液晶显示元件 本发明涉及一种不用偏光片就可以获得清晰显示的液晶显示元件。具体来说，是涉及这样一种液晶显示元件，根据在基板涂抹的颜色滤光膜与添加了双色性染料的液晶材料之间的反差进行所要求的显示。
液晶显示元件比如穿透型的液晶显示板一般具有如图6所示的结构。具体来说，在图6中，除了在绝缘基板1、2的表面上形成电极模片3、4之外，还设有可以使液晶分子朝一定方向排列的取向膜5、6。通过未图示的隔离物使2片绝缘基板1、2保持一定的间隙，同时在其周围封上密封材7，通过把液晶材料注入该间隙内形成液晶层8。而且，在绝缘基板1、2的外侧各自设有偏光板9、10。这样就形成了液晶显示板11。
然后，在与观察者相反的一侧即后侧设有灯泡、荧光灯等后灯13，中间隔着光扩散板12。借助于后侧的偏光板9，从后灯13发出的光只有自然光中某一振动方向的的线偏振光透过，根据对液晶层是否施加电压决定该振动方向是被扭向还是不被扭向地直接通过，由此，再根据观察者一侧的前侧的偏光板10的吸收轴控制该振动方向地透过和不透过，形成可以依照要求进行显示的构造。
如上所述，以往的液晶显示元件使用偏光板，只使用自然光中以一定方向振动的光。因此，光的大部分被偏光板所截断，如果不用很亮的后灯就无法进行清晰地显示。特别是当用便携式机器等的电池驱动液晶显示元件时电池的消耗非常厉害，因此，如果把亮的光源用作后灯不理想。这对于由观察者一侧入射光并使用其反射光的反射型液晶显示元件来说也有不在明亮的地方就得不到清晰的图象这样的问题。
而且，偏光板特别高价，这使液晶显示元件的成本增加，导致在便携式机器等的便宜电器中使用的液晶显示元件的成本降低有限。
本发明的目的就是为了解决这样的问题，提供不用偏光板就可以获得清晰显示而且可以降低成本的液晶显示元件。
根据本发明的液晶显示元件，在各自形成有电极模片的2个基板具有一定的间隙部，其周围被封上，在该一定的间隙部中注入添加了双色性染料的液晶材料，在上述2个基板中放在前侧的第1基板上没设有电极模片的部分设置一定颜色的颜色滤光膜，在后侧的第2基板上至少要在设有电极模片的部分设置与上述一定颜色相同颜色的颜色滤光膜。
这里，所谓前侧的基板是指观察者在看液晶显示元件时观察者这一侧的基板，所谓后侧的基板是指从观察者这一侧远离的(后面)那一侧的基板。还有，所谓一定颜色的颜色滤光膜是指作为液晶显示元件的背景色的东西，比如，通过涂刷白色颜料、黄色颜料等得到以白色等的浅色系为背景的透射光。还有，设有颜色滤光膜的面并不限于在基板的液晶层那一侧，也包括与液晶层相反的那一侧。
通过做成这种结构，前侧基板上没有电极的部分显示为前侧的基板的颜色滤光膜的颜色如白色，设有电极片的部分中相对电极之间加了电压的部分因液晶分子纵排显示为后侧的基板上涂抹的颜色滤光膜的颜色、未加电压的部分显示为液晶材料里添加的双色性染料的比如黑色，通过控制加电压可以在比如白色的背景下用黑色进行所要求的显示。
下面对附图进行简单的说明。
图1为本发明的液晶显示元件的一个实施例的剖面说明图。
图2为图1的液晶显示元件的工作原理说明图。
图3为表示图1的液晶显示元件的变换例的剖面说明图。
图4为表示图1的液晶显示元件的其它变换例的剖面说明图。
图5为表示图1的液晶显示元件的还有的其它变换例的剖面说明图。
图6为以往的液晶显示元件的剖面说明图。
其中，1：后侧绝缘基板，2：前侧绝缘基板，3：电极模片，4：电极模片，8：液晶层，11：液晶表示板，15：颜色滤光膜，16：颜色滤光膜。
下面，参照附图对本发明的液晶显示元件进行说明。
如在其实施例之一的剖面说明图图1所示，根据本发明的液晶显示元件，其构成的特征在于在各自形成有电极模片3、4的后侧及前侧的绝缘基板1、2具有一定的间隙部，在其周围用密封材7封上，在该一定的间隙部中注入添加了双色性染料的液晶材料设置液晶层8。然后，在作为前侧基板2的第1基板上没设有电极模片4的部分设置比如白色的颜色滤光膜16，作为后侧基板1的第2基板上至少在设有电极模片3的部分设置比如白色的颜色滤光膜15。
液晶显示板11在由玻璃、塑料等组成的绝缘基板1、2上用由ITO等组成的透明的导电膜分别形成电极模片3、4，在其上面还设着由聚酰亚胺等组成的取向膜5、6，借助于未图示的隔离物使2片绝缘基板1、2具有一定的间隙部，同时在其周围用密封材7封上，通过把液晶材料注入该间隙部内形成液晶层8，这些构成与与以往的液晶显示元件的构成相同。
本发明中，在前侧基板2上没形成有电极模片4的部分的内侧(液晶层一侧)上借助于胶版印刷或丝网印刷等技术设置比如白色颜料而形成白色的颜色滤光膜16。而且，在后侧基板1的电极模片3上同样借助于胶版印刷或丝网印刷等技术设置白色颜料而形成白色的颜色滤光膜15。白色的颜色滤光膜15、16如果不用白色颜料而用黄色颜料等浅色系的涂料也是可以的。还有，在比如负型显示的情况下，不用浅色系的而用深色系的颜色滤光膜并在液晶材料中添加明亮颜色的双色性染料也是可以的。还有，也可以使用其它颜色的背景色。
