JP2870028B2 - Liquid crystal optical device and driving method thereof - Google Patents
Liquid crystal optical device and driving method thereofInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光吸収体を用いた透過−散乱型の液晶光学
装置及びその駆動方法に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission-scattering type liquid crystal optical device using a light absorber and a driving method thereof.
[従来の技術] 従来から良く知られているツイストネマチック(TN)
型液晶光学素子は、低消費電力、安価等の特色を生かし
て多くの分野に使用されている。しかし、このTNモード
は偏光膜を2枚使用するために、透過光が大幅にカット
され、表示が暗くなるという欠点を有していた。[Prior art] Twisted nematic (TN) well known from the past
Liquid crystal optical elements are used in many fields, taking advantage of features such as low power consumption and low cost. However, this TN mode has a disadvantage that transmitted light is largely cut off and the display becomes dark because two polarizing films are used.
一方、光散乱を動作原理とする液晶光学素子には動的
散乱(DS)及び相転移(PC)の2つのモードが知られて
いる。On the other hand, two modes of a dynamic scattering (DS) and a phase transition (PC) are known for a liquid crystal optical element that operates on light scattering.
DSモード、PCモードのいずれも偏光板を使用しないた
め、広い視角が得られる利点はあるものの、前者は液晶
中に導電性物質を添加した電流効果型であるため、消費
電力が大きくなる、液相の信頼性が低下するといった欠
点を有している。Neither the DS mode nor the PC mode uses a polarizing plate, so there is an advantage that a wide viewing angle can be obtained.However, the former is a current effect type in which a conductive substance is added to the liquid crystal, so that the power consumption increases. It has the disadvantage that the reliability of the phase is reduced.
一方、後者においても動作電圧が、(電極間距離/液
晶のピッチ)に依存するため、大面積化しようとする場
合、高い精度で均一なギャップを必要とするといった困
難な問題を有している。On the other hand, since the operating voltage also depends on (distance between electrodes / pitch of liquid crystal) in the latter case, there is a difficult problem that a uniform gap is required with high accuracy when the area is to be increased. .
これに対し、最近H.G.CraigheadらがAppl.Phys.Let
t.,40(1)22(1982)に開示した方法は、液晶が屈折
率異方性を有する特徴をいかしたものであり、具体的に
は液晶を多孔体に含浸させ、電圧印加の有無により液晶
の屈折率を変化させ、多孔体との屈折率を調節すること
により、透過と散乱とを制御するものである。On the other hand, recently HGCraighead et al.
The method disclosed in T., 40 (1) 22 (1982) takes advantage of the characteristic that the liquid crystal has a refractive index anisotropy. Specifically, the liquid crystal is impregnated in a porous material and the presence or absence of voltage application is determined. The transmission and scattering are controlled by changing the refractive index of the liquid crystal by adjusting the refractive index with the porous body.
この方法は偏光板を用いることなく原理的にDSモー
ド、PCモードがもつ欠点を克服することが可能であり有
用な方法である。同様の素子は特表昭58−501631号、特
開昭60−252687号、特表昭61−502128号等に示されてい
る。さらにこれに光吸収体を組み合わせて使用すること
も特表昭61−501345号、特開昭59−178428号等に示され
ている。This method is a useful method that can overcome the disadvantages of the DS mode and PC mode in principle without using a polarizing plate. Similar elements are disclosed in JP-T-58-501631, JP-A-60-252687, JP-T-61-502128, and the like. The use of a light absorber in combination with this is also disclosed in JP-T-61-501345, JP-A-59-178428, and the like.
[発明の解決しようとする問題点] このようなフィルム状液晶層を用いた透過−散乱型の
液晶光学装置をカラー化する場合、次のようなものが提
案されている。[Problems to be Solved by the Invention] In order to color a transmission-scattering type liquid crystal optical device using such a film-like liquid crystal layer, the following has been proposed.
透過型として、照明の光の色を変化させることも提案
されているが、部分的に色を変えることが困難であり、
強い外光に対してはウオッシュアウトして表示が見えな
くなるという問題点を有していた。また、液晶中に2色
性色素を混入して色を変化させる等が知られているが、
やはり部分的に色を変えることが困難であり、かつ2色
性色素を用いた液晶光学装置にありがちな表示がぼやけ
て見えるという問題点を有していた。It has also been proposed to change the color of the illumination light as a transmission type, but it is difficult to partially change the color,
There is a problem that the display is washed out with respect to strong external light and the display becomes invisible. It is also known that a dichroic dye is mixed into a liquid crystal to change the color.
Again, it is difficult to partially change the color, and there is a problem that a display that is common in a liquid crystal optical device using a dichroic dye looks blurred.
[問題点を解決するための手段] 本発明は、前述の課題を解決すべくなされたものであ
り、一対の電極付の基板間に、液晶が樹脂マトリクス中
に分散保持されたフィルム状液晶層が挟持され、液晶の
屈折率が樹脂マトリクスの屈折率と一致した際に光が透
過し、液晶の屈折率が樹脂マトリクスの屈折率と一致し
ない際に光が散乱するように液晶の屈折率と樹脂マトリ
クスの屈折率とが選択され、表側の基板にカラーフィル
ターが設けられ、フィルム状液晶層の裏側に光吸収体が
設けられ、フィルム状液晶層の一部が電圧の印加状態に
よらず常に光透過状態とされていることを特徴とする液
晶光学装置、及び、その光吸収体が着色したルーバーで
あることを特徴とする液晶光学装置、及び、フィルム状
液晶層の一部、特に、背景部分が電圧の印加状態によら
ず常に光透過状態とされていることを特徴とする液晶光
学装置、及び、それらのフィルム状液晶層として、液晶
と樹脂マトリクスの原料との混合物を硬化させて、液晶
が樹脂マトリクス中に分散保持されるようにしたフィル
ム状液晶層を使用することを特徴とする液晶光学装置、
及び、表示したい部分に電圧を印加せずに、表示したく
ない部分に電圧を印加するような駆動を行う液晶光学装
置の駆動方法を提供するものである。Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has a film-like liquid crystal layer in which liquid crystal is dispersed and held in a resin matrix between a pair of electrodes. Is sandwiched, light is transmitted when the refractive index of the liquid crystal matches the refractive index of the resin matrix, and the refractive index of the liquid crystal is scattered when the refractive index of the liquid crystal does not match the refractive index of the resin matrix. The refractive index of the resin matrix is selected, a color filter is provided on the front substrate, a light absorber is provided on the back side of the film-like liquid crystal layer, and a part of the film-like liquid crystal layer is always A liquid crystal optical device characterized by being in a light transmitting state, and a liquid crystal optical device characterized in that the light absorber is a colored louver, and a part of a film-like liquid crystal layer, in particular, a background The part is a sign of voltage A liquid crystal optical device, which is always in a light transmitting state irrespective of an applied state, and as a film-like liquid crystal layer thereof, a mixture of liquid crystal and a raw material of a resin matrix is cured so that the liquid crystal becomes a resin matrix. Liquid crystal optical device, characterized by using a film-like liquid crystal layer to be dispersed and held therein,
It is another object of the present invention to provide a driving method of a liquid crystal optical device that performs driving such that a voltage is applied to a portion not desired to be displayed without applying a voltage to a portion desired to be displayed.
