專利名稱：信息顯示器,其制備方法及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息顯示器，其制備方法和使用方法。
已使用了許多信息顯示器。在第一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的例子中，在透明背景上形成著色部分或不透明的部分，來(lái)顯示信息圖像，例如文字或圖案。例如，通過(guò)印刷，繪制等方法在商店建筑作為外部材料的玻璃板上顯示信息圖像。
當(dāng)在商店建筑的外側(cè)使用玻璃板時(shí)，外部光線可射入商店，從街上可看到商店內(nèi)部。該布置是希望用于促進(jìn)對(duì)顧客的廣告作用。減價(jià)日的信息或?qū)τ谔刭u的廣告是直接將信息或廣告印刷在布幔上或在商店玻璃板上貼上關(guān)于信息或廣告的海報(bào)。
展示商品的陳列柜或櫥窗使用玻璃板。在陳列柜中放入一頁(yè)廣告以解釋該商品。在櫥窗內(nèi)商品是用與其靠近的并對(duì)其合適的裝飾或廣告展示的。為了促進(jìn)該商品的銷售而展示的該廣告或裝飾被人丟棄、替換或改變，視要展示的商品改變或季節(jié)而定。
火車，例如電氣機(jī)車在車廂之間的門的一部分安裝了透明部件。當(dāng)門打開或關(guān)閉時(shí)，乘客可以通過(guò)該透明部件確認(rèn)是否有另一名乘客朝他/她走來(lái)或走開。透明部件顯示有車廂編號(hào)的信息圖像或其它信息。
現(xiàn)有技術(shù)的第二個(gè)例子涉及在多種會(huì)場(chǎng)，例如婚典會(huì)堂、廳堂、會(huì)議中心和展覽會(huì)提供的信息顯示器。使用多種信息顯示板來(lái)指導(dǎo)或提供信息，在有許多人聚集的地方指示方向或到休息室的路。為了具有良好的外觀或能使所有人看到在該信息顯示板后面的環(huán)境，一些信息顯示板通過(guò)在玻璃板或樹脂板上印刷信息圖像提供了信息。
現(xiàn)有技術(shù)的第三個(gè)例子涉及一種信息顯示器，它是在公司接待處、銀行出納員的窗口、辦事處的柜臺(tái)或其它地方提供的。這些地方都有裝有透明部件的隔板。在這些地方的職員必須處理他或她的工作，通過(guò)該隔板面對(duì)顧客。就此，通常在靠近該隔板的位置提供信息顯示器，對(duì)顧客提供必要信息。
現(xiàn)有技術(shù)的第四個(gè)例子在靠近汽車儀表板的位置提供了信息顯示器。在汽車中的司機(jī)需要關(guān)于汽車裝置的信息，并實(shí)時(shí)駕駛。這些信息顯示在分開提供的顯示器上。司機(jī)需要通過(guò)擋風(fēng)玻璃看外部環(huán)境，同時(shí)看顯示器提供的信息。如果在擋風(fēng)玻璃上提供常規(guī)顯示器，顯示器將阻擋司機(jī)看到外部環(huán)境，因?yàn)轱@示器在屏幕區(qū)域沒有足夠的透明度。這使得難于在靠近擋風(fēng)玻璃的位置提供顯示器。
現(xiàn)有技術(shù)的第五個(gè)例子是一種信息顯示器，它裝在街機(jī)，例如老虎機(jī)和彈子機(jī)上。在許多情況下，在包括機(jī)械系統(tǒng)的游戲裝置的正面使用透明部件或游戲裝置的顯示屏。這種透明部件顯示了其后的情況，以將有關(guān)游戲的信息傳遞給游戲者。游戲裝置的最外側(cè)通常是用透明部件，例如玻璃板制造的，以保護(hù)游戲裝置的主要部分。由于玻璃板本身沒有顯示功能，必需在玻璃后面提供所需的顯示器。
已知許多種提供信息的顯示器。主要推薦的顯示器如需要可以通過(guò)電子信號(hào)改變信息圖像。已知光致變色顯示器、電致變色窗(ECW)、TN液晶顯示器、STN液晶顯示器、液晶窗(LCW)、具有液晶/聚合物復(fù)合物的顯示器，它具有透射-散射驅(qū)動(dòng)模式，并通過(guò)施加電場(chǎng)導(dǎo)致聚合(下面列出的專利文件1)、鐵電極液晶顯示器、手性向列液晶顯示器等。
液晶顯示器中的手性向列液晶顯示器已被知道很長(zhǎng)時(shí)間(下文列出的專利文件2和3和非專利文件1)。對(duì)于晶胞結(jié)構(gòu)，液晶材料、手性添加劑、選擇性設(shè)置反射光、排列層、驅(qū)動(dòng)方法等、近來(lái)公開的技術(shù)已在下文列出的專利文件4-7中公開。下文專利文件8中公開了一種方法，其中提供了與手性向列液晶層接觸的排列層，從而具有60°或更大的預(yù)傾斜角。
專利文獻(xiàn)1U.S.P.4,818,070專利文獻(xiàn)2U.S.P.3,936,815專利文獻(xiàn)3U.S.P.4,097,127專利文獻(xiàn)4美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?002/0036614 A1專利文獻(xiàn)5美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?002/0047819 A1專利文獻(xiàn)6美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?002/0122148 A1專利文獻(xiàn)7美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?002/0126229 A1專利文獻(xiàn)8JP-A-2001-343648非專利文獻(xiàn)1George H.Heilmeier。Joel E.Goldmacher等，Appl.Phys.Lett.，13(1968)，132
現(xiàn)有技術(shù)第一個(gè)例子中的技術(shù)需要手工。不容易頻繁和及時(shí)變化信息。在現(xiàn)有技術(shù)的第二和第三個(gè)例子中，根據(jù)環(huán)境，當(dāng)一種顯示器，例如TN液晶顯示器與透明部件并列時(shí)，難于顯示完全透明的狀態(tài)。另外，需要裝置分離的顯示單元。
當(dāng)具有先進(jìn)顯示功能的顯示器與透明元件組合，以提供信息時(shí)，顯示器的不足在于從后方不容易識(shí)別環(huán)境，因?yàn)轱@示器的透射率在40％或以下。例如，汽車儀表都裝在儀表板上，提供信息。為了減少司機(jī)在駕駛時(shí)眼球的運(yùn)動(dòng)，優(yōu)選顯示器裝在靠近擋風(fēng)玻璃的位置。常規(guī)顯示器不適合安裝在擋風(fēng)玻璃附近，因?yàn)槌Ｒ?guī)顯示器透射率小，對(duì)于外部環(huán)境的觀察是一種屏障。
LCW和ECW在信息重寫速度、能量消耗和驅(qū)動(dòng)的容易程度上產(chǎn)生了問(wèn)題。LCW和ECW難于在沒有激勵(lì)或驅(qū)動(dòng)的情況下連續(xù)維持顯示的圖像。
雖然具有操作方式的記憶類型的手性向列液晶顯示器本身是已知的，還沒有已知的能夠在透明背景上顯示信息圖像的液晶顯示窗。
