[發明專利]液晶組成物、利用該液晶組成物的液晶顯示元件以及具有該液晶顯示元件的電子紙張

無效

• 申請號: 200580050927.5
• 申請日: 2005-07-01
• 公開（公告）號: CN101213485A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 能勢將樹;富田順二;黑崎義久
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: G02F1/137
• 分類號: G02F1/137
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 張龍哺;馬少東

技術領域

本發明涉及一種形成膽甾相的液晶組成物(1iquid?crystal?composition)、利用該液晶組成物的液晶顯示元件以及具有該液晶顯示元件的電子紙張。

背景技術

近年來，在各個企業和大學等中積極地進行對電子紙張的開發。作為正在期待電子紙張的應用市場，提出將電子紙張應用到以電子書籍為代表的，移動終端設備的副屏、IC卡的顯示部等多種的便攜設備中的建議。作為電子紙張的有力的顯示方式之一是，具有使用形成了膽甾相的液晶組成物(膽甾相液晶)的顯示元件。膽甾相液晶具有半永久的顯示保持特性(存儲性)、鮮艷的色彩顯示特性、高對比度特性以及高分辨率特性等優越特征。

圖10示意地示出了使用了膽甾相液晶的可全彩顯示的液晶顯示元件51的剖面結構。液晶顯示元件51具有如下構造，從顯示面起依次層疊藍色(B)顯示部46b、綠色(G)顯示部46g和紅色(R)顯示部46r。如圖所示，上方的基板47b側為顯示面，環境光(實線箭頭)從基板47b上方向顯示面入射。而且，在基板47b上方示意地顯示觀測者的眼睛及其觀察方向(虛線箭頭)。

B顯示部46b具有封入在一對上下基板47b、49b之間的藍色(B)用液晶層43b和向B用液晶層43b施加規定的脈沖電壓的脈沖電壓源41b。G顯示部46g具有封入在一對上下基板47g、49g之間的綠色(G)用液晶層43g和向G用液晶層43g施加規定的脈沖電壓的脈沖電壓源41g。R顯示部46r具有封入在一對上下基板47r、49r之間的紅色(R)用液晶層43r和向R用液晶層43r施加規定的脈沖電壓的脈沖電壓源41r。在R顯示部46的下基板49r背面上配置光吸收層45。

在各個B、G、R用液晶層43b、43g、43r中所使用的膽甾相液晶是，往向列相液晶中以幾十wt％的含有率比較大量地添加了手性添加劑(也稱為手性材料)的液晶混合物。若在向列相液晶中比較大量地含有手性材料，則能夠將向列相液晶分子層形成扭轉為強螺旋狀的膽甾相。膽甾相液晶也被稱為手性向列相液晶。

膽甾液晶具備雙穩態性(存儲性)，通過調節施加在液晶上的電場強度，能夠成為平面狀態或者焦錐狀態中的任一種狀態，若一旦變成平面狀態或者焦錐狀態，則之后即使在沒有電場的情況下也能穩定保持其狀態。平面狀態是通過在上下基板47、49之間施加規定的高電壓而給液晶層43施加了強電場之后，迅速讓電場變成零而得到的。焦錐狀態比如是在向上下基板47、49之間施加低于上述高電壓的規定電壓而給液晶層43施加了電場之后，迅速讓電場變成零而得到的。

以B顯示部46b為例對利用了該膽甾相液晶的液晶顯示元件的顯示原理進行說明。圖11(a)表示B顯示部46b的B用液晶層43b為平面狀態時的膽甾相液晶的液晶分子33的取向狀態。如圖11(a)所示，處于平面狀態時的液晶分子33沿基板厚度方向依次旋轉，由此形成螺旋結構，螺旋結構的螺旋軸大致垂直于基板表面。

處于平面狀態時，與液晶分子的螺旋間距相對應的規定波長的光選擇性地被液晶層反射。如果液晶層平均折射率為n，螺旋間距為p的話，那么反射為最大時的波長λ用λ＝n·p來表示。

因此，為了在B顯示部46的B用液晶層43b中使其處于平面狀態時選擇性反射藍色的光，則可以以例如使得λ＝480nm的方式來決定平均折射率n和螺旋間距p。平均折射率n可以通過選擇液晶材料以及手性材料來進行調整，螺旋間距p可以通過調整手性材料的含有率來進行調整。

圖11(b)表示B顯示部46b的B用液晶層43b處于焦錐狀態時的膽甾相液晶的液晶分子33的取向狀態。如圖11(b)所示，處于焦錐狀態時的液晶分子33沿基板面內方向依次旋轉，由此形成螺旋結構，該螺旋結構的螺旋軸大致平行于基板表面。處于焦錐狀態時，B用液晶層43b上不再具備反射波長的選擇性，而是基本不透過入射光。由于透過光被配置于R顯示部46r下基板49r背面處的光吸收層45被吸收，所以能夠實現暗(黑色)顯示。

如此，在膽甾相液晶中，利用扭轉成螺旋狀的液晶分子33的取向狀態可以控制光的反射透射。與上述B用液晶層43b所采用的方式相同的，在G用液晶層43g和R用液晶層43r中也分別封入了處于平面狀態時選擇性反射綠色或者紅色光的膽甾相液晶，由此制作出全彩顯示液晶顯示元件51。