JP3141946B2 - Color liquid crystal display - Google Patents
Color liquid crystal displayInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学位相板とカラーフィルターを用いた複屈
折型のカラー液晶表示素子に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a birefringent color liquid crystal display device using an optical phase plate and a color filter.
液晶は、電場や磁場、せん断力などの外場によって配
向状態が変化し、これに伴う光学的性質の変化を利用す
ることにより各種光エレクトロニクスの分野で利用され
ている。このうち液晶性高分子は低分子液晶に較べて液
晶状態で高粘性であるため、液晶状態で配向させたの
ち、ガラス転移点以下に冷却することによって液晶の配
向状態を固定化することができるという低分子液晶に見
られない特徴を有している。これを利用して、熱書き込
みの光メモリーや光学フィルターなどの光エレクトロニ
クス分野での応用が試みられている。これらの実現する
ためには所望の分子配向を高度に制御する必要がある。
たとえば一種の光学位相子であるスーパーツエステッド
ネマティック(STN)型液晶表示素子用の色補償板は、
液晶層によって楕円偏光となった光の直線偏光に戻すよ
うに機能する必要があるが、この様な機能は液晶性高分
子を水平に、かつ、一定の方向に高い秩序度と均一性を
持って配向させることによって初めて発現させることが
できる。Liquid crystals are used in various optoelectronics fields by changing the alignment state due to an external field such as an electric field, a magnetic field, and a shear force, and utilizing the change in optical properties accompanying the change. Of these, liquid crystalline polymers are more viscous in the liquid crystal state than low-molecular liquid crystals, so they can be aligned in the liquid crystal state and then cooled to below the glass transition point to fix the liquid crystal alignment state. Low-molecular liquid crystal. Utilizing this, applications in the field of optoelectronics such as an optical memory for thermal writing and an optical filter have been attempted. To achieve these, it is necessary to control the desired molecular orientation to a high degree.
For example, a color compensator for a super twisted nematic (STN) type liquid crystal display device, which is a kind of optical retarder,
It is necessary to function to return the elliptically polarized light to linearly polarized light by the liquid crystal layer. Such a function has a high degree of order and uniformity in the liquid crystal polymer horizontally and in a certain direction. It can be expressed only by orientation.
低分子液晶の場合、配向制御法はほぼ確立されている
が、液晶性高分子(高分子液晶)の場合、十分には確立
されていない。液晶性高分子の配向制御の例としては、
ずり応力のような外力を加える方法、磁場や電場のよう
な外場を与える方法等が知られているが、これらは大面
積の配向制御が不可能であったり、均一性の点で十分と
は言えない。低分子液晶と同様に配向処理を施した基板
間の空隙に液晶性高分子を注入する方法をそのまま液晶
性高分子に適用した場合には、液晶性高分子の高粘性の
ため、注入時の流れに沿って液晶性高分子が配向してし
まい、所望の配向が得られなかったり、大きな面積にな
ると注入すら困難となる。In the case of a low-molecular liquid crystal, an alignment control method is almost established, but in the case of a liquid crystalline polymer (polymer liquid crystal), it is not sufficiently established. Examples of liquid crystal polymer alignment control include:
A method of applying an external force such as shear stress, a method of applying an external field such as a magnetic field or an electric field, and the like are known.However, these methods cannot control the orientation of a large area or have a sufficient uniformity. I can't say. When the method of injecting a liquid crystalline polymer into the gap between substrates that has been subjected to alignment treatment in the same way as a low-molecular liquid crystal is applied to the liquid crystalline polymer as it is, the viscosity of the liquid crystalline polymer is high. The liquid crystalline polymer is oriented along the flow, and the desired orientation cannot be obtained, or even if the area is large, it becomes difficult to inject.