本發(fā)明的一個(gè)目的是解決這些問(wèn)題，并提供能在具有高透射率的透明背景上顯示信息圖像的信息顯示器，并甚至在信息圖像寫成后，與驅(qū)動(dòng)或供能斷開的情況下也能維持顯示信息。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種信息顯示器，它能重復(fù)寫，在低能耗下維持信息圖像，并與現(xiàn)有技術(shù)相比更容易控制。
本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種信息顯示器，它是含有多個(gè)像素的平面電子光學(xué)元件，每個(gè)像素具有電信號(hào)控制的光學(xué)狀態(tài)；其特征是光學(xué)元件至少具有兩種光學(xué)狀態(tài)，光散射狀態(tài)和光透射狀態(tài)，每個(gè)像素具有在光散射和光透射狀態(tài)之間可逆改變的光學(xué)狀態(tài)；通過(guò)組合像素的光學(xué)狀態(tài)，信息圖像可以以平面方式顯示；信息圖像能在未加電信號(hào)的情況下維持，當(dāng)可見光從電子光學(xué)元件的一個(gè)表面通過(guò)光透射狀態(tài)中的像素到達(dá)另一個(gè)表面時(shí)，可見光具有60％或更高的透射率。優(yōu)選透射率是70％或以上。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了根據(jù)第一方面的信息顯示器，其中電子光學(xué)元件是一種液晶光學(xué)元件，它具有在一對(duì)在其上裝有透明電極的基板之間的液晶夾層，當(dāng)維持兩種或多種光學(xué)狀態(tài)而沒有施加電壓時(shí)，液晶在操作中具有記憶效應(yīng)，光學(xué)狀態(tài)被電壓脈沖改變。
本發(fā)明的第三個(gè)方面提供了根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)方面的信息顯示器，其中液晶是手性向列液晶。
本發(fā)明的第四個(gè)方面提供了根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)方面的液晶顯示器，其中當(dāng)手性向列液晶顯示平面狀態(tài)時(shí)，至少一部分選擇性反射的光含有紅外光。
本發(fā)明的第五個(gè)方面提供了根據(jù)本發(fā)明第三或第四個(gè)方面的液晶顯示器，其中樹脂層與手性向列液晶接觸，具有60度或以上的預(yù)傾斜角。
本發(fā)明的第六個(gè)方面提供了根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)方面的液晶顯示器，其中樹脂層的至少一面經(jīng)過(guò)摩擦處理。
本發(fā)明的第七個(gè)方面提供了根據(jù)本發(fā)明第二、第三、第四、第五或第六個(gè)方面的液晶顯示器，其中提供透明電極，通過(guò)使用矩陣電極，以點(diǎn)陣模式顯示信息圖像，或提供透明的電極，通過(guò)使用分段電極，顯示分段圖案的信息圖像。
本發(fā)明的第八個(gè)方面提供了根據(jù)本發(fā)明第一到七個(gè)方面任一的液晶顯示器，其中電子光學(xué)元件與透明部件并列安裝，當(dāng)電子光學(xué)元件中的全部可控制像素在光透射狀態(tài)中時(shí)，電子光學(xué)元件和透明部件能顯示均一的透明狀態(tài)。
本發(fā)明的第九個(gè)方面提供了根據(jù)本發(fā)明第八個(gè)方面的液晶顯示器，其中當(dāng)電子光學(xué)元件和透明部件整體顯示均勻的透明狀態(tài)時(shí)，電子光學(xué)元件和透明元件在重疊區(qū)域應(yīng)具有50％或更高的透射率。優(yōu)選透射率是55％或更高。
本發(fā)明的第十個(gè)方面提供了使用第一到九個(gè)方面中任一限定的信息顯示器的方法，其中信息顯示器用于汽車、車廂、船或飛機(jī)的窗上。
本發(fā)明的第十一個(gè)方面提供了使用第一到九個(gè)方面中任一限定的信息顯示器的方法，其中信息顯示器用作指示板。
本發(fā)明的第十二個(gè)方面提供了使用第一到九個(gè)方面中任一限定的信息顯示器的方法，其中信息顯示器安裝在觀眾和商品之間，顯示新聞、廣告或有關(guān)商品的信息。
本發(fā)明的第十三個(gè)方面提供了使用第一到九個(gè)方面中任一限定的信息顯示器的方法，其中信息顯示器用作建筑物外部材料的至少一部分。
本發(fā)明的第十四個(gè)方面提供了一種第十二個(gè)方面限定的使用信息顯示器的方法，其中信息顯示器用作櫥窗或陳列柜。
本發(fā)明的第十五個(gè)方面提供了使用第一到九個(gè)方面中任一限定的信息顯示器的方法，其中信息顯示器用作投影儀的屏幕。
本發(fā)明的第十六個(gè)方面提供了一種制備信息顯示器的方法，包括提供包括多個(gè)像素的平面電子光學(xué)元件，使每個(gè)像素具有受電子信號(hào)控制的光學(xué)狀態(tài)；其特征是該方法包括形成具有至少兩種光學(xué)狀態(tài)(光散射狀態(tài)和光透射狀態(tài))的光學(xué)元件，從而使各像素具有在光散射狀態(tài)和光透射狀態(tài)之間可逆改變的光學(xué)狀態(tài)；形成光學(xué)元件，使其通過(guò)組合像素的光學(xué)狀態(tài)，以平面形式顯示信息圖像；形成光學(xué)元件，使信息圖像能在沒有施加電信號(hào)的情況下維持；和形成像素，使當(dāng)可見光從電子光學(xué)元件的一個(gè)表面通過(guò)具有透明狀態(tài)的像素到達(dá)另一個(gè)表面時(shí)，可見光具有60％或以上的透射率。優(yōu)選透射率是70％或更高。
本發(fā)明的第十七個(gè)方面提供了一種根據(jù)第十六個(gè)方面的方法，該方法還包括通過(guò)將液晶材料和液晶材料的手性添加劑混合，用手性向列液晶制備電子光學(xué)元件，從而通過(guò)在平面狀態(tài)選擇性反射紅外區(qū)的反射光，使液晶基本顯示可見區(qū)的光透射狀態(tài)，當(dāng)液晶在焦錐狀態(tài)下，控制晶胞空隙，使液晶基本顯示可見區(qū)的光散射狀態(tài)，將液晶層夾在一對(duì)具有電極的基板之間，使液晶層的各相對(duì)側(cè)與樹脂層接觸，從而具有60°或更大的預(yù)傾斜角；在相對(duì)的電極上施加電壓脈沖，以可逆控制各像素的光學(xué)狀態(tài)，并導(dǎo)致各像素中平面狀態(tài)和焦錐狀態(tài)之間相變，通過(guò)組合表面方向的像素光學(xué)狀態(tài)，顯示信息圖像。在這方面，至少一面的樹脂層優(yōu)選經(jīng)過(guò)摩擦處理。