在本发明，作为液晶材料，还可以使用把比如因分子的长轴方向和短轴方向对可见光吸收具有各向异性的双色性染料(客体)溶解到一定排列的液晶(主体)中的添加了双色性染料的液晶材料。具体来说，比如，在液晶层上未加电压的状态下液晶分子处于横向的状态，光入射时，双色性染料也和液晶分子一样上横排的，因其吸收轴和自然光的电场方向一致以吸收后着色的光前进，在施加电压的状态下液晶分子和双色性染料都变为纵排，入射的情况下以原来的白色的的光前进。把具有这种性质的双色性染料比如入射白光的情况下呈黑色的双色性染料溶解到液晶材料后的含双色性染料的液晶材料注入到2片绝缘基板1、2之间。而且，染料的颜色并不只限于黑色，如上所述，根据作为背景的颜色滤光膜的颜色使用与喜欢的显示色相配的其它颜色的染料也是可以的。
还有，在本发明中，在绝缘基板1、2的外面都没设有偏光板。具体来说，为了显示彩色使用用了通常的双色性染料的主客单元，为了得到鲜明的颜色对比，借助于应使双色性染料的光吸收轴的方向与白光的振动方向一致的偏光板构成只有一定方向的线偏振光入射的情况。可是，在本发明中，比如，目的是为了把显示部做成黑色并在比如白色的背景下进行黑色的显示，并不要完全的黑色，显示成灰色的也可以，没有必要把没施加电压时和施加电压时的吸光度之差做得最大。因此，做成的构造是不使用偏光板而把所有的光取入达到清晰的显示画面。
根据本发明的液晶显示元件，前侧基板上没形成有电极模片的部分尽管处于液晶分子的状态，因为从在前侧基板上所设的颜色滤光膜穿出，入射光变成该颜色滤光膜颜色的光，液晶表示板的背景变成比如白色。还有，如图2(a)所示，前侧基板上形成有电极模片的部分在该电极模片与后侧基板上所设的电极模片之间没有施加电压时双色性染料和液晶分子的取向都与光的振动方向一致而吸收入射光，并使其以着色成双色性染料中的比如黑色的光射出。还有，如图2(b)所示，当两电极模片之间没有施加电压时，双色性染料和液晶分子都变为纵排，因没有光吸收，穿过后侧基板的电极模片上所设的比如白色的颜色滤光膜后变成白光。其结果是只要各对象素的进行电压控制使得在想要显示的象素上不施加电压就可以按要求进行显示。此时，因入射到液晶层上的光没经过偏光板入射，使得入射光没有变成振动方向一定的线偏振光，即便在没有施加电压的状态下也还存在没有完全被双色性染料吸收的光，该部分的光使黑色减弱而显示出灰色，即便如此，显示本身并没有发生什么问题。其结果是全部入射光而不只是由偏光板决定的在一定的方向上振动的光从前侧出射，能够以非常鲜明的画面进行显示，可以用相对来说亮度较弱的后灯构成，即便在做成反射型的液晶显示元件的情况下也可以在有些暗的地方按要求进行显示。
图3是表示图1的液晶显示元件的变换例的与图1相同的剖面说明图。在该例中，设在后侧绝缘基板1上的白色的颜色滤光膜15并不只设在电极模片3上、还设在没有电极模片的部分，在整个面上都设置了颜色滤光膜15。因被设在前侧的的颜色滤光膜16所着色，没有电极模片的部分所具有的优点是透过后侧绝缘基板1的光是什么颜色都没有关系，未必要借助于形成了一定模样的掩膜进行颜料的涂抹。还有，与图1相同的部分用相同的符号，略去对其进行说明。
图4-5是表示图1的液晶显示元件的其它变换例的图。具体来说，在上述各例中，颜色滤光膜15、16是设在绝缘基板1、2的液晶层一侧，但在图4-5所示的例中，颜色滤光膜15、16是设在绝缘基板1、2的外侧面。如上述例那样，因把颜色滤光膜15、16是设在内侧面，所以，与显示象素之间没有视差，这样，虽然象素没有弥散比较理想，但电极模片3、4的厚度为0.1μm左右，与此相对应，颜色滤光膜15、16的厚度为1μm左右，因此，在内侧面会有较大程度的凹凸不平，严重影响到显示特性。可是，通过把颜色滤光膜设在外侧面使内侧面的凹凸不平基本消失，显示特性变好。而且，在外侧面没有设偏光板，因此，没有任何障碍。还有，图4与图1相对应，只在后侧基板1的电极模片3的部分上设有颜色滤光膜15，图5与图3相对应，在后侧基板1的整个面上都设置了颜色滤光膜15。在这些图中，与图1相同的部分用相同的符号，略去对其进行说明。
上述各例是作为透射型的液晶显示元件的例子，但通过在后侧基板的外侧面设置反射板就可以得到相同构成的反射型的液晶显示元件。
根据如上所述的本发明，通过控制电压不用偏光板就可以按要求进行显示，因此，可以得到非常明亮的显示画面，特别适用于用便携式机器等的电池驱动的透射型的液晶显示元件和即便在有些暗的地方也可以使用的反射型的液晶显示元件。而且，可以不用偏光板，因此，可以降低造价，非常有助于降低使用液晶显示元件的电器的成本。