本発明者らは、配向処理した基板または一軸延伸した
プラスチック基板に液晶性高分子を塗布し、片面が空気
に接したままで液晶温度に加温することによって良好な
配向を大面積にわたって実現できることを見いだした。
しかしながら従来のように、液晶性高分子を配向させる
ための基板と液晶セル用の基板との両方が別々に必要な
構成では、基板数が増えてしまい、コスト高になるだけ
でなく、表示装置全体の重量や厚みを増加してしまい不
都合であった。The present inventors are able to achieve good alignment over a large area by applying a liquid crystalline polymer to an alignment-treated substrate or a uniaxially stretched plastic substrate and heating the liquid crystal temperature while one side is in contact with air. Was found.
However, in the conventional configuration in which both the substrate for aligning the liquid crystalline polymer and the substrate for the liquid crystal cell are separately required, the number of substrates is increased and the cost is increased. This is inconvenient because the overall weight and thickness increase.
本発明は以上のような従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、軽量、薄型でしかもドッ
トずれのない高品質なカラー液晶表示素子を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a high-quality color liquid crystal display element that is lightweight, thin, and has no dot displacement.
上記目的を達成するため、本発明によれば、一対の基
板と液晶層と液晶性高分子層と該液晶層に電圧を印加す
るための電極とカラーフィルターとから構成される液晶
セルを挟むように配置した一対の偏光子とからなるカラ
ー液晶表示素子において、基板上に配向膜層を介して、
液晶性高分子層及びこれに接してカラーフィルター層を
設け、これに電極層を介して配向膜層、液晶層及び配向
膜層、さらに電極層及び基板を順次積層し、さらに基板
の両端に一対の偏光子を設けたものであることを特徴と
するカラー液晶表示素子及び、 一対の基板と液晶層と液晶性高分子層と該液晶層に電
圧を印加するための電極とカラーフィルターとから構成
される液晶セルを挟むように配置した一対の偏光子とか
らなるカラー液晶表示素子において、基板上に配向膜層
を介して、液晶性高分子層に染料や顔料を混合して形成
したカラーフィルター層を設け、これに電極層を介して
配向膜層、液晶層及び配向膜層、さらに電極層及び基板
を順次積層し、さらに基板の両端に一対の偏光子を設け
たものであることを特徴とするカラー液晶表示素子が提
供される。In order to achieve the above object, according to the present invention, a liquid crystal cell including a pair of substrates, a liquid crystal layer, a liquid crystal polymer layer, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and a color filter is sandwiched. In a color liquid crystal display element consisting of a pair of polarizers arranged on the substrate, via an alignment film layer on the substrate,
A liquid crystal polymer layer and a color filter layer are provided in contact with the liquid crystal polymer layer, and an alignment film layer, a liquid crystal layer and an alignment film layer, an electrode layer and a substrate are sequentially stacked on the liquid crystal polymer layer via an electrode layer, and a pair is formed on both ends of the substrate. And a color liquid crystal display device characterized by comprising a polarizer of: a pair of substrates, a liquid crystal layer, a liquid crystalline polymer layer, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and a color filter. A liquid crystal display device comprising a pair of polarizers arranged so as to sandwich a liquid crystal cell to be formed, a color filter formed by mixing a dye or a pigment with a liquid crystalline polymer layer via an alignment film layer on a substrate. Layer, an alignment film layer, a liquid crystal layer and an alignment film layer, an electrode layer and a substrate are sequentially laminated on this layer via an electrode layer, and a pair of polarizers is provided at both ends of the substrate. Color LCD table An indicator element is provided.