本發(fā)明的第十八個(gè)方面提供了一種液晶顯示器元件，它是夾在一對(duì)具有多組透明電極的基板之間的手性向列液晶層，其特征是至少一組透明電極上提供有樹脂層，具有60°或以上的傾斜角，樹脂層具有經(jīng)過(guò)摩擦處理的排列表面，手性向列液晶層和經(jīng)過(guò)摩擦處理的排列表面彼此接觸，手性向列液晶層具有第一個(gè)狀態(tài)，其中入射光被選擇性反射，產(chǎn)生選擇性的反射光，和第二個(gè)狀態(tài)，其中入射光散射，選擇性反射光具有紅外區(qū)內(nèi)的波長(zhǎng)。
本發(fā)明的第十九個(gè)方面提供了一種根據(jù)第十八個(gè)方面的液晶顯示元件，其中第一和第二狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化狀態(tài)受到了施加在相對(duì)的透明電極上的電壓控制，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓基本是0V的時(shí)候，維持第一或第二種狀態(tài)。
本發(fā)明的第二十個(gè)方面提供了一種根據(jù)第十八或十九個(gè)方面的液晶顯示元件，其中液晶顯示元件具有安裝在后面的發(fā)光系統(tǒng)，當(dāng)Ia是進(jìn)入手性向列液晶層，并基本通過(guò)第一狀態(tài)的手性向列液晶層的光透射量，Ib是基本通過(guò)第二狀態(tài)的手性向列液晶層的透射量時(shí)，滿足Ib/Ia≥2。
本發(fā)明的第二十一個(gè)方面提供了一種根據(jù)第十八、十九或二十個(gè)方面的液晶顯示元件，其中各對(duì)透明電極具有樹脂層，其上具有經(jīng)過(guò)摩擦處理的排列表面，提供了各具有經(jīng)摩擦處理的排列表面，從而與手性向列液晶層接觸。
本發(fā)明的第二十二個(gè)方面提供了一種根據(jù)第十八、十九、二十或二十一個(gè)方面的液晶顯示元件，其中選擇性反射光的中央波長(zhǎng)是0.7-1.2nm。
本發(fā)明的第二十三個(gè)方面提供了一種根據(jù)第18-22個(gè)方面的液晶顯示元件，其中當(dāng)Vm(V)是改變手性向列液晶層光學(xué)狀態(tài)所需的驅(qū)動(dòng)電壓的最大電壓值，d(μm)是手性向列液晶層的厚度時(shí)，滿足Vm/d≤10。
在各方面，優(yōu)選用玻璃板或塑料板作為透明部件。塑料板的優(yōu)選例子是聚碳酸酯板。
在第十個(gè)方面，優(yōu)選信息顯示器顯示有關(guān)車輛設(shè)備的信息，有關(guān)車輛的行駛信息、正式廣告或正式新聞。
在第十個(gè)方面，優(yōu)選信息顯示器用作安裝在汽車上的顯示器，顯示汽車的操作情況，地圖信息，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等的信息。
在第十一個(gè)方面，優(yōu)選信息顯示器用作大廳、競(jìng)賽、會(huì)議中心、婚典會(huì)場(chǎng)、殯儀館、展覽會(huì)、博物館或水族館的指示牌。
在第十一個(gè)方面，優(yōu)選信息顯示器用作商店的指路牌。
在第十一個(gè)方面，優(yōu)選信息顯示器用作柜臺(tái)的透明部分，對(duì)顧客提供有關(guān)服務(wù)的信息。
在第十一個(gè)方面，優(yōu)選信息顯示器用作游戲設(shè)備的一部分，以告知游戲者要提供的服務(wù)內(nèi)容和玩法。游戲設(shè)備的例子包括老虎機(jī)和街機(jī)。
在各方面，優(yōu)選以分層使用方式提供多個(gè)電子光學(xué)元件。
在第12個(gè)方面，優(yōu)選信息顯示器用作商店建筑物等的外部材料的至少一部分，以通知顧客關(guān)于該商店提供的商品信息或與商店有關(guān)的信息。
在各方面，優(yōu)選屏幕區(qū)域僅包括一個(gè)平面表面。就此，可用平面型的信息顯示器。
屏幕區(qū)可以安裝成包括具有透明部件的彎曲表面。在作為櫥窗的一部分、隔板或之前所述的安裝在汽車等上的顯示器的一些情況下，優(yōu)選透明元件是彎曲形狀的。就此，該信息顯示器可安裝成基本沿形成擋風(fēng)玻璃或隔板的透明部件延伸，或緊密接觸。
在附圖中

圖1是用于本發(fā)明的液晶光學(xué)元件的示意性剖面圖；圖2是顯示本發(fā)明的信息顯示器主要部分的框圖；圖3(a)-3(c)是曲線圖，顯示能在本發(fā)明的信息顯示器上重復(fù)寫入圖像的驅(qū)動(dòng)波形的第一個(gè)例子；圖4(a)-4(e)是示意圖，顯示在本發(fā)明的信息顯示器上重寫一個(gè)圖像時(shí)，屏幕內(nèi)的變化的例子。
圖5(a)-5(c)是曲線圖，顯示能在本發(fā)明的信息顯示器上重復(fù)寫入圖像的驅(qū)動(dòng)波形的第二個(gè)例子；圖6(A)、6(B)、6(C)和6(D)是示意圖，分別顯示手性向列液晶層的H0狀態(tài)(同向狀態(tài))、完全平面態(tài)、平面態(tài)和焦錐態(tài)；圖7是本發(fā)明所用的手性向列液晶顯示器的制造流程圖；圖8是一張圖表，顯示用于本發(fā)明的信息顯示器的手性向列液晶顯示元件的選擇性反射性質(zhì)。
圖9(A)和9(B)是示意圖，顯示本發(fā)明的信息顯示器如何用于櫥窗；圖10是示意圖，顯示本發(fā)明的信息顯示器如何用于客車門的窗玻璃；圖11(A)和11(B)是示意圖，分別顯示本發(fā)明的信息顯示器如何用于汽車的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和信息顯示器一部分的放大圖；圖12是示意圖，顯示本發(fā)明的信息顯示器如何用于商店的玻璃窗；圖13是示意圖，顯示本發(fā)明的信息顯示器如何用于汽車的側(cè)窗；圖14是示意圖，顯示本發(fā)明的信息顯示器如何用在柜臺(tái)一部分中；圖15是照片，顯示本發(fā)明的信息顯示器上顯示的圖像的一個(gè)例子(其中背景是散射狀態(tài))；圖16是照片，顯示本發(fā)明的信息顯示器上顯示的圖像的一個(gè)例子(其中背景是透射狀態(tài))；圖17是示意圖，顯示本發(fā)明的信息顯示器如何用于游戲機(jī)。
圖18是照片，顯示本發(fā)明的樣品與常規(guī)LCW樣品的比較；和圖19是照片，顯示本發(fā)明的樣品與常規(guī)TN-LCD樣品的比較。
圖1顯示了本發(fā)明所用的液晶光學(xué)元件的示意性剖面圖。圖1所示的液晶元件10具有玻璃基板1A和1B，電極組2A和2B，薄聚合物層3A和3B，和安裝在其中的液晶層4。由于用手性向列液晶作為液晶層4，它以穩(wěn)定形式顯示焦錐態(tài)和平面態(tài)。
電極組2A和2B之一包括行電極(公共電極)，和另一組包括列電極(段電極)。列電極和行電極彼此垂直排列。假設(shè)電極組2A包括行電極，電極組2B包括列電極，進(jìn)行了下列解釋。