本発明の液晶光学装置では、電気的に散乱状態と透過
状態とを制御しうる液晶光学素子の表側の基板にカラー
フィルターを設けるとともに、フィルム状液晶層の裏側
に光吸収体を設けているので、光吸収の黒色と、カラー
フィルターの色とによる明るい美しいカラー表示が可能
になる。In the liquid crystal optical device of the present invention, a color filter is provided on the substrate on the front side of the liquid crystal optical element capable of electrically controlling the scattering state and the transmission state, and the light absorber is provided on the back side of the film-like liquid crystal layer. Thus, a bright and beautiful color display can be realized by the black color of the light absorption and the color of the color filter.
本発明の液晶光学装置の液晶光学素子は、一対の電極
付の基板間に液晶が樹脂マトリクス中に分散保持された
フィルム状液晶層を挟持し、電圧の印加により散乱状態
と透過状態とを制御しうるものであれば使用できる。そ
の液晶光学素子の表側の基板にカラーフィルターを設け
るとともに、フィルム状液晶層の裏側に光吸収体を設け
たものである。In the liquid crystal optical element of the liquid crystal optical device of the present invention, a film-like liquid crystal layer in which liquid crystal is dispersed and held in a resin matrix is sandwiched between a pair of substrates with electrodes, and a scattering state and a transmission state are controlled by applying a voltage. Anything that can be used can be used. A color filter is provided on the substrate on the front side of the liquid crystal optical element, and a light absorber is provided on the back side of the film-like liquid crystal layer.
本発明では、液晶光学素子のフィルム状液晶層として
は、液晶が樹脂マトリクス中に分散保持されているもの
であれば使用できる。具体的には、液晶が独立した液泡
を形成してマイクロカプセル状封じ込められていてもよ
いし、それらの液泡が連通していてもよいし、細かな孔
の多数開いた樹脂マトリクスの孔の部分に液晶が充填さ
れているものであってもよい。In the present invention, as the film-like liquid crystal layer of the liquid crystal optical element, any liquid crystal in which a liquid crystal is dispersed and held in a resin matrix can be used. Specifically, the liquid crystal may form independent liquid bubbles and may be encapsulated in a microcapsule state, the liquid bubbles may communicate with each other, or a portion of a resin matrix having many fine holes. May be filled with liquid crystal.
このようなフィルム状液晶層を一対の電極付きの基板
間に挟持し、その電極間に電圧を印加すると、その電圧
の印加状態により、その液晶の屈折率が変化し、樹脂マ
トリクスの屈折率と液晶の屈折率との関係が変化し、両
者の屈折率が一致した時には透過状態となり、屈折率が
異なった時には散乱状態となる。When such a film-like liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates with electrodes and a voltage is applied between the electrodes, the refractive index of the liquid crystal changes depending on the state of application of the voltage, and the refractive index of the resin matrix increases. When the relationship with the refractive index of the liquid crystal changes, the liquid crystal enters a transmission state when the two have the same refractive index, and enters a scattering state when the two have different refractive indices.
具体的には、電圧を印加している状態で、樹脂マトリ
クスを構成するところの硬化させられた硬化物の屈折率
が、液晶の常光屈折率(no)と一致するようにされる。Specifically, the refractive index of the cured product constituting the resin matrix while the voltage is being applied is adjusted to match the ordinary light refractive index (n o ) of the liquid crystal.
これにより、得られた硬化物の屈折率と液晶物質の屈
折率とが一致した時に光が透過し、一致しない時に光が
散乱(白濁)することになる。この素子の散乱性は、従
来のDSM(動的散乱モード)の液晶光学素子の場合より
も高いので、後述するように表側の基板にカラーフィル
ターを設けた場合、散乱時に後方のフィルム状液晶層が
白くなるので、その前面のカラーフィルターの色が見
え、美しい表示が得られやすい。Thereby, light is transmitted when the refractive index of the obtained cured product matches the refractive index of the liquid crystal substance, and when the refractive index does not match, the light is scattered (cloudy). Since the scattering property of this element is higher than that of the conventional DSM (dynamic scattering mode) liquid crystal optical element, if a color filter is provided on the front substrate as described later, the film-like liquid crystal layer Since the color becomes white, the color of the front color filter can be seen and a beautiful display can be easily obtained.
本発明のフィルム状液晶層は、通常、液晶と樹脂マト
リクスの原料との混合物を準備し、電極基板上に流延供
給して硬化させるか、通常の液晶セルのように一対の電
極付の基板の周辺をシール材でシールし、注入口から混
合物を注入して硬化させて、液相が樹脂マトリクス中に
分散保持されるようされればよい。The film-like liquid crystal layer of the present invention is usually prepared by mixing a liquid crystal and a raw material of a resin matrix, and then casting and curing the mixture on an electrode substrate, or a substrate with a pair of electrodes as in a normal liquid crystal cell. May be sealed with a sealing material, the mixture may be injected from the injection port and cured, so that the liquid phase is dispersed and held in the resin matrix.
中でも、樹脂マトリクスの原料として、密閉系で硬化
可能な光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を用い、これを
液晶に溶解した溶液を用いて、光硬化または熱硬化する
ことにより、生産性が良く、前述の流延供給及び注入の
両方の製造方法が適用可能である。特に、光硬化性樹脂
を用い、光硬化することが好ましい。Above all, as a raw material of the resin matrix, a light-curable resin or a thermosetting resin curable in a closed system is used, and a solution obtained by dissolving the resin in a liquid crystal is photo-cured or heat-cured, thereby improving productivity. In addition, the above-mentioned manufacturing methods of both casting supply and pouring are applicable. In particular, it is preferable to use a photocurable resin and perform photocuring.
樹脂マトリクスの屈折率を、液晶の屈折率のnoと一致
させておくことにより、電圧が印加されていない場合
は、配列していない液晶と、樹脂マトリクスの屈折率の
違いにより、散乱状態(つまり白濁状態)を示し、その
前に配置されたカラーフィルターが見える。このため、
背景部分はカラーフィルターの色が見え、電圧を印加し
た部分のみが透過状態となり、裏側の光吸収体で光が吸
収されるため、その前面にカラーフィルターが存在して
も、黒く見えることになる。The refractive index of the resin matrix, by keeping to match the n o index of refraction of the liquid crystal, when no voltage is applied, the liquid crystal which is not arranged, by the refractive index of the resin matrix difference, scattering state ( That is, the color filter arranged in front of it is seen. For this reason,
The color of the color filter is visible in the background, and only the part to which the voltage is applied is in a transmissive state, and light is absorbed by the light absorber on the back side, so even if there is a color filter on the front, it will look black .