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明のカラー液晶表示素子の一構成例を示
す断面図で、上基板2の一方の面上に配向膜3を介して
液晶性高分子層4が形成され、さらにその上に電極5及
び配向膜6が形成されている。一方、下基板10の一方の
面上には電極9及び配向膜8が形成されている。これら
の各種が形成された一対の基板2,10は電極5,9が内向き
となるように離間、対向配置され、これらの間に液晶層
7を挾持して液晶セルが構成されている。そして該液晶
セルを挾むごとく上偏光板1及び下偏光板11が配設さ
れ、液晶表示素子を構成している。この実施例では、液
晶性高分子層4に染料もしくは顔料が添加されカラーフ
ィルターとなっている。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a color liquid crystal display device of the present invention. A liquid crystal polymer layer 4 is formed on one surface of an upper substrate 2 with an alignment film 3 interposed therebetween. An electrode 5 and an alignment film 6 are formed. On the other hand, an electrode 9 and an alignment film 8 are formed on one surface of the lower substrate 10. A pair of substrates 2 and 10 on which these various types are formed are separated and opposed so that the electrodes 5 and 9 face inward, and a liquid crystal layer 7 is sandwiched therebetween to form a liquid crystal cell. An upper polarizing plate 1 and a lower polarizing plate 11 are provided so as to sandwich the liquid crystal cell, thereby constituting a liquid crystal display element. In this embodiment, a dye or a pigment is added to the liquid crystalline polymer layer 4 to form a color filter.
上下偏光板1,11は両方とも透過型である必要はなく、
一方は反射型偏光板であっても良い。上下基板2,10は、
ガラス、プラスチックなどの透光性のものであれば良
い。配向膜3としてはポリイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリアクリ
ロニトリル等の高分子被膜を形成後、ラビング処理した
もの、アルコキシシラン、有機チタネートなどの有機金
属化合物などの塗膜またはその熱処理膜をラビング処理
したもの、酸化珪素などの斜め蒸着膜などを例示するこ
とができる。またプラスチック基板を直接ラビング処理
したり、一軸延伸したプラスチックフィルムを用いるこ
とによっても液晶性高分子層4を配向させることも可能
で、この場合配向膜3は不要となる。Both the upper and lower polarizers 1 and 11 need not be transmissive,
One may be a reflective polarizing plate. Upper and lower substrates 2 and 10
Any transparent material such as glass or plastic may be used. After forming a polymer film such as polyimide, polyether imide, polyamide imide, polyester imide, polyamide, polyester, polyvinyl alcohol, or polyacrylonitrile as the alignment film 3, a rubbing treatment, or an organic metal compound such as alkoxysilane or organic titanate is used. Rubbed coating film or a heat-treated film thereof, or an obliquely deposited film of silicon oxide or the like. The liquid crystal polymer layer 4 can also be oriented by directly rubbing the plastic substrate or using a uniaxially stretched plastic film. In this case, the orientation film 3 becomes unnecessary.
配向膜3の上には本構成例の特徴である液晶性高分子
層4が液晶性高分子の塗布により形成されている。本発
明において用いることのできる液晶性高分子はサーモト
ロピックな液晶性高分子であり、構造は特に限定されな
いが、例えばポリエステル、ポリエステルアミド、ポリ
カーボネート、ポリエーテル等で主鎖に液晶性残基を有
する下記構造の主鎖型液晶性高分子: 数を表わす。) あるいはビニル系高分子、ポリシロキサンなどで側鎖
に液晶性残基を有する下記構造の側鎖型液晶性高分子: M2:−Ph−Ph−R3,−O−Ph−Ph−R3,−Ph−COO−Ph−
R3,−O−Ph−COO−Ph−R3,−Ph−COO−Ph−R3,−O−P
h−OCO−Ph−R3,−Ph−Ph−COO−Ph−R3,−O−Ph−Ph
−COO−Ph−R3,−Ph−COO−Ph−Ph−R3,−O−Ph−COO
−Ph−Ph−R3,−Ph−Ph−OCO−Ph−R3,−O−Ph−OCO−
Ph−Ph−R3,−Ph−OCO−Ph−Ph−R3,−O−Ph−OCO−Ph
−Ph−R3等 (但し、R3はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原
子、ニトロ基又はシアノ基であり、nは0〜18の整数を
表わす。) を例示することができる。液晶性高分子は単独でまたは
混合して用いられる。液晶性高分子中に光学活性基を導
入したり、光学活性な化合物を添加することもできる。A liquid crystalline polymer layer 4 which is a feature of this configuration example is formed on the alignment film 3 by applying a liquid crystalline polymer. The liquid crystalline polymer that can be used in the present invention is a thermotropic liquid crystalline polymer, the structure is not particularly limited, for example, polyester, polyesteramide, polycarbonate, polyether and the like having a liquid crystal residue in the main chain. Main-chain type liquid crystalline polymer having the following structure: Represents a number. ) Alternatively, a side chain type liquid crystalline polymer having a liquid crystalline residue in a side chain such as a vinyl polymer or polysiloxane having the following structure: M 2: -Ph-Ph-R 3, -O-Ph-Ph-R 3, -Ph-COO-Ph-