優(yōu)選各薄聚合物層3A和3B是涂上的樹脂層，具有60°或更大的預(yù)傾斜角?？捎霉袒瘶渲鳛榫哂?0°或更大預(yù)傾斜角的樹脂層，它具有60℃或更高，優(yōu)選100℃或更高的玻璃脆性轉(zhuǎn)變溫度。
優(yōu)選樹脂層經(jīng)過(guò)摩擦處理。具體樹脂層的優(yōu)選例子是聚亞酰胺，它涂在基板的至少一組上。預(yù)傾斜角是液晶分子與樹脂的接觸表面的排列角，其中向列液晶與樹脂層接觸。
當(dāng)液晶與接觸表面平行時(shí)，預(yù)傾斜角是0°。薄聚合物層3A和3B可以都是用樹脂層，例如聚亞酰胺制造，經(jīng)過(guò)摩擦處理，并產(chǎn)生60°或更大的預(yù)傾斜角。優(yōu)選用例如金屬氧化物制備的電絕緣層位于電極組2A和薄聚合物層3A之間，和電極組2B和薄聚合物層3B之間。
該排列可以進(jìn)一步促進(jìn)平面狀態(tài)的透明度，提高透射和散射產(chǎn)生的顯示圖像的對(duì)比度。當(dāng)預(yù)傾斜角是80°或更大時(shí)，液晶排列可進(jìn)一步穩(wěn)定。
經(jīng)過(guò)摩擦處理并產(chǎn)生60°或以上的預(yù)傾斜角的樹脂層可涂在液晶的至少一個(gè)界面上，甚至對(duì)從傾斜方向進(jìn)入的光線也顯示足夠的透明度。
在下面描述的例子中，經(jīng)過(guò)摩擦處理并產(chǎn)生60°或更大的預(yù)傾斜角的樹脂層被涂到液晶的兩個(gè)界面上。本發(fā)明可采用一種方案，其中產(chǎn)生60°或更大的預(yù)傾斜角，不經(jīng)過(guò)摩擦處理的樹脂層涂到液晶的兩個(gè)界面上。另外，本發(fā)明可采用一種方案，其中產(chǎn)生60°或更大的預(yù)傾斜角的樹脂層被涂到液晶的兩個(gè)界面上，僅涂到一個(gè)界面的樹脂經(jīng)過(guò)摩擦處理。
電極組之間的空隙用墊片等隔開?？障秲?yōu)選是2-15μm。空隙更優(yōu)選是3-6μm。這是由于當(dāng)電極組之間的空隙太小時(shí)，顯示圖像中的對(duì)比度下降，和由于當(dāng)電極組之間的空隙太大時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓上升，在平面狀態(tài)的液晶排列中產(chǎn)生異常，在某些情況下稍微降低透明度。
顯示模式是例如點(diǎn)陣顯示。只要顯示模式包括掃描公共電極，可采用不完全點(diǎn)陣方式，例如段式顯示。雖然玻璃基板可用樹脂基板代替，優(yōu)選所用的透明基板最大程度利用了本發(fā)明的信息顯示器的優(yōu)點(diǎn)。可利用玻璃基板和樹脂基板的組合。雖然基板是無(wú)色的，基板也可以著色，只要它們具有透明度就可。
在電極表面上噴涂少量襯墊，除填充口外，該對(duì)基板四邊用例如環(huán)氧樹脂制成的邊緣分解劑加以密封，形成空盒。用真空充填法將液晶合劑充入該空盒。作為邊緣封結(jié)劑，優(yōu)選用固化后有透明度的密封劑，因?yàn)楫?dāng)顯示器是透明時(shí)，即使在周邊部分信息顯示器也能呈現(xiàn)透明度。
固化后透明的密封劑的例子包括環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、氨基甲酸乙酯樹脂、內(nèi)烯醇樹脂及其至少兩種的組合。密封劑的固化可用熱過(guò)程、光學(xué)過(guò)程等進(jìn)行。
圖2是示意性框圖，顯示了本發(fā)明實(shí)施例信息顯示器20?？刂破?1指示行驅(qū)動(dòng)器12L和12R對(duì)行電極的電壓脈沖輸入，指示列驅(qū)動(dòng)器13對(duì)列電極的電壓脈沖輸入。液晶電源14對(duì)行驅(qū)動(dòng)器12L和12R，以及列驅(qū)動(dòng)器13提供了所需的電壓。
形成了基本上是長(zhǎng)方形的信息顯示器20，具有一條邊(圖下側(cè))作為連接邊，連接驅(qū)動(dòng)電路15和液晶光學(xué)元件。剩下的三條邊是非連接邊。在信息顯示器上，從屏幕到周邊的部分是大體透明的。
在該實(shí)施例的信息顯示器20中，行電極在屏幕右側(cè)和左側(cè)有交替引出線，用于配線。行電極在右側(cè)和左側(cè)的邊緣部分(約1-2cm)裝有該引出線。因此，屏幕上方和屏幕右側(cè)和左側(cè)的共三個(gè)部分基本上是透明的。行電極具有另外依次交替延伸的引線，使得總體上平衡各電極電阻。
行驅(qū)動(dòng)器12L和12R和列驅(qū)動(dòng)器13根據(jù)控制器11的指示，將電壓脈沖輸入液晶光學(xué)元件的行電極2A和列電極2B?？刂破?1通過(guò)改變加在各電極上的電勢(shì)，將液晶層4選擇性轉(zhuǎn)化成平面狀態(tài)和焦錐狀態(tài)。在下面的解釋中，透明狀態(tài)作為平面狀態(tài)稱為ON-顯示，光散射狀態(tài)作為焦錐狀態(tài)稱為OFF-顯示。
現(xiàn)在，將解釋進(jìn)行操作，重寫液晶光學(xué)元件10中顯示的圖像。首先，驅(qū)動(dòng)電路15以逐行方式掃描行電極2A，從而一個(gè)個(gè)選擇行電極，并對(duì)與各像素相鄰的液晶層4的部分提供電壓(用于轉(zhuǎn)化成ON-顯示的電壓)，該電壓將液晶層轉(zhuǎn)化成平面狀態(tài)。當(dāng)施加電壓時(shí)，液晶層4變成同向態(tài)。
當(dāng)完成施加電壓時(shí)，液晶層4轉(zhuǎn)化成平面態(tài)，進(jìn)入ON-顯示(透明態(tài))。由于掃描行電極2A以使所有像素變成ON-顯示，迄今顯示過(guò)透射態(tài)和散射態(tài)的屏幕被擦去。圖3-5顯示了驅(qū)動(dòng)波形和對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)波形的示意圖。圖6(A)-6(D)是示意圖，顯示手性向列液晶的排列狀態(tài)。圖6(A)顯示液晶的同向狀態(tài)。圖6(B)顯示液晶的完美平面態(tài)。圖6(C)顯示液晶的正常平面態(tài)。圖6(D)顯示液晶的焦錐態(tài)。
驅(qū)動(dòng)電路15掃描行電極2A至少一次，從而一個(gè)個(gè)選擇全部行電極2A，使得整個(gè)屏幕完全在ON-顯示。在一些情況下，需要一些時(shí)間改變液晶排列，在施加ON-顯示的電壓信號(hào)后將透明信息顯示器變成透明態(tài)。甚至在這些情況下，可進(jìn)行下列電壓掃描。
隨后，驅(qū)動(dòng)電路15以逐行方式掃描行電極2A，從而提供所需的列電極對(duì)應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的電壓。因此，寫入所需的數(shù)據(jù)并完成重寫。透明信息顯示器驅(qū)動(dòng)單元掃描行電極2A至少一次，來(lái)寫入顯示數(shù)據(jù)。優(yōu)選為了增加對(duì)比度，兩次進(jìn)行掃描行電極2A。