本発明では、この硬化工程の際に特定の部分のみに充
分に高い電圧を印加した状態で硬化させる、または液晶
の相転移点以上に加熱した状態で硬化させることによ
り、その部分を常に光透過状態、即ち黒く見えるように
することができる。このような常透過部分に、常に表示
したい、会社のマーク等の情報を形成できる。In the present invention, during this curing step, only a specific portion is cured by applying a sufficiently high voltage, or is cured while being heated to a temperature higher than the phase transition point of the liquid crystal, so that the portion always transmits light. The state can be made to appear black. Information such as a company mark that the user always wants to display can be formed in such a normally transparent portion.
光硬化性樹脂を用いて、高い電圧を印加した状態で硬
化させる場合には、その部分にも電極が必要となるが、
他の部分も同時に硬化可能であって、1工程で硬化でき
る。また、液晶の相転移点以上に加熱した状態で硬化さ
せる場合には、他の部分は別工程で温度を下げて硬化さ
せるため、工程は2工程となるが、電極の無い部分でも
遮光膜を設けて硬化させることにより、自由にパターニ
ングできる。このため、表示部分以外を全て常に光が透
過する部分とするような場合には後者の製法を利用する
こととなる。When using a photo-curable resin and curing with a high voltage applied, an electrode is also required in that part,
Other parts can be cured at the same time and can be cured in one step. Also, in the case of curing while being heated to a temperature higher than the phase transition point of the liquid crystal, the other parts are cured by lowering the temperature in a separate step. By providing and curing, patterning can be performed freely. For this reason, the latter manufacturing method is used in the case where all parts other than the display part are always light transmitting parts.
このように光が透過する部分を設けた本発明では、そ
の駆動方法を表示したい部分に電圧を印加せずに、表示
したくない部分に電圧を印加するような駆動を行う液晶
光学装置の駆動方法とすることができる。特に、表示部
分以外を全て常に光が透過する部分とし、光吸収体の色
とする場合にはこの効果が大きい。即ち、表示部分以外
の背景部分が光吸収体により黒色とされている場合、表
示部分は電圧を印加しない状態ではカラーフィルターの
色が見えている。In the present invention having such a portion through which light is transmitted, the driving method of the liquid crystal optical device is such that a voltage is not applied to a portion to be displayed and a voltage is applied to a portion not to be displayed. Can be a method. In particular, this effect is significant when all parts other than the display part are always light-transmitting parts and the color of the light absorber is used. That is, when the background part other than the display part is blackened by the light absorber, the color of the color filter is visible in the display part in a state where no voltage is applied.
バーグラフ表示を例にとって、これに入力に応じて通
常の駆動を行うと、電圧を印加した部分が、透過状態と
なり、黒く見えることになり、最大入力時に全体が黒く
なる。これでは見にくいので、入力がない時に全体が黒
くなり、入力があった時にその入力の大きさに応じてカ
ラー表示されるようにすると見易くなる。Taking a bar graph display as an example, if normal driving is performed in response to the input, the portion to which the voltage is applied becomes a transparent state and looks black, and the entire portion becomes black at the maximum input. This makes it difficult to see, so that the whole is black when there is no input, and it is easier to see when there is an input and the color is displayed according to the size of the input.
このため、表示したい部分に電圧を印加しないように
カラーフィルターの色が見えるようにし、表示したくな
い部分に電圧を印加するようにして黒く見えるような駆
動を行うと、見易くなる。For this reason, it is easy to see if the color of the color filter is made visible so as not to apply a voltage to a portion to be displayed and a voltage is applied to a portion not to be displayed so that the color looks black.
本発明ではこの樹脂マトリクスの屈折率と、使用する
液晶の屈折率(no)とを一致させた液晶光学素子を用
い、完全に一致させることが好ましいものであるが、透
過状態に悪影響を与えない程度に、ほぼ一致するように
しておけば使用可能である。具体的には、屈折率の差を
0.15程度以下にしておくことが好ましい。これは、液晶
により樹脂マトリクスが膨潤して、樹脂マトリクス自体
が本来持っていた屈折率よりも液晶の屈折率に近づくた
め、この程度の差があっても、光はほぼ透過するように
なり、裏側の光吸収体で光が吸収され、黒く見えるよう
になるためである。In the present invention, it is preferable to use a liquid crystal optical element in which the refractive index of the resin matrix matches the refractive index (n o ) of the liquid crystal to be used, and it is preferable to make them completely match, but this has an adverse effect on the transmission state. It can be used if they are almost the same, but not so much. Specifically, the difference in refractive index
It is preferable to keep it at about 0.15 or less. This is because the liquid crystal swells the resin matrix and approaches the refractive index of the liquid crystal more than the refractive index of the resin matrix itself, so even if there is a difference of this degree, light will be almost transmitted, This is because the light is absorbed by the light absorber on the back side, and the light absorber appears black.
第1図は、本発明の液晶光学装置の基本的な構成を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a basic configuration of the liquid crystal optical device of the present invention.
第1図において、1はプラスチック、ガラス等の裏側
の基板、2はその内面に形成されたITO(In2O3−Sn
O2)、SnO2等の電極、3はプラスチック、ガラス等の表
側の基板、4はその内面に形成されたITO、SnO2等の電
極、5は表側の基板の電極4上に形成されたカラーフィ
ルター、6は裏側の基板1の裏側に積層された光吸収
体、7は2枚の基板をシールしているシール材、8は基
板間に挟持されているフィルム状液晶層、9は観察者を
示している。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate on the back side of plastic, glass or the like, and 2 denotes ITO (In 2 O 3 -Sn) formed on the inner surface thereof.
O 2 ), electrodes such as SnO 2 , 3 is a front substrate such as plastic or glass, 4 is an electrode such as ITO, SnO 2 formed on the inner surface, and 5 is formed on an electrode 4 of the front substrate. A color filter, 6 is a light absorber laminated on the back side of the substrate 1 on the back side, 7 is a sealing material for sealing the two substrates, 8 is a film-like liquid crystal layer sandwiched between the substrates, 9 is an observation. Person.
第2図は、本発明の液晶光学装置のルーバーを用いた
構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration using a louver of the liquid crystal optical device of the present invention.
第2図において、11は裏側の基板、12はその内面に形
成された電極、13は表側の基板、14はその内面に形成さ
れた電極、15は表側の基板の電極14と基板13との間に形
成されたカラーフィルター、16は裏側の基板11の裏側に
配置されたルーバーによる光吸収体、17はシール材、18
はフィルム状液晶層、19は観察者、20は光吸収体の裏側
に配置された光源を示している。この例では、観察者19
は液晶光学装置の正面から見ている。このため、光吸収
体16のルーバーの羽根は光源20からの光が直接観察者19
の目に入らないように約45゜傾けられている。In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a back substrate, 12 denotes an electrode formed on the inner surface, 13 denotes a front substrate, 14 denotes an electrode formed on the inner surface, and 15 denotes an electrode 14 and a substrate 13 of the front substrate. A color filter formed in between, 16 is a light absorber by a louver arranged on the back side of the back substrate 11, 17 is a sealing material, 18
Denotes a film-like liquid crystal layer, 19 denotes an observer, and 20 denotes a light source disposed on the back side of the light absorber. In this example, observer 19
Is viewed from the front of the liquid crystal optical device. For this reason, the louver blades of the light absorber 16 allow the light from the light source 20 to directly
It is tilted about 45 ° so that it does not get into the eyes.