R 3, -O-Ph-COO -Ph-R 3, -Ph-COO-Ph-R 3, -O-P
h-OCO-Ph-R 3 , -Ph-Ph-COO-Ph-R 3, -O-Ph-Ph
-COO-Ph-R 3, -Ph -COO-Ph-Ph-R 3, -O-Ph-COO
-Ph-Ph-R 3, -Ph -Ph-OCO-Ph-R 3, -O-Ph-OCO-
Ph-Ph-R 3, -Ph -OCO-Ph-Ph-R 3, -O-Ph-OCO-Ph
-Ph-R 3, etc. (wherein, R 3 is an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a nitro group or a cyano group, n represents. An integer of 0 to 18) can be exemplified. The liquid crystalline polymer is used alone or as a mixture. An optically active group can be introduced into the liquid crystalline polymer, or an optically active compound can be added.
塗布法としては液晶性高分子が流動性を有するガラス
転移点以上の温度で直接塗布する方法、または液晶性高
分子を溶媒に溶解させ、溶液として塗布または印刷する
方法が用いられる。膜厚の均一性と制御のしやすさの点
で後者の方法が特に好ましく用いられる。液晶性高分子
の溶媒としては用いる液晶性高分子の種類、重合度等に
よって異なるが、通常下記の物より選ばれる。As a coating method, a method in which the liquid crystalline polymer is directly coated at a temperature equal to or higher than a glass transition point having fluidity, or a method in which the liquid crystalline polymer is dissolved in a solvent and applied or printed as a solution is used. The latter method is particularly preferably used in terms of uniformity of film thickness and ease of control. The solvent for the liquid crystalline polymer varies depending on the type of the liquid crystalline polymer used, the degree of polymerization, and the like, but is usually selected from the following.
クロロホルム、ジクロロエタン、テトラクロロエタ
ン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、オル
ソジクロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素、フェノ
ール、o−クロロフェノール、クレゾールなどのフェノ
ール系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、ジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶
媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶
媒およびこれらの混合溶媒。Chloroform, dichloroethane, tetrachloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, halogenated hydrocarbons such as orthodichlorobenzene, phenol, o-chlorophenol, phenolic solvents such as cresol, dimethylformamide, dimethylacetamide, aprotic polar solvents such as dimethylsulfoxide, Ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane and mixed solvents thereof.
溶液濃度は塗布法、高分子の粘性、目的とする膜厚等
により異なる。液晶表示素子用の補償板を例にすると、
要求される膜厚は2〜10μm程度であるため、通常は2
〜50wt%の範囲で使用され、好ましくは5〜30wt%の範
囲で使用される。塗布法としてはスピンコート法、ロー
ルコート法、グラビアコート法、ディッピング法、スク
リーン印刷法などが採用される。液晶性高分子を塗布
後、溶媒を乾燥して除去し、液晶性高分子が液晶性を示
す温度で熱処理して液晶性高分子を配向させる。The solution concentration depends on the coating method, the viscosity of the polymer, the desired film thickness, and the like. Taking a compensator for a liquid crystal display device as an example,
Since the required film thickness is about 2 to 10 μm,
It is used in the range of -50 wt%, preferably in the range of 5-30 wt%. As a coating method, a spin coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a dipping method, a screen printing method, or the like is employed. After applying the liquid crystalline polymer, the solvent is removed by drying, and the liquid crystalline polymer is heat-treated at a temperature at which the liquid crystalline polymer exhibits liquid crystallinity to orient the liquid crystalline polymer.