當(dāng)掃描on-電壓的擦去步驟中行選擇時(shí)間是At，而隨后的寫入步驟中行選擇時(shí)間是Bt時(shí)，優(yōu)選滿足At＞Bt×1.5。這是由于可獲得更高的對(duì)比度，和由于可擴(kuò)大能獲得足夠的對(duì)比度所施加的電壓范圍。
圖3(a)是施加在一行電極2A上的驅(qū)動(dòng)波形的例子，圖3(b)是施加在一行電極2A上的驅(qū)動(dòng)波形的例子。如圖3(a)和3(b)所示，行驅(qū)動(dòng)器12在所選的行電極2A中輸入具有電壓振幅為Vr的電壓脈沖，列驅(qū)動(dòng)器13在列電極2B中輸入電壓振幅為Vc的電壓脈沖。
在此時(shí)，確定Vr和Vc，使其滿足Vr+Vc＞Vp，Vr-Vc＝Vf，且Vc＜Vs。圖3(c)顯示電壓的波形，當(dāng)圖3(a)和3(b)所示的電壓脈沖輸入時(shí)，該電壓施加在液晶層4上。
在時(shí)間期Tp1，行驅(qū)動(dòng)器12L和12R將所選的行電極2A的電勢(shì)定為Vr，未選的行電極電勢(shì)定為0。在時(shí)間期Tp1，各行電極2A的選擇時(shí)間期是At。另一方面，列驅(qū)動(dòng)器13在時(shí)間期Tp1將所有列電極2B的電勢(shì)定位-Vc。結(jié)果，在液晶層4形成圖3(c)所示的所選行電極像素的部分施加Vr+Vc的電壓，像素在完成施加電壓后變成On-顯示。
在液晶層4形成未選的行電極像素的部分施加Vc的電壓。甚至當(dāng)施加Vc電壓時(shí)，像素的顯示狀態(tài)也沒有改變。行驅(qū)動(dòng)器12L和12R以及列驅(qū)動(dòng)器13在時(shí)間期Tp2中的掃描步驟內(nèi)也施加了相同的電壓。
圖4(a)-4(e)是示意圖，顯示屏幕中在重寫顯示圖像時(shí)的變化的例子。假定圖4(a)所示的屏幕是首先顯示的。在圖4(a)中，背景是透明的，用標(biāo)記X指示的部分顯示散射態(tài)。當(dāng)為了轉(zhuǎn)化成ON-顯示的第一次掃描在時(shí)間期Tp1中進(jìn)行時(shí)，所有的像素變成ON-顯示，整個(gè)圖像消失。在圖4(b)中用標(biāo)記X表示的部分，通過(guò)產(chǎn)生極端微弱形式的散射態(tài)提供圖像。
在時(shí)間期Td1，行驅(qū)動(dòng)器12將所選的行電極2A的電勢(shì)定為Vr，未選的行電極電勢(shì)定為0。在時(shí)間期Td1，各行電極2A的所選時(shí)間期是Wt。另外，列驅(qū)動(dòng)器13將各列電極2B定為Vc或-Vc，視所選列顯示的數(shù)據(jù)而定。
結(jié)果，在液晶層4對(duì)于所選列的各像素的部分施加Vr+Vc或Vr-Vc的電壓，并將各像素轉(zhuǎn)化成ON-顯示或OFF顯示。通過(guò)掃描各行電極2A，重寫成所需的顯示。液晶層4對(duì)于未選列像素的部分具有施加的Vc電壓。甚至當(dāng)施加Vc的電壓時(shí)，像素的顯示狀態(tài)也不改變。行驅(qū)動(dòng)器12L和12R和列驅(qū)動(dòng)器13在時(shí)間期Td2中的掃描中也施加電壓。
在圖3(a)和3(b)中顯示了電壓Vc在時(shí)間期Td1、Td2中連續(xù)施加到一個(gè)列電極2B上的情況。
當(dāng)在時(shí)間期Tp2中掃描后，在時(shí)間期Td1中掃描以寫入顯示數(shù)據(jù)，所需的圖像如圖4(d)所示。當(dāng)在時(shí)間期Td2中進(jìn)行第二次掃描，以寫入數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)一步提高對(duì)比度，寫入完成的顯示數(shù)據(jù)如圖4(e)所示。
雖然顯示轉(zhuǎn)化成ON-顯示的掃描步驟進(jìn)行兩次，寫入顯示數(shù)據(jù)的掃描步驟也進(jìn)行兩次的情況，但各掃描步驟的數(shù)目不限于該情況給出的值。
對(duì)于各行和列電極的選擇電壓，優(yōu)選對(duì)于高對(duì)比度Vr/Vc在10-20的范圍內(nèi)。
優(yōu)選為了元件可靠性提高，每次選擇時(shí)間期逆轉(zhuǎn)施加電壓的極性。這種操作的驅(qū)動(dòng)方法公開于日本專利申請(qǐng)?zhí)?002-274111?，F(xiàn)在，將描述本發(fā)明的例子。
實(shí)施例如下制備了液晶光學(xué)元件首先，制造列電極基板的玻璃基板，在其上形成240個(gè)透明條狀電極。玻璃基板的厚度是1.1mm。各玻璃基板上有一層無(wú)機(jī)薄層，作為電絕緣層，在與液晶層接觸的一側(cè)，該層上涂有聚亞酰胺樹脂溶液(JSRCorporation制備，產(chǎn)品號(hào)JALS-682-R3)，并烘烤，對(duì)烘烤的薄層進(jìn)行摩擦處理。樹脂層的薄膜厚度為500，預(yù)傾斜角為約89度。
基板的摩擦方向定為與當(dāng)基板安裝在層中，使一個(gè)基板上的條狀電極橫跨另一基板上的電極相反。然后，將具有4微米直徑的樹脂襯墊噴涂在下層基板上。上層基板在四條邊上印刷有寬約0.4mm的透明環(huán)氧樹脂，留下填充口。將玻璃基板裝在層中，使得上層基板上的條狀電極跨越下層基板的條狀電極，并固化環(huán)氧樹脂，從而形成空室。
通過(guò)混合82.2質(zhì)量份的市售向列液晶(Merck JapanMJ00423，Tc＝94.0℃，Δn＝0.230和ε＝15.0)、8.9質(zhì)量份的手性添加劑(用化學(xué)式1代表)和8.9質(zhì)量份的手性添加劑(用化學(xué)式2代表)，配制手性向列液晶A(下文稱為液晶A)。
(化學(xué)式1) (化學(xué)式2) 液晶A具有0.559微米的螺距。通過(guò)真空填充法將液晶A填入制造好的空室，并用紫外光固化的密封劑密封填充口，制備液晶板。在液晶板中的一些列電極和一些行電極之間施加電壓為20Vrms，脈沖寬度為10ms的雙極矩形波僅一次，然后液晶板放置10秒鐘不動(dòng)。結(jié)果，有電壓施加的各電極之間的交叉區(qū)域顯示具有高透明度的透明態(tài)。圖7顯示了液晶光學(xué)元件的制造過(guò)程。
根據(jù)透明部分光譜反射性質(zhì)的測(cè)量，測(cè)出具有約0.91微米的中央波長(zhǎng)的選擇性反射(見顯示波長(zhǎng)性質(zhì)的圖8的曲線)。根據(jù)使用具有約5°的收集角的Schlieren光學(xué)系統(tǒng)的測(cè)量，顯示包括玻璃基板的透明部分在液晶光學(xué)元件中的透射率是82％。這是非常卓越的透射率。