この電極は、両側の基板とも透明電極にされてもよい
し、裏側の基板の電極のみ黒色の不透明電極にしたり、
黒色の光吸収体の上に透明電極を形成したりしてもよ
い。両側の基板とも透明電極にされた場合には裏側の基
板の裏側に光吸収体を積層する。もちろん、基板自体を
黒色の基板としてもよい。なお、以上の説明では光吸収
体は黒色としたが、濃青色等の他の色としてもよい。こ
の場合には、光透過状態で、カラーフィルターが設けら
れている部分では、この光吸収体との混色が見え、カラ
ーフィルターが設けられている部分では、この光吸収体
の色が見える。この光吸収体は、全面に形成してもよい
し、部分的に形成してもよいし、複数色の光吸収体を形
成してもよい。もっとも、電圧を印加して表示を変化さ
せる部分には、光吸収体を形成する。This electrode may be a transparent electrode on both substrates, or a black opaque electrode only on the back substrate.
A transparent electrode may be formed on a black light absorber. When both substrates are made of transparent electrodes, a light absorber is laminated on the back side of the back substrate. Of course, the substrate itself may be a black substrate. In the above description, the light absorber is black, but may be another color such as dark blue. In this case, in the light transmitting state, the color mixture with the light absorber is visible in the portion where the color filter is provided, and the color of the light absorber is visible in the portion where the color filter is provided. This light absorber may be formed on the entire surface, may be formed partially, or may be a light absorber of a plurality of colors. However, a light absorber is formed in a portion where the display is changed by applying a voltage.
光吸収体の製造方法としては、具体的には、黒色の材
料を蒸着したり、黒色インキを印刷したり、黒色シート
や印刷物を積層したりすればよく、全面に設けてもよい
し、パターニングしてもよい。As a method for manufacturing the light absorber, specifically, a black material may be deposited, black ink may be printed, a black sheet or printed matter may be laminated, and may be provided on the entire surface, or may be patterned. May be.
また、この光吸収体として黒色等に着色したルーバー
を用いることにより、光源の位置の自由度が増加する。
例えば、裏側に光源を配置し、この光源からの直射光が
観察者に直接目に入らないようにルーバーで遮るように
する。このルーバーを着色しておくことにより光吸収体
として使用できる。具体的には、黒色に着色したルーバ
ーを用いれば、光源の光は斜めに液晶光学素子に入射し
て、光散乱部分はカラーフィルターの色にまたは白く明
るく見え、光透過部分は黒色に見える。このため、観察
者からルーバーの羽根が見え、光源からの光が直接目に
入らないように配置すればよい。これにより、観察者に
対向する裏側に光源や導光板を配置することもできる。Further, by using a louver colored black or the like as the light absorber, the degree of freedom of the position of the light source is increased.
For example, a light source is disposed on the back side, and a louver is used to block direct light from the light source from directly entering the viewer's eyes. By coloring this louver, it can be used as a light absorber. Specifically, if a louver colored black is used, light from the light source is obliquely incident on the liquid crystal optical element, the light scattering portion looks bright or white in color of the color filter, and the light transmitting portion looks black. For this reason, the louver blades may be arranged so that the observer can see the louver blades and the light from the light source does not directly enter the eyes. Thereby, the light source and the light guide plate can be arranged on the back side facing the observer.
本発明では、表側の基板にカラーフィルターを配置す
る。このカラーフィルターは、表側の基板であれば、電
極の上に形成してもよいし、電極と基板との間に形成し
てもよいし、基板の表側に配置してもよいし、基板自体
を着色基板としてもよい。もっとも、基板の外面に配置
する場合には、フィルム状液晶層が透過状態になった際
にもカラーフィルターが目立ちやすいので、基板の内面
に設けることが好ましい。その製造方法も、電着法、印
刷法、感光性レジスト法、貼り付け法、蒸着法、染色法
等公知の種々のカラーフィルターの製造方法が使用でき
る。In the present invention, a color filter is arranged on the front substrate. If this color filter is a substrate on the front side, it may be formed on the electrode, may be formed between the electrode and the substrate, may be arranged on the front side of the substrate, or may be the substrate itself. May be used as a colored substrate. However, in the case of disposing the color filter on the outer surface of the substrate, it is preferable to provide the color filter on the inner surface of the substrate because the color filter is easily conspicuous even when the film-like liquid crystal layer is in a transmission state. As the production method, various known color filter production methods such as an electrodeposition method, a printing method, a photosensitive resist method, a sticking method, a vapor deposition method, and a dyeing method can be used.
このカラーフィルターは全面に形成してもよいし、部
分的に形成してもよいし、複数色のカラーフィルターを
形成してもよい。このカラーフィルターによる散乱は少
ない程好ましく、ヘイズ値としては10%以下、好ましく
は5%以下とされる。This color filter may be formed on the entire surface, may be formed partially, or may be a plurality of color filters. The smaller the scattering by the color filter, the better, and the haze value is 10% or less, preferably 5% or less.
本発明では、カラーフィルターは表側の基板に形成さ
れているので、周囲光が強い環境下においても充分な輝
度と色純度を得られる。In the present invention, since the color filter is formed on the substrate on the front side, sufficient luminance and color purity can be obtained even in an environment where ambient light is strong.
本発明の液晶光学装置は、この液晶光学素子の外側
に、紫外線カットフィルター等を積層したり、文字、図
形等を印刷したりしてもよいし、複数枚の液晶光学素子
を用いたりするようにしてもよい。The liquid crystal optical device of the present invention may be configured such that an ultraviolet cut filter or the like is laminated on the outside of the liquid crystal optical element, characters, graphics, etc. may be printed, or a plurality of liquid crystal optical elements may be used. It may be.
さらに、本発明では、液晶光学素子が外部に露出する
構造を彩る場合には、この液晶光学素子の外側にガラス
板、プラスチック板等の保護板を積層することが好まし
い。これにより、その表面を加圧しても、破損する危険
性が低くなり、安全性が向上する。Furthermore, in the present invention, when coloring the structure in which the liquid crystal optical element is exposed to the outside, it is preferable to laminate a protective plate such as a glass plate or a plastic plate outside the liquid crystal optical element. Thereby, even if the surface is pressurized, the risk of breakage is reduced, and safety is improved.
本発明の液晶光学装置において、前述のフィルム状液
晶層を構成する樹脂マトリクスの原料としては、各種樹
脂のモノマー、オリゴマー、溶媒により溶解されるポリ
マー等があり、液晶と混合して混合物とされて用いられ
る。この場合、樹脂マトリクスの原料が液晶に溶解し
て、均質溶液となっているものを使用することが好まし
いが、ラテックス状になっているもの等も使用できる。In the liquid crystal optical device of the present invention, as a raw material of the resin matrix constituting the above-mentioned film-like liquid crystal layer, there are monomers, oligomers of various resins, polymers dissolved by a solvent, and the like, which are mixed with liquid crystal to form a mixture. Used. In this case, it is preferable to use a material in which the raw material of the resin matrix is dissolved in the liquid crystal to form a homogeneous solution, but a material in a latex state can also be used.
