を生起する
ように反射体を整列させることにより、螢光を殆
んど吸収することなく中間色が得られる。
背面の灰色がかつた偏光子と共に等方性の反射
体を使用すると、螢光のむしろより大きな吸収が
避けられないであろう。
異方性螢光反射体は、また、灰色がかつた偏光
子35、液晶セル21および着色偏光子37から
成る着色表示の後部反射体としても有利に使用さ
れ得る。何故ならば、螢光反射体の正しい配向の
ために、平面偏光された螢光が、殆んど吸収され
ることなく明るい状態の表示を介して後方に通過
することができるからである。
【図面の簡単な説明】
第1図はゲスト−ホスト コレステリツク−ネ
マチツク相変化液晶装置の断面図、第2図は第1
図の装置の正面図、第3図は(a)多色染料含有の従
来の装置と(b)本発明の具体的装置とを比較するた
めの観察し得る光強度に関する説明グラフ、第4
図はらせんネマチツク表示装置の断面図、第5図
は第4図の装置の正面図を示す。 1……液晶セル、3,5……基体、7……マイ
ラスペーサ、9,11……電極構造、13……液
晶物質、15……反射体、21……液晶セル、2
3,25……基体、27,29……電極構造、3
1……マイラスペーサ、33……液晶物質、3
5,37……偏光子、39……反射体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 平行に配置された前面絶縁基体3;23およ
    び背面絶縁基体5;25と、装置中に入射して伝
    播する光を反射するために配置された反射体1
    5;39と、少なくとも1つの多色性物質を含有
    する多色手段3,13,5又は15;35,2
    3,33,25,37又は39とを具えており、
    前記各絶縁基体の内表面に電極構造9と11;2
    7と29が設けられ且つ基体3と5;23と25
    の間に液晶物質の層13;33が設けられてお
    り、電極構造9と11;27と29間に電位差が
    印加されて層13;33に適当な電場が印加され
    ることにより暗い光学的状態領域と明るい光学的
    状態とに分割し得る液晶表示装置において、少な
    くとも1つの螢光物質を含有する螢光手段3,1
    3,5又は15;35,23,33,25,37
    又は39)が設けられており、該螢光手段がほぼ
    多色手段の光学的伝播バンド内に位置する光学的
    伝播バンドを具えており且つ該螢光手段がほぼ多
    色手段の光学的吸収バンド内に位置する対応螢光
    放出バンドを具えており、明るい状態のために装
    置1,21が入射光をほぼ中間色に転換し得るよ
    うに多色性物質と螢光物質との相関量が均衡され
    ていることを特徴とする液晶表示装置。 2 少なくとも1つの多色性染料が装置1;21
    の液晶層13;33中に溶解しており、多色性染
    料の分子が液晶物質の分子と直線状に整列し得、
    螢光物質が装置1;21の背面にある反射体1
    5;39中に組み込まれていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の装置。 3 少なくとも1つの多色性染料および少なくと
    も1つの螢光染料が装置1の液晶層13;33中
    に溶解しており、該染料の分子が液晶物質の分子
    と直線状に整列し得ることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の装置。 4 前面偏光子35と背面偏光子37とを具えて
    おり、少なくとも1つの多色性物質が該偏光子3
    5,37のうちの一方に組み込まれ且つこの偏光
    子の偏極の方向に整列する分子を有しており、少
    なくとも1つの螢光物質が背面偏光子37中に組
    み込まれ且つ背面偏光子37の偏極の方向に整列
    する分子を有していることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の装置。 5 前面偏光子35と反射体39とを具有して成
    り、反射体39が少なくとも1つの螢光物質を組
    み込んで該螢光物質の分子が伸長し且つ反射体3
    9の平面内で平行に位置させられるようになつて
    おり、反射体39と偏光子35とが、明るい状態
    のために入射光の吸収と螢光放出との最適のコン
    ビネーシヨンを付与するように相互に整列してい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    の装置。 6 少なくとも1つの多色性物質が下記式で示さ
    れる染料であり、 少なくとも1つの螢光物質が下記式で示される
    螢光染料である、 ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5
    項のいずれかに記載の装置。 7 反射体15,39が、調整された量の下記式
    で示される螢光染料を含有している、 ことを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の
    装置。
JP4484479A 1978-04-12 1979-04-12 Liquid crystal display device Granted JPS54143250A (en)

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