液晶性高分子を配向させるときの温度は、液晶性高分
子のガラス転移点以上であることが必要で、液晶性高分
子の等方性液体への転移温度より低いことが必要であ
る。配向膜の界面効果による配向を助ける意味でポリマ
ーの粘性は低い方がよく、したがって温度は高い方がよ
いが、あまり高いとコストの増大と作業性の悪化を招き
好ましくない。一般的には50℃〜300℃の範囲が好まし
い。The temperature at which the liquid crystalline polymer is oriented needs to be equal to or higher than the glass transition point of the liquid crystalline polymer, and lower than the transition temperature of the liquid crystalline polymer to an isotropic liquid. The lower the viscosity of the polymer is, the better the temperature is, in order to assist the alignment by the interface effect of the alignment film, but the higher the temperature, the higher the temperature. Generally, the range of 50 ° C to 300 ° C is preferable.
液晶性高分子層4の配向にねじれ構造を導入するに
は、液晶性高分子としてコレステリック液晶相を呈する
ものを用いればよい。コレステリック液晶相を呈する液
晶性高分子は前述のようにネマティック相を呈する液晶
性高分子中に光学活性基を導入するか、光学活性な物質
を添加すればよい。この場合、液晶性高分子は配向膜面
では配向処理の方向に配列し、厚み方向に自然ピッチに
相当するねじれ角、すなわち自然ピッチをP0、膜厚を
d、ねじれ角をωとしたときにω=360×d/P0(゜)な
るねじれ角を形成する。In order to introduce a twisted structure into the orientation of the liquid crystalline polymer layer 4, a liquid crystalline polymer exhibiting a cholesteric liquid crystal phase may be used. As described above, the liquid crystalline polymer exhibiting a cholesteric liquid crystal phase may be obtained by introducing an optically active group into the liquid crystalline polymer exhibiting a nematic phase or by adding an optically active substance. In this case, the liquid crystalline polymer is arranged in the orientation direction on the orientation film surface, and the twist angle corresponding to the natural pitch in the thickness direction, that is, the natural pitch is P 0 , the film thickness is d, and the twist angle is ω. Ω = 360 × d / P 0 (゜).
第1図の構成例は、液晶性高分子層4に染料や顔料を
添加されている場合で、上述の塗布法のうちでスクリー
ン印刷法などの印刷法の類を用いれば、マルチカラー表
示やフルカラー表示に必要な赤色、青色、緑色などのカ
ラーパターンをつくることができる。液晶性高分子層4
を形成後に染色することも可能である。またロールコー
ト法、グラビアコート法、スクリーン印刷法などで別途
カラーフィルター層を設けることも可能で、この場合液
晶性高分子層4と電極5の間にもう一層カラーフィルタ
ー層が設けられることになる。また電極5を設けてから
電着法によって電極上にカラーフィルターを設けること
もできるが、この場合は液晶層7に印加される電圧が下
がってしまうため、カラーフィルター上にもう一層の電
極を設けるのが好ましい。The configuration example shown in FIG. 1 is a case in which a dye or a pigment is added to the liquid crystalline polymer layer 4. If a printing method such as a screen printing method is used among the above-mentioned coating methods, a multi-color display or the like can be realized. It can create color patterns such as red, blue, and green necessary for full-color display. Liquid crystalline polymer layer 4
Can be dyed after formation. Further, a color filter layer can be separately provided by a roll coating method, a gravure coating method, a screen printing method, or the like. In this case, another color filter layer is provided between the liquid crystal polymer layer 4 and the electrode 5. . A color filter may be provided on the electrode by electrodeposition after the electrode 5 is provided. However, in this case, the voltage applied to the liquid crystal layer 7 is reduced, so that another electrode is provided on the color filter. Is preferred.