基板上に混合物を流延供給する場合には、溶媒を留去
したり、硬化時にガス等の副生物を発生させるものも使
用できるが、セル中に液晶を注入して後硬化させる場合
には、密閉系内で溶媒の留去が不要で硬化時にガス等の
副生物を発生せずに硬化可能な混合物を使用する。When the mixture is cast and supplied on the substrate, a solvent that distills off the solvent or generates by-products such as gas at the time of curing can be used.However, when the liquid crystal is injected into the cell and post-cured, it is used. In addition, a mixture that does not require solvent evaporation in a closed system and can be cured without generating by-products such as gas during curing is used.
このため、光硬化性樹脂を用いることが生産性上好ま
しく、特に、光硬化性ビニル系樹脂の使用が好ましい。Therefore, it is preferable to use a photocurable resin from the viewpoint of productivity, and in particular, it is preferable to use a photocurable vinyl resin.
具体的には、光硬化性アクリル系樹脂が例示され、特
に、光照射によって重合硬化するアクリルオリゴマーを
含有するものが好ましい。Specifically, a photocurable acrylic resin is exemplified, and a resin containing an acrylic oligomer which is polymerized and cured by light irradiation is particularly preferable.
本発明で使用される液晶は、ネマチック液晶、スメク
チック液晶等があり、単独で用いても組成物を用いても
良いが、動作温度範囲、動作電圧など種々の要求性能を
満たすには組成物を用いた方が有利といえる。特に、ネ
マチック液晶の使用が好ましい。The liquid crystal used in the present invention includes a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, and the like, and the composition may be used alone or in an operating temperature range. It can be said that use is more advantageous. In particular, the use of a nematic liquid crystal is preferred.
また、フィルム状液晶層に使用される液晶は、光硬化
性樹脂を用いた場合には、光硬化性樹脂を均一に溶解す
ることが好ましく、光露光後の硬化物は溶解しない、も
しくは溶解困難なものとされ、組成物を用いる場合は、
個々の液晶の溶解度ができるだけ近いものが望ましい。When a photo-curable resin is used, the liquid crystal used for the film-like liquid crystal layer preferably dissolves the photo-curable resin uniformly, and the cured product after light exposure does not dissolve or is difficult to dissolve. When using the composition,
It is desirable that the solubility of each liquid crystal be as close as possible.
フィルム状液晶層を製造する際、樹脂マトリクスと液
晶とは5:95〜75:25程度の割合になるように樹脂マトリ
クスの原料と液晶とを混合して混合物とすればよく、液
状ないしは粘稠物として使用されればよい。When manufacturing the film-like liquid crystal layer, the resin matrix and the liquid crystal may be mixed with the raw material of the resin matrix and the liquid crystal so as to have a ratio of about 5:95 to 75:25. It may be used as an object.
フィルム状液晶層を製造する場合、従来の通常の液晶
光学素子のようにセルを形成し注入口から注入すること
もできるが、電極付きの基板上に樹脂マトリクスの原料
と液晶との混合物を供給し、対向する基板を重ね合わせ
るようにすることにより、液晶光学素子を極めて生産性
良く製造できる。When manufacturing a film-like liquid crystal layer, cells can be formed and injected from the injection port as in a conventional ordinary liquid crystal optical element, but a mixture of the raw material of the resin matrix and the liquid crystal is supplied on a substrate with electrodes By superposing the opposing substrates, a liquid crystal optical element can be manufactured with extremely high productivity.
基板間ギャップは、5〜100μmにて動作することが
できるが、印加電圧、オン・オフ時のコントラストを配
慮すれば、フィルム状液晶層の場合には7〜40μmに設
定することが適当である。The gap between the substrates can be operated at 5 to 100 μm, but in consideration of the applied voltage and the contrast at the time of on / off, it is appropriate to set the gap to 7 to 40 μm in the case of the film-like liquid crystal layer. .
本発明の液晶光学素子は、液晶中に2色性色素や単な
る色素、顔料を添加したり、樹脂マトリクスとして着色
したものを使用したりしてもよいし。In the liquid crystal optical element of the present invention, a dichroic dye, a simple dye, or a pigment may be added to the liquid crystal, or a liquid crystal colored as a resin matrix may be used.
電極付の基板にプラスチック基板を使用することによ
り、連続プラスチックフィルムを使用した長尺の液晶光
学素子が容易に製造できる。By using a plastic substrate as the substrate with electrodes, a long liquid crystal optical element using a continuous plastic film can be easily manufactured.
また、本発明の液晶光学素子は、一般に小型になるた
め、ガラス基板を用いて通常の液晶光学素子と同様にセ
ルを形成して、注入するようにしても生産性の低下はほ
とんどない。In addition, since the liquid crystal optical element of the present invention is generally small in size, even if a cell is formed using a glass substrate in the same manner as in a normal liquid crystal optical element and then injected, there is almost no reduction in productivity.
このようにフィルム状液晶層とすることにより、上下
の透明電極が短絡する危険性が低く、かつ、通常のTN型
の液晶光学素子のように配向や基板間隙を厳密に制御す
る必要もなく、透過状態と散乱状態とを制御しうる液晶
光学素子を極めて生産性良く製造できる。By making the film-like liquid crystal layer in this way, the risk of short circuit between the upper and lower transparent electrodes is low, and there is no need to strictly control the orientation and the substrate gap as in a normal TN type liquid crystal optical element, A liquid crystal optical element capable of controlling the transmission state and the scattering state can be manufactured with extremely high productivity.
この液晶光学素子は、基板がプラスチックや薄いガラ
スの場合にさらに保護のために、外側にプラスチックや
ガラス等の保護板を積層したり、基板を強化ガラス、合
せガラス、線入ガラス等にしてもよい等種々の応用が好
ましい。In this liquid crystal optical element, for further protection when the substrate is plastic or thin glass, a protective plate such as plastic or glass is laminated on the outside, or the substrate is made of tempered glass, laminated glass, lined glass, or the like. Various applications such as good are preferred.
本発明の液晶光学素子は、駆動手段を付加して使用さ
れる。この駆動手段としては、後述するように通常数十
V程度の交流電圧を印加することができるのが使用され
ればよい。電極のパターンは全面ベタ電極としてもよい
が、所望のパターンの電極として、電圧を印加した際に
所望のパターンが色付いて表示されるようにすることが
好ましい。The liquid crystal optical element of the present invention is used by adding a driving means. As the driving means, one which can apply an AC voltage of about several tens of volts as described later may be used. The electrode pattern may be a solid electrode on the entire surface, but it is preferable that the electrode of a desired pattern is colored and displayed when a voltage is applied.
この場合、1パターンにカラーフィルターを2色以上
用いて複数色のカラー表示としてもよいし、2以上のパ
ターンにカラーフィルターを夫々用いて複数色のカラー
表示としてもよい。In this case, two or more color filters may be used for one pattern to display a plurality of colors, or two or more patterns may be used to display a plurality of colors.