總的說(shuō)，手性向列液晶的選擇性反射具有某一光譜。在本發(fā)明中，優(yōu)選對(duì)于高透明度，光譜的中央波長(zhǎng)在0.7-1.2微米范圍內(nèi)。當(dāng)中央波長(zhǎng)小于0.7微米時(shí)，透射光在其包括“透射態(tài)和散射態(tài)”的動(dòng)作中著色，因?yàn)樗x的PL(平面態(tài))的反射光可見。在其使用偏光鏡(參照實(shí)施例)的包括透射態(tài)和吸收態(tài)的操作中，由于選擇性反射的光穿越偏光鏡，在吸收過(guò)程中泄漏，因此對(duì)比度下降。
當(dāng)選擇性反射光的中央波長(zhǎng)大于1.2微米時(shí)，其包括透射態(tài)和散射態(tài)的操作的對(duì)比度下降，因?yàn)樯⑸涫沟媒瑰F態(tài)變?nèi)?。甚至在使用偏光鏡的操作中，對(duì)比度也下降，因?yàn)槿肷涔獾钠癫糠窒怀浞帧?br> 用液晶的各向異性折射指數(shù)(Δn)和螺距(P)確定手性向列液晶中選擇性反射光的光譜的半波長(zhǎng)Δλ。當(dāng)使用具有大Δn值的液晶時(shí)，在一些情況下Δλ是約0.1微米左右。為了完全防止透射光著色，優(yōu)選選擇性反射光的中央波長(zhǎng)為0.76微米或更長(zhǎng)。更優(yōu)選中央波長(zhǎng)是0.80微米或更長(zhǎng)。圖8顯示了各波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的選擇性反射性質(zhì)。通常，選擇性反射光幾乎顯示具有單峰的選擇性反射性質(zhì)。光譜的中央波長(zhǎng)位于0.7-1.2微米的范圍內(nèi)。最大的反射率是約40％。
在該實(shí)施例的液晶光學(xué)元件中，240個(gè)透明電極作為列電極，240個(gè)透明電極作為行電極，列驅(qū)動(dòng)器和行驅(qū)動(dòng)器與列電極和行電極分別連接。在該實(shí)施例中，Sun-Water Corporation制造的任意波形發(fā)生器用作包括列驅(qū)動(dòng)器和行驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)操作如下進(jìn)行轉(zhuǎn)化成ON-顯示，以擦去先前的圖像的掃描步驟在At＝16msec下進(jìn)行。接著，在Wt＝8msec下進(jìn)行寫入的掃描步驟2次，以顯示液晶光學(xué)元件的驅(qū)動(dòng)，關(guān)閉電源。在寫入顯示數(shù)據(jù)的掃描步驟中，加到所需行電極上的電壓振幅Vr定為17.9V，而加到所需列電極上的電壓振幅Vc定為1.1V。換言之，在寫入顯示數(shù)據(jù)的掃描步驟中，Vr+Vc＝19V施加具有記憶效應(yīng)的液晶部分，以進(jìn)入ON-顯示，Vr-Vc＝16.8V施加具有記憶效應(yīng)的液晶部分，以進(jìn)入OFF-顯示。Vr對(duì)Vc之比(Vr/Vc)是約16。
在具有各參數(shù)組合的液晶光學(xué)元件中，重寫顯示所需的時(shí)間期是約8秒(16×240+8×240×2＝7,680msec)。根據(jù)使用具有約5度的收集角的Schlieren光學(xué)系統(tǒng)的測(cè)量，其包括透射態(tài)和散射態(tài)的操作中的對(duì)比度是4∶1。在重寫顯示數(shù)據(jù)后沒有留在屏幕上的殘像。
現(xiàn)在，將描述本發(fā)明信息顯示器的應(yīng)用實(shí)施例。應(yīng)用實(shí)施例1-6和8是與透明元件組合使用的信息顯示器的例子。例如，信息顯示器可摻入透明窗玻璃或粘在透明窗玻璃上。透明元件的優(yōu)選例是玻璃板或透明塑料板。雖然信息顯示器優(yōu)選用于平面透明元件，它也可用于彎曲的透明元件。
玻璃板的特定性質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)在“Asahi Glass Company，Limited的建筑材料玻璃板的一般簡(jiǎn)介，1996年發(fā)行”(例如普通玻璃板，安全玻璃板和回火玻璃板)中有所描述。
通常優(yōu)選液晶光學(xué)元件夾在疊層玻璃板的中間薄膜之間。在該情況下，液晶光學(xué)元件用塑料基板制成液晶板。液晶光學(xué)元件可裝入在透明板的一部分中切割出來(lái)的空間中。優(yōu)選透明元件和液晶光學(xué)元件彼此具有基本相同的透明度，從而使透明元件和液晶光學(xué)元件可被明顯認(rèn)為是一個(gè)整體的透明產(chǎn)品。
應(yīng)用實(shí)施例1這個(gè)例子是其中包括本發(fā)明的液晶光學(xué)元件的信息顯示器33以透明元件的形式使用，制成櫥窗或陳列柜。在圖9(A)和9(B)中示意性顯示放在陳列柜中的出售商品(盆栽)。
陳列柜31由透明塑料板或玻璃元件構(gòu)成。液晶光學(xué)元件30被粘在或插入陳列柜中。在圖9(A)中，顯示液晶光學(xué)元件30基本上是透明狀態(tài)，可從外側(cè)充分觀察到盆栽32。在圖9(B)中，顯示了信息圖像，例如出售的植物名稱和價(jià)格。
應(yīng)用實(shí)施例2該例子是本發(fā)明的液晶光學(xué)元件40被插入車廂門42的窗玻璃41中(見圖10)。這樣構(gòu)建的信息顯示器43對(duì)于通道上的乘客有良好的透明度。另外，該例子有利的是乘客需要的信息可顯示在窗玻璃上，提高了用戶優(yōu)化度和安全性。
應(yīng)用實(shí)施例3在圖11(A)中，示意性顯示了本發(fā)明的信息顯示器55如何安裝在汽車儀表板上。信息顯示器具有裝在駕駛盤52上方的液晶光學(xué)元件50，儀表板54和汽車導(dǎo)航系統(tǒng)53。信息顯示器可在駕駛員可方便察看的位置實(shí)時(shí)顯示衛(wèi)星的定位信息。就此，當(dāng)液晶光學(xué)元件50轉(zhuǎn)化成透明態(tài)時(shí)，液晶光學(xué)元件不是對(duì)駕駛員觀察外界的障礙，因?yàn)橐壕Ч鈱W(xué)元件與擋風(fēng)玻璃51合并，作為基本均一的透明元件。液晶光學(xué)元件50可在其上額外顯示速度信息和時(shí)間(見圖11(B))。
應(yīng)用實(shí)施例4在圖12中顯示了本發(fā)明的信息顯示器63。在該實(shí)施例中，液晶光學(xué)元件60被插入商店(例如理發(fā)店)外側(cè)玻璃層61的一部分。當(dāng)液晶光學(xué)元件60變成基本透明的狀態(tài)時(shí)，店里的環(huán)境62可清楚的從大街上看到。當(dāng)液晶光學(xué)元件60在其上顯示某些信息時(shí)，該商店提供的服務(wù)內(nèi)容，商品廣告和減價(jià)日等信息可直接在看來(lái)是玻璃墻的一個(gè)整體部分的表面上顯示。在該實(shí)施例中，可將信息顯示器裝在不透明墻表面一部分中形成的洞中。