電極5,9は蒸着法やスパッタリング法によって導電膜
を成膜した後パターニングすることにより形成される。
マスクを用いた成膜法によれば、パターニングを不要と
することもできる。液晶層7を配向させるための配向膜
6,8は液晶性高分子層4を配向させるための配向膜3と
全く同様に設けることができるが、ポリマーを塗布して
ラビング処理をする方法が生産性の点で好ましい。The electrodes 5, 9 are formed by forming a conductive film by a vapor deposition method or a sputtering method and then patterning the conductive film.
According to the film formation method using a mask, patterning can be unnecessary. Alignment film for aligning liquid crystal layer 7
The layers 6 and 8 can be provided in exactly the same manner as the alignment film 3 for aligning the liquid crystalline polymer layer 4, but a method of applying a polymer and performing a rubbing treatment is preferable in terms of productivity.
次に本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1) ガラス基板上に、ポリアミド酸系高分子を主剤とする
配向剤(日立化成社製PIQ)をスピンコートし、100℃の
オーブンで10分間乾燥した後、オーブンの温度を270℃
に上げ約1時間保ってポリイミド膜を得た。膜面をナイ
ロン植毛布でラビングして液晶性高分子用の配向膜とし
た。次いで、この膜面に下記式aの繰返し単位を持ちガ
ラス転移点が70℃のポリシロキサン系液晶性高分子と、
下記式bの繰返し単位を持ち光学活性基を有するポリシ
ロキサン系液晶性高分子をフェノール/テトラクロロエ
タン混合溶媒(50:50wt%)に25wt%となるよう溶解さ
せた溶液を塗布した。Example 1 An orientation agent (PIQ manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) as a main component was spin-coated on a glass substrate and dried in an oven at 100 ° C. for 10 minutes.
And kept for about 1 hour to obtain a polyimide film. The film surface was rubbed with a nylon flocking cloth to form an alignment film for a liquid crystalline polymer. Next, a polysiloxane-based liquid crystalline polymer having a repeating unit represented by the following formula a on the film surface and having a glass transition point of 70 ° C .:
A solution was prepared by dissolving a polysiloxane-based liquid crystalline polymer having a repeating unit represented by the following formula b and having an optically active group in a phenol / tetrachloroethane mixed solvent (50:50 wt%) to a concentration of 25 wt%.
これを70℃のオーブンで乾燥後、上記液晶性高分子が
ネマティック相になる170℃で20分間、熱処理を行い、
室温まで急冷し、液晶性高分子膜を得た。このようにし
て得た液晶性高分子膜付き基板を2枚の偏光板ではさ
み、目視観察を行ったところ、均一な複屈折色が見ら
れ、液晶性高分子層に、厚みムラや配向ムラのないこと
がわかった。偏光解析の結果、この試料のリターデーシ
ョンは950nm、配向のねじれ角は180゜であることがかっ
た。 After drying this in a 70 ° C oven, the liquid crystalline polymer is heat-treated at 170 ° C for 20 minutes to become a nematic phase,
It was rapidly cooled to room temperature to obtain a liquid crystalline polymer film. The thus obtained substrate with a liquid crystalline polymer film was sandwiched between two polarizing plates and visually observed. As a result, a uniform birefringent color was observed. It turned out that there was no. Ellipsometry showed that this sample had a retardation of 950 nm and a twist angle of orientation of 180 °.
次に、液晶性高分子層に赤、青、緑色のカラーフィル
ターを印刷した。カラーフィルター面の非画素部や異っ
たカラーフィルター間には、厚さの差ができてしまうの
で、これらの差を埋めるよう透明なレベリング層(第1
図では図示を省略)を設けた。そしてこの上にスパッタ
リングにより透明導電膜を成膜し、フォトリソグラフィ
ー法で電極をパターニングした。以上のようにして用意
した液晶性高分子膜、カラーフィルターおよびパターニ
ングされた電極付きの基板を“基板A"とする。Next, red, blue and green color filters were printed on the liquid crystal polymer layer. Since there is a difference in thickness between the non-pixel portion of the color filter surface and between different color filters, a transparent leveling layer (first layer) is used to fill in these differences.