さらに、液晶光学素子を硬化させる際に、一部を固定
表示、即ち、常に光が透過状態になるようにする。Further, when the liquid crystal optical element is cured, a part thereof is fixedly displayed, that is, light is always transmitted.
具体的には、液晶の常光屈折率(no)と樹脂マトリク
スの屈折率とが一致するようにした液晶と光硬化性樹脂
との混合物を用いて、光照射して硬化させる際に、その
特定部分のみに電圧を印加しつつ硬化をさせるまたは相
転移温度以上に加熱して硬化させることにより、特定部
分は常光透過部分になる。このため、電圧を印加しない
状態で、その特定部分は透過状態となり、光吸収体によ
りその特定の色、例えば、黒色となり、他の部分は散乱
状態であるので、カラーフィルターの色が見えている。
次いで、所望の部分に電圧を印加すると、その部分も光
透過状態になるので、光吸収体によりその特定の色、例
えば、黒色となることになる。Specifically, when using a mixture of a liquid crystal and a photocurable resin in which the ordinary light refractive index (n o ) of the liquid crystal and the refractive index of the resin matrix match, when curing by irradiation with light, By curing while applying a voltage to only the specific portion or by heating to a phase transition temperature or higher, the specific portion becomes an ordinary light transmitting portion. For this reason, in a state where no voltage is applied, the specific part is in a transmission state, the specific color is, for example, black by the light absorber, and the other parts are in a scattering state, so that the color of the color filter is visible. .
Next, when a voltage is applied to a desired portion, the portion is also in a light transmitting state, so that the light absorber becomes a specific color, for example, black.
このような固定表示部分は、遮光性のマスクを用いて
2度露光して形成してもよいし、レーザー等を照射して
パターニングしてもよい。また、本発明の光吸収体を部
分的に設けて、この光吸収体を光露光時の遮光性マスク
として用いてもよい。Such a fixed display portion may be formed by exposing twice using a light-shielding mask, or may be patterned by irradiating a laser or the like. Further, the light absorber of the present invention may be partially provided, and this light absorber may be used as a light shielding mask at the time of light exposure.
表示部以外を常に光透過状態にすることにより、遮光
膜を設けなくても、黒い背景にカラーフィルターによる
カラー表示を行うことができる。特に、通常のTN型液晶
光学装置では、遮光膜による遮光はセル内の遮光膜で行
わないと斜め方向から見た場合、視差により見栄えが低
下する。しかし、本発明の液晶光学装置では、遮光性マ
スクを用いて硬化させてフィルム状液晶層を固定してし
まうので、観察者が観察する際には斜め方向からみて
も、遮光膜をセル内に設けたと同じことになり、視差に
よる見栄えの低下が少ない。By always setting the portions other than the display portion in the light transmitting state, it is possible to perform color display using a color filter on a black background without providing a light shielding film. In particular, in a normal TN-type liquid crystal optical device, when light is not shielded by a light-shielding film in a cell, the appearance is reduced due to parallax when viewed from an oblique direction. However, in the liquid crystal optical device of the present invention, the film-shaped liquid crystal layer is fixed by being cured by using a light-shielding mask, so that the light-shielding film remains in the cell even when viewed obliquely when the observer observes. This is the same as provided, and the appearance is less likely to deteriorate due to parallax.
本発明の液晶光学装置は、駆動のために電圧を印加す
る時には、液晶の配列が変化するような交流電圧を印加
すればよい。具体的には、5〜100Vで10〜1000Hz程度の
交流電圧を印加すればよい。In the liquid crystal optical device of the present invention, when applying a voltage for driving, an AC voltage that changes the alignment of the liquid crystal may be applied. Specifically, an AC voltage of about 5 to 100 V and about 10 to 1000 Hz may be applied.
本発明の液晶光学装置は、各画素にTFT等の能動素子
を形成し、RGB3色もしくは単色のカラーフィルターを用
いてドットマトリクス表示やテレビ表示とすることがで
きる。In the liquid crystal optical device of the present invention, an active element such as a TFT is formed in each pixel, and a dot matrix display or a television display can be performed by using a three-color or single-color color filter of RGB.
[作用] 本発明によれば、液晶が樹脂マトリクス中に分散保持
されたフィルム状液晶層の表側の基板にカラーフィルタ
ーを設けるとともに、フィルム状液晶層の裏側に当たる
裏側の基板に光吸収体を設けている。[Function] According to the present invention, a color filter is provided on a substrate on the front side of a film-like liquid crystal layer in which liquid crystal is dispersed and held in a resin matrix, and a light absorber is provided on a substrate on the back side corresponding to the back side of the film-like liquid crystal layer. ing.
このため、液晶の屈折率が樹脂マトリクスの屈折率と
一致した際には、光が透過し、裏側の光吸収体により光
が吸収され、黒色等の光吸収体の色が見える。逆に、液
晶の屈折率が樹脂マトリクスの屈折率と一致しない際に
は、光が散乱するので、表側のカラーフィルターの色が
見える。Therefore, when the refractive index of the liquid crystal matches the refractive index of the resin matrix, light is transmitted and the light is absorbed by the light absorber on the back side, and the color of the light absorber such as black is seen. Conversely, when the refractive index of the liquid crystal does not match the refractive index of the resin matrix, light is scattered, so that the color of the color filter on the front side can be seen.
本発明の液晶光学装置は、このような原理を利用して
いるので、黒色等の光吸収体の色と特有の色との明るい
表示が得られる。例えば、赤色の背景に黒色の表示等が
得られる。特に、本発明では相変化を用いているので、
偏光膜を使用しなくてよく、従来のTN型液晶表示装置の
ようにカラーフィルターの色が暗くくすんで見えたりし
なく、より明るく見える。Since the liquid crystal optical device of the present invention utilizes such a principle, a bright display of the color of the light absorber such as black and a specific color can be obtained. For example, a black display on a red background or the like is obtained. In particular, since the present invention uses phase change,
The polarizing filter does not need to be used, and the color of the color filter does not look dark and dull as in the conventional TN type liquid crystal display device, but looks brighter.
また、反射型であるので、太陽光の直射のような強い
外光を受けても、表示が見えなくなるというようなこと
がない。In addition, since the display is of a reflective type, the display does not become invisible even when receiving strong external light such as direct sunlight.
[実施例] 以下、実施例および参考例により、本発明を具体的に
説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Reference Examples.
参考例1 バーグラフをパターニングしたITO付きのガラス基板
の裏側に筒中プラスチック社製の黒色光吸収板を貼り付
けして積層し、裏側の基板を製造した。Reference Example 1 A black light absorbing plate made by Tsutsuna Plastics Co., Ltd. was attached and laminated on the back side of a glass substrate with ITO on which a bar graph was patterned to produce a back side substrate.
裏側の基板のパターニングしたITOに対向するようにI
TOをパンターニングしたガラス基板のITO上に富士ハン
ト社製のレジストタイプカラーフィルターを厚さ2μm
形成して、表側の基板として製造した。I face the patterned ITO on the backside substrate
Fuji Hunt's resist type color filter, 2μm thick, on glass substrate ITO panned with TO
It was formed and manufactured as a front substrate.