在圖13中，顯示了如何使用本發(fā)明的信息顯示器72。本發(fā)明的液晶光學(xué)元件70A和70B被分別插入側(cè)窗71的一部分和整個(gè)正面。當(dāng)外面的光線明亮耀眼時(shí)，液晶光學(xué)元件70B的有效屏幕區(qū)域幾乎全部轉(zhuǎn)化成散射態(tài)，以降低對(duì)汽車內(nèi)的人的太陽(yáng)輻射。液晶光學(xué)元件70A裝在側(cè)窗71B的一個(gè)角上，可顯示信息，例如用戶的名稱和公司名稱。這樣構(gòu)建的信息顯示器72有利的具有高功能性。
應(yīng)用實(shí)施例6在圖14中，顯示了如何使用本發(fā)明的信息顯示器83。該例子是信息顯示器裝在銀行出納柜臺(tái)82的部分81中。本發(fā)明的液晶光學(xué)元件80可依次顯示信息，例如目前日期、天氣預(yù)報(bào)、兌換率和目前利率等。該裝置可實(shí)現(xiàn)具有舒適感和謙虛感的氣氛，因?yàn)轭櫩涂梢杂H眼看到最新的信息，和通過(guò)該部分看到銀行出納柜臺(tái)里面。
應(yīng)用實(shí)施例7圖15和16是照片，顯示如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的信息顯示器。該應(yīng)用實(shí)施例中的信息顯示器可裝在一個(gè)場(chǎng)所，例如商店，以提供用戶當(dāng)天的天氣預(yù)報(bào)。例如，液晶光學(xué)元件可顯示當(dāng)天的天氣預(yù)報(bào)，每個(gè)小時(shí)重寫顯示的圖像。在圖15和16中，所顯示的液晶光學(xué)元件每個(gè)像素的散射態(tài)和透射態(tài)完全逆轉(zhuǎn)。
應(yīng)用實(shí)施例中的信息顯示器不制成一條邊作為連接邊的長(zhǎng)方形，而是制成由一個(gè)框包圍四條邊的長(zhǎng)方形。應(yīng)用實(shí)施例中的信息顯示器也可制成一條邊作為連接邊，電極組與驅(qū)動(dòng)電路連接的長(zhǎng)方形。就此，在向右和向左方向提供的行電極分成具有奇數(shù)行號(hào)和偶數(shù)行號(hào)的兩組電極，行電極從右側(cè)或左側(cè)開始延伸，接上引線，通過(guò)基板之一的一個(gè)側(cè)面指向連接側(cè)。列電極的引線與連接側(cè)上的另一基板通過(guò)包裹在邊緣密封劑中的轉(zhuǎn)移壓條導(dǎo)電連接。
該裝置提供了制造和設(shè)計(jì)上的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗须姌O的驅(qū)動(dòng)電路可以裝在基板之一上。該設(shè)計(jì)使靠近除了連接邊外的三條邊的部分變得基本上透明。該裝置是有利的，還因?yàn)橐壕Ч鈱W(xué)元件和透明部件可以合并，從而看來(lái)像單個(gè)透明物體。該裝置是有利的，還由于液晶光學(xué)元件可以簡(jiǎn)單的與透明部件混合。
通過(guò)用多個(gè)信息顯示器提供了較大尺寸的信息顯示單元，這些信息顯示器具有和該應(yīng)用實(shí)施例中制造的與三條邊靠近的透明部分，并連續(xù)并排提供信息顯示。就此，優(yōu)選連接側(cè)位于共同側(cè)。優(yōu)選本發(fā)明的信息顯示器具有安裝在靠近窗口或外部材料的末端部分的連接邊。
在該應(yīng)用實(shí)施例的信息顯示實(shí)驗(yàn)中，液晶光學(xué)元件配制成可在黑色背景上見到白色散射像素。甚至當(dāng)重新按照信息顯示需要寫入圖像時(shí)，在新顯示的圖像中也沒有殘像，例如天氣預(yù)報(bào)的圖標(biāo)留下。
例如，當(dāng)以長(zhǎng)20cm，寬20cm顯示圖像時(shí)，可用160列電極和160個(gè)行電極寫入發(fā)布天氣預(yù)報(bào)所需的圖像(圖形標(biāo)記顯示晴天、雨、兩種云和雨滴，和時(shí)間指示)。就此，一個(gè)像素的尺寸是長(zhǎng)1.25mm，寬1.25mm。
應(yīng)用實(shí)施例8將本發(fā)明的液晶光學(xué)元件90插入老虎機(jī)或彈子機(jī)玻璃面板的一部分(見圖17)。該方案可即使對(duì)游戲者提供娛樂或廣告。就此，光學(xué)元件對(duì)用機(jī)器游戲沒有障礙，光學(xué)元件可提供信息顯示，它看來(lái)是完整的透明玻璃板，沒有不舒服的感覺。該方案是有利的，因?yàn)轱@示的圖形可以在關(guān)閉電源后仍然保留。光學(xué)元件可用于屏蔽游戲設(shè)備的一部分表面或整個(gè)表面。
比較A圖18是照片，顯示了本發(fā)明的信息顯示器和含有液晶/聚合物復(fù)合物(質(zhì)量比為約62％液晶和約38％聚合物)的液晶窗的樣品產(chǎn)品，并排放置。在本發(fā)明的樣品產(chǎn)品完全進(jìn)入透明態(tài)后，關(guān)閉電源，使樣品產(chǎn)品進(jìn)入記憶狀態(tài)(完全平面狀態(tài))，而樣品產(chǎn)品維持在透明狀態(tài)。
在約30度的傾斜角拍攝照片，顯示樣品產(chǎn)品后方的兩個(gè)物體(移動(dòng)電話)之間的差異。表1顯示了透光性的值。
表1
比較B圖19是照片，顯示放置了本發(fā)明的樣品產(chǎn)品和常規(guī)的樣品產(chǎn)品(透射型TN液晶顯示元件的樣品)。在照片中，左側(cè)的樣品是TN液晶顯示元件。
本發(fā)明的樣品產(chǎn)品在透明背景上顯示白色文字?？赏ㄟ^(guò)操作獲得相反對(duì)比度的圖像。所示樣品不僅可顯示文字，還可以顯示圖形圖像或圖案圖像，因?yàn)闃悠泛腥c(diǎn)陣模式的電極排列。
根據(jù)本發(fā)明，提供的信息顯示器具有透明感，使用戶看到顯示器后的環(huán)境，并以明顯的形式顯示所需信息。該顯示器具有非常簡(jiǎn)單的形狀，不需要很大的空間。
信息顯示器可對(duì)用戶提供舒適感，安全感和謙虛感，因?yàn)樗蛩梢姷斤@示器后方的環(huán)境。
信息顯示器可強(qiáng)烈促進(jìn)廣告功能，因?yàn)轱@示器可在例如玻璃制的外部材料上顯示信息圖像，這是過(guò)去不能實(shí)現(xiàn)的。
可在靠近汽車擋風(fēng)玻璃的位置安裝信息顯示器，以醒目的方式顯示所需信息，雖然過(guò)去難于在該位置安裝信息顯示器。
2001年12月6日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)?001-373274和2002年9月27日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)?002-282562包括說(shuō)明書、權(quán)利要求書、附圖和簡(jiǎn)述的完整公開在此完整引入以供參考。