この裏側の基板と表側の基板とを、その間に20μmの
スペーサーを介在させて周辺でシールし、セルを形成し
た。The back side substrate and the front side substrate were sealed around the periphery thereof with a 20 μm spacer interposed therebetween to form a cell.
2−エチルヘキシルアクリレート7部及び2−ヒドロ
キシエチルアクリレート15部、アクリルオリゴマー(東
亜合成化学(株)製「M−1200」)24部、光硬化開始剤
としてメルク社製「ダロキュアー1116」を0.9部と液晶
としてBDH社製[E−8]64部とを均一に溶解して、液
晶混合物を製造した。7 parts of 2-ethylhexyl acrylate and 15 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 24 parts of an acrylic oligomer ("M-1200" manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), and 0.9 parts of "Darocur 1116" manufactured by Merck as a photocuring initiator. As a liquid crystal, 64 parts of [E-8] manufactured by BDH was uniformly dissolved to produce a liquid crystal mixture.
この液晶混合物を、前記したセルに注入し、30秒間紫
外線を照射して露光して液晶光学装置を作成した。この
液晶光学装置は樹脂マトリクスを構成するところの硬化
させられた硬化物の屈折率が、液晶の常光屈折率(no)
とほぼ等しくなるようにされているので、電圧を印加し
ない状態で、両者の屈折率が異なり、全体が散乱(白
濁)状態となり、カラーフィルターの色が見えた。な
お、カラーフィルターの形成されていない部分は、白く
見えた。This liquid crystal mixture was injected into the above-described cell, and irradiated with ultraviolet rays for 30 seconds to expose a liquid crystal optical device. In this liquid crystal optical device, the refractive index of the cured product that constitutes the resin matrix is equal to the ordinary light refractive index (n o ) of the liquid crystal.
Therefore, when no voltage was applied, the refractive indices of the two were different, and the whole was in a scattered (cloudy) state, and the color of the color filter was visible. The portion where the color filter was not formed looked white.
この液晶光学装置を、光が正規反射しないように45゜
傾けた状態で前方から視認すると、バーグラフ部分がカ
ラーフィルターの色に見え、その他の背景が白色に見え
た。これに、交流電圧(AC30V、50Hz)を印加すると、
電圧を印加したバーフラフ部分のみが透過状態となり、
黒色が見えた。When this liquid crystal optical device was viewed from the front while being tilted at 45 ° so that light was not regularly reflected, the bar graph portion appeared to be the color of the color filter, and the other background appeared to be white. When an AC voltage (AC30V, 50Hz) is applied to this,
Only the bar fluff portion to which the voltage is applied becomes a transparent state,
Black color was visible.
このため、表示したくないセグメントにのみ電圧を印
加するという逆の駆動を行うことにより、バーグラフを
駆動することにより、見易い表示が得られた。For this reason, by performing a reverse drive of applying a voltage only to a segment that is not desired to be displayed, the bar graph is driven, so that an easy-to-read display is obtained.
実施例1 バーグラフ及びその周辺に枠をパターニングしたITO
付きのガラス基板を裏側の基板とした。Example 1 ITO in which a bar graph and a frame around it are patterned
The attached glass substrate was used as the back side substrate.
裏側の基板のパターニングしたITOに対向するようにI
TOをパターニングしたガラス基板のITO上に富士ハント
社製のレジストタイプカラーフィルターを厚さ2μm形
成し、表側の基板として製造した。I face the patterned ITO on the backside substrate
A resist type color filter manufactured by Fuji Hunt Co., Ltd. was formed to a thickness of 2 μm on ITO of a glass substrate on which TO was patterned, and was manufactured as a front side substrate.
この裏側の基板と表側の基板とを、その間に20μmの
スペーサーを介在させて周辺でシールし、セルを形成し
た。The back side substrate and the front side substrate were sealed around the periphery thereof with a 20 μm spacer interposed therebetween to form a cell.
バーグラフの周辺の枠部分にのみ開口部を有するマス
クを配置し、交流電圧(AC100V、50Hz)を印加しつつ、
30秒間紫外線を照射して露光した。次いで、マスクを除
去し、電圧を印加せずに全体に30秒間紫外線を照射して
露光して液晶混合物中の樹脂の硬化を完了させた。Placing a mask with an opening only in the frame part around the bar graph, applying an AC voltage (AC 100 V, 50 Hz),
Exposure was performed by irradiating with ultraviolet light for 30 seconds. Next, the mask was removed, and the whole was irradiated with ultraviolet rays for 30 seconds without applying a voltage to complete the exposure, thereby completing the curing of the resin in the liquid crystal mixture.
その後、裏側の基板の裏側に筒中プラスチック社製の
黒色光吸収板を貼り付けして、液晶光学装置を製造し
た。Thereafter, a black light absorbing plate made by Tsutsuna Plastics Co., Ltd. was attached to the back side of the back substrate to manufacture a liquid crystal optical device.
この液晶光学装置を、光が正規反射しないように45゜
傾けた状態で前方から視認すると、黒色の枠に、バーグ
ラフ部分がカラーフィルターの色に見え、その他の背景
が白色に見えた。これに、交流電圧(AC30V、50Hz)を
印加すると、電圧を印加したバーフラフ部分と枠が透過
状態となり、黒色が見えた。When this liquid crystal optical device was viewed from the front while being tilted at 45 ° so that light was not regularly reflected, the bar graph portion appeared in the color of the color filter in the black frame, and the other background appeared white. When an AC voltage (30 V AC, 50 Hz) was applied thereto, the bar fluff portion and the frame to which the voltage was applied became transparent, and black was seen.
参考例2 参考例1のカラーフィルターを表側の基板の全面に形
成したほかは参考例1と同様にして液晶光学装置を製造
した。Reference Example 2 A liquid crystal optical device was manufactured in the same manner as in Reference Example 1, except that the color filter of Reference Example 1 was formed on the entire surface of the front substrate.
この液晶光学装置は、フィルム状液晶層が光散乱状態
の部分は全てカラーフィルターの色が見えたほかは、参
考例1と同様であった。This liquid crystal optical device was the same as Reference Example 1 except that the color of the color filter was visible in all portions where the film-like liquid crystal layer was in the light scattering state.
参考例3 参考例1の光吸収体を黒色の羽根を有するルーバーに
代え、その裏側に光源を配置し、ルーバーの羽根を45゜
に傾け、観察者が正面から見るようにし、光源の光が直
接観察者の目に入らないようにした。Reference Example 3 The light absorber of Reference Example 1 was replaced with a louver having black wings, and a light source was arranged on the back side. It was kept out of the direct observer's eyes.
この例では、光源を観察者に対向するような位置に設
けたが、光源からの光は直接観察者の目に入らなく、見
た目は参考例1と同様に見えた。In this example, the light source was provided at a position facing the observer. However, light from the light source did not directly enter the observer's eyes, and the appearance was similar to that of Reference Example 1.
実施例2 参考例3の液晶光学装置をバーグラフの表示部に対応
するマスクを配置し、温度を液晶の相転移温度以上に上
げて、30秒間紫外線を照射して露光した。次いで、温度
を常温まで下げて、マスクを除去し、全体に30秒間紫外
線を照射して露光して液晶混合物中の樹脂の硬化を完了
させた。Example 2 The liquid crystal optical device of Reference Example 3 was exposed by irradiating with ultraviolet rays for 30 seconds while arranging a mask corresponding to the display portion of the bar graph, raising the temperature above the phase transition temperature of the liquid crystal. Then, the temperature was lowered to room temperature, the mask was removed, and the whole was irradiated with ultraviolet rays for 30 seconds to expose, thereby completing the curing of the resin in the liquid crystal mixture.
この液晶光学装置は、バーグラフ部分がカラーフィル
ターの色に見え、その他の背景が黒色に見えた。これ
に、交流電圧(AC30V、50Hz)を印加すると、電圧を印
加したバーフラフ部分のみが透過状態となり、黒色が見
えた。In this liquid crystal optical device, the bar graph portion appeared to be the color of the color filter, and the other background appeared to be black. When an AC voltage (30 V AC, 50 Hz) was applied thereto, only the bar fluff portion to which the voltage was applied became a transmission state, and black was seen.
このため、表示したくないセグメントにのみ電圧を印
加するという逆の駆動を行うことにより、バーグラフを
駆動することにより、黒色の背景に、カラーフィルター
の色が表示されるという見易い表示が得られた。Therefore, by performing a reverse drive of applying a voltage only to a segment that is not desired to be displayed, and driving the bar graph, an easy-to-read display in which the color of the color filter is displayed on a black background is obtained. Was.
[発明の効果] 以上の如く、本発明によれば、液晶が樹脂マトリクス
中に分散保持されたフィルム状液晶層を用い、その表側
の基板にカラーフィルターを設け、裏側の基板に光吸収
体を設けているので、液晶の屈折率が樹脂マトリクスの
屈折率と一致した際には、光が透過し、裏側の黒色等の
光吸収体の色が見える。逆に、液晶の屈折率が樹脂マト
リクスの屈折率と一致しない際には、光が散乱するの
で、表側のカラーフィルターの色が見える。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a film-like liquid crystal layer in which liquid crystals are dispersed and held in a resin matrix is provided, a color filter is provided on a front substrate, and a light absorber is provided on a back substrate. When the refractive index of the liquid crystal matches the refractive index of the resin matrix, light is transmitted, and the color of the light absorber such as black on the back side can be seen. Conversely, when the refractive index of the liquid crystal does not match the refractive index of the resin matrix, light is scattered, so that the color of the color filter on the front side can be seen.
本発明の液晶光学装置は、このような原理を利用して
いるので、黒色等の光吸収体の色とカラーフィルターの
特有の色との明るい表示が得られる。例えば、赤い背景
に黒い表示等が得られる。さらに、電圧を印加しない背
景部分にはカラーフィルターを設けなければ、白い背景
に赤と黒の表示等が得られる。特に、本発明では相変化
を用いているので、偏光膜を使用しなくてよく、従来の
TN型液晶表示装置のようにカラーフィルターの色が暗く
くすんで見えたりしにくく、より明るく見える。Since the liquid crystal optical device of the present invention utilizes such a principle, a bright display of the color of the light absorber such as black and the specific color of the color filter can be obtained. For example, a black display or the like on a red background is obtained. Further, if a color filter is not provided in a background portion where no voltage is applied, red and black display or the like can be obtained on a white background. In particular, since the present invention uses a phase change, it is not necessary to use a polarizing film.
The color of the color filter is dark and dull, unlike the TN type liquid crystal display device, and it looks brighter.
また、電圧を印加しない背景部分にはカラーフィルタ
ーを設けなければ、従来のTN型液晶表示装置のように白
い部分が暗い灰色になったり、緑もしくは赤色がかった
りしなく、白い部分がより白く明るく見える。Also, if a color filter is not provided in the background part where no voltage is applied, the white part will not be dark gray or green or red as in the conventional TN type liquid crystal display device, the white part will be more white and bright. appear.
また、セル内外に遮光膜を使用しなくても、光吸収体
と光透過部分の組み合わせにより、所望の部分を黒色等
に着色でき、光の利用効率が増加するので、さらに表示
輝度を高めることができる。Also, without using a light shielding film inside and outside the cell, a desired portion can be colored black or the like by a combination of the light absorber and the light transmitting portion, and the light use efficiency is increased, so that the display brightness is further increased. Can be.
本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で
種々の応用が可能である。The present invention is also applicable to various applications within a range that does not impair the effects of the present invention.
第1図は、本発明の液晶光学装置の基本的な構成を示す
断面図である。 第2図は、本発明の液晶光学装置のルーバーを用いた構
成を示す断面図である。 基板:1、3、11、13 電極:2、4、12、14 カラーフィルター:5、15 光吸収体:6、16 シール材:7、17 フィルム状液晶層:8、18 観察者:9、19 光源:20FIG. 1 is a sectional view showing a basic configuration of the liquid crystal optical device of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration using a louver of the liquid crystal optical device of the present invention. Substrates: 1, 3, 11, 13 Electrodes: 2, 4, 12, 14 Color filters: 5, 15 Light absorbers: 6, 16 Sealants: 7, 17 Film liquid crystal layer: 8, 18 Observers: 9, 19 Light source: 20
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1333 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02F 1/1333
Claims (3)
リクス中に分散保持されたフィルム状液晶層が挟持さ
れ、液晶の屈折率が樹脂マトリクスの屈折率と一致した
際に光が透過し、液晶の屈折率が樹脂マトリクスの屈折
率と一致しない際に光が散乱するように液晶の屈折率と
樹脂マトリクスの屈折率とが選択され、表側の基板にカ
ラーフィルターが設けられ、フィルム状液晶層の裏側に
光吸収体が設けられ、フィルム状液晶層の一部が電圧の
印加状態によらず常に光透過状態とされていることを特
徴とする液晶光学装置。A film-like liquid crystal layer in which liquid crystal is dispersed and held in a resin matrix is sandwiched between a pair of substrates with electrodes, and light is transmitted when the refractive index of the liquid crystal matches the refractive index of the resin matrix. The refractive index of the liquid crystal and the refractive index of the resin matrix are selected so that light is scattered when the refractive index of the liquid crystal does not match the refractive index of the resin matrix. A liquid crystal optical device, wherein a light absorber is provided on the back side of a liquid crystal layer, and a part of the film-like liquid crystal layer is always in a light transmitting state regardless of a voltage application state.
1記載の液晶光学装置。2. The liquid crystal optical device according to claim 1, wherein the light absorber is a colored louver.
い、表示したい部分に電圧を印加せずに、表示したくな
い部分に電圧を印加するような駆動を行う液晶光学装置
の駆動方法。3. A method for driving a liquid crystal optical device, wherein the liquid crystal optical device according to claim 1 or 2 is driven so as to apply a voltage to a portion not to be displayed without applying a voltage to a portion to be displayed. .
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JP1203779A JP2870028B2 (en) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | Liquid crystal optical device and driving method thereof |
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