權(quán)利要求
1.一種信息顯示器，其特征在于，該信息顯示器包括一種包括多個(gè)像素的平面電子光學(xué)元件，各像素具有受電信號(hào)控制的光學(xué)態(tài)；具有至少光散射態(tài)和光透射態(tài)的兩個(gè)光學(xué)態(tài)的光學(xué)元件，各像素具有在散射態(tài)和光透射態(tài)之間可逆改變的光學(xué)狀態(tài)；通過(guò)組合像素的光學(xué)狀態(tài)，信息可以以平面方式顯示；信息能在未加電信號(hào)的情況下維持，當(dāng)可見光從電子光學(xué)元件的一個(gè)表面通過(guò)光透射狀態(tài)中的像素到達(dá)另一個(gè)表面時(shí)，可見光具有60％或更高的透射率。
2.如權(quán)利要求1所述的信息顯示器，其特征在于，所述電子光學(xué)元件是一種液晶光學(xué)元件，它具有在一對(duì)裝有透明電極的基板之間的液晶夾層，液晶在操作中具有記憶效應(yīng)，在沒有施加電壓時(shí)，能維持兩種或多種光學(xué)狀態(tài)被電壓脈沖改變。
3.如權(quán)利要求2所述的信息顯示器，其特征在于，所述液晶是手性向列液晶。
4.如權(quán)利要求3所述的信息顯示器，其特征在于，當(dāng)手性向列液晶顯示平面狀態(tài)時(shí)，至少一部分選擇性反射光含有紅外光。
5.如權(quán)利要求3或4所述的信息顯示器，其特征在于，樹脂層與手性向列液晶接觸，具有60度或以上的預(yù)傾斜角。
6.如權(quán)利要求5所述的信息顯示器，其特征在于，樹脂層的至少一面經(jīng)過(guò)摩擦處理。
7.如權(quán)利要求2，3，4，5或6任一所述的信息顯示器，其特征在于，提供透明電極，通過(guò)使用矩陣電極，以點(diǎn)陣模式顯示信息圖像，或提供透明的電極，通過(guò)使用分段電極，顯示分段圖案的信息圖像。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的信息顯示器，其特征在于，所述電子光學(xué)元件與透明部件并列安裝，當(dāng)電子光學(xué)元件中的全部可控制像素在光透射狀態(tài)中時(shí)，電子光學(xué)元件和透明部件能顯示均一的透明狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求8所述的信息顯示器，其特征在于，當(dāng)電子光學(xué)元件和透明部件整體顯示均勻的透明狀態(tài)時(shí)，電子光學(xué)元件和透明元件在重疊區(qū)域應(yīng)具有50％或更高的透射率。
10.一種使用權(quán)利要求1-9任一所述的信息顯示器的方法，其特征在于，所述信息顯示器用于汽車、車廂、船或飛機(jī)的窗上。
11.一種使用權(quán)利要求1-9任一所述的信息顯示器的方法，其特征在于，所述信息顯示器用作指示板。
12.一種使用權(quán)利要求1-9任一所述的信息顯示器的方法，其特征在于，所述信息顯示器安裝在觀眾和商品之間，顯示新聞、廣告或有關(guān)商品的信息。
13.一種使用權(quán)利要求1-9任一所述的信息顯示器的方法，其特征在于，所述信息顯示器用作建筑物外部材料的至少一部分。
14.一種如權(quán)利要求12所述的使用信息顯示器的方法，其特征在于，所述信息顯示器用作櫥窗或陳列柜。
15.一種使用權(quán)利要求1-9任一所述的信息顯示器的方法，其特征在于，所述信息顯示器用作投影儀的屏幕。
16.一種制備信息顯示器的方法，其特征在于，該方法包括提供包括多個(gè)像素的平面電子光學(xué)元件，使每個(gè)像素具有受電子信號(hào)控制的光學(xué)狀態(tài)；形成具有至少光散射狀態(tài)和光透射狀態(tài)的兩種光學(xué)狀態(tài)的光學(xué)元件，從而使各像素具有在光散射狀態(tài)和光透射狀態(tài)之間可逆改變的光學(xué)狀態(tài)；形成光學(xué)元件，使其通過(guò)組合像素的光學(xué)狀態(tài)，以平面形式顯示信息圖像；和形成光學(xué)元件，使信息圖像能在沒有施加電信號(hào)的情況下維持；和形成像素，使當(dāng)可見光從電子光學(xué)元件的一個(gè)表面通過(guò)具有透明狀態(tài)的像素到達(dá)另一個(gè)表面時(shí)，可見光具有60％或以上的透射率。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，該方法還包括通過(guò)將液晶材料和液晶材料的手性添加劑混合，用手性向列液晶制備電子光學(xué)元件，從而通過(guò)在平面狀態(tài)選擇性反射紅外區(qū)的反射光，使液晶基本顯示可見區(qū)的光透射狀態(tài)；當(dāng)液晶在焦錐狀態(tài)下，控制晶胞空隙，使液晶基本顯示可見區(qū)的光散射狀態(tài)；將液晶層夾在一對(duì)具有電極的基板之間，使液晶層的各相對(duì)側(cè)與樹脂層接觸，從而具有60°或更大的預(yù)傾斜角；在相對(duì)的電極上施加電壓脈沖，以可逆控制各像素的光學(xué)狀態(tài)，并導(dǎo)致各像素中平面狀態(tài)和焦錐狀態(tài)之間相變，通過(guò)組合表面方向的像素光學(xué)狀態(tài)，顯示信息圖像。
18.一種液晶顯示器元件，其特征在于，該元件包括在光透射態(tài)和光散射態(tài)之間可逆改變的手性向列液晶層；和具有長(zhǎng)方形外形的液晶顯示元件，所述外形具有三條透明的邊，三條邊能顯示與顯示區(qū)域一體的光透射態(tài)。
全文摘要
一種信息顯示器,包括一種包括多個(gè)像素的平面電子光學(xué)元件,各像素具有受電信號(hào)控制的光學(xué)態(tài)；具有至少兩個(gè)光散射和光透射態(tài)的光學(xué)態(tài)的光學(xué)元件,各像素具有在散射態(tài)和光透射態(tài)之間可逆改變的光學(xué)狀態(tài)；通過(guò)組合像素的光學(xué)狀態(tài),信息圖像可以以平面方式顯示；信息能在未加電信號(hào)的情況下維持,當(dāng)可見光從電子光學(xué)元件的一個(gè)表面通過(guò)光透射狀態(tài)中的像素到達(dá)另一個(gè)表面時(shí),可見光具有60%或更高的透射率。
文檔編號(hào)G02F1/137GK1423152SQ0215578
公開日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2002年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月6日
發(fā)明者新山聰, 末廣紀(jì)子, 田原慎哉, 対馬齊 申請(qǐng)人:奧博特瑞克斯株式會(huì)社, 旭硝子株式會(huì)社