(Not shown in the figure). Then, a transparent conductive film was formed thereon by sputtering, and the electrodes were patterned by photolithography. The substrate provided with the liquid crystalline polymer film, the color filter, and the patterned electrodes prepared as described above is referred to as “substrate A”.
液晶セル用のもう一方の基板(“基板B"とする)は従
来と同じ方法で用意した。すなわち、パターニングされ
た電極付きの基板にポリイミド系の配向剤を塗布→乾燥
→焼成→ラビング処理の工程で作成した。基板Aにも同
様に配向膜を設けた後、エポキシ系シール剤で基板Aを
基板Bと貼りあわせた。セルギャップは、平均径が7.4
μmのプラスチックビーズを、予め基板B上の散布して
おくことによって、7.3μmに制御した。このようにし
て作った空セルに、メルク社製のネマティック液晶ZLI
−2293に同社の光学活性物質S−811を添加した液晶組
成物を真空封入し封止し、液晶セルを作成した。S−81
1により誘起されるラセンの向きは液晶性高分子bの場
合と逆であった。基板A,Bの配向膜のラビング方向は、
このS−811の向きに180゜となるように施し、更に基板
Aの液晶用配向膜のラビング方向と、液晶性高分子用の
配向膜のラビング方向は直交するように構成した。以上
のようにして作成した液晶セルの両側に一対の偏光板を
配設し、本発明のカラー液晶表示素子とした。The other substrate for the liquid crystal cell (referred to as “substrate B”) was prepared in the same manner as in the prior art. That is, a polyimide-based alignment agent was applied to a patterned substrate with electrodes, dried, baked, and rubbed. After similarly providing an alignment film on the substrate A, the substrate A was bonded to the substrate B with an epoxy sealant. The cell gap has an average diameter of 7.4
7.3 μm was controlled by spraying plastic beads of μm on the substrate B in advance. The nematic liquid crystal ZLI manufactured by Merck is placed in the empty cell
A liquid crystal composition in which the company's optically active substance S-811 was added to -2293 was vacuum-sealed and sealed to form a liquid crystal cell. S-81
The direction of the helix induced by 1 was opposite to that of the liquid crystalline polymer b. The rubbing direction of the alignment films on the substrates A and B is
The orientation of S-811 was set to 180 °, and the rubbing direction of the alignment film for liquid crystal on the substrate A was perpendicular to the rubbing direction of the alignment film for liquid crystalline polymer. A pair of polarizers was disposed on both sides of the liquid crystal cell prepared as described above, to obtain a color liquid crystal display device of the present invention.
この液晶表示素子を用いて各色表示を行ったところ、
彩やかな赤、青、緑色表示が可能で、しかもこれらの混
合によるフルカラー表示も可能であった。また、斜め方
向から観察してもドットズレは認められなかった。When each color was displayed using this liquid crystal display element,
Vivid red, blue, and green display were possible, and full color display was also possible by mixing these. Further, even when observed from an oblique direction, no dot shift was observed.
(実施例2) 実施例1で用いた液晶性高分子aとbの混合溶液に、
赤、青、緑色を呈する3種のアゾ系色素混合物を溶解し
3色の液晶性高分子溶液を調整した。アゾ系色素混合物
の濃度は、液晶性高分子に対する重量濃度で3%とし
た。これを、実施例1と同様に用意した配向膜付き基板
上に3回にわけて印刷し、最後に200℃に加熱し、30分
間後に室温まで急冷した。後の工程は、実施例1と同様
に透明なレベリング層を塗布し、電極をパターニングし
て配向処理層を設け、基板Aとし、実施例1と同様の基
板Bと貼りあわせて液晶セルを作成した。そして、該液
晶セルの両側に一対の偏光板を配設し、本発明のカラー
液晶表示素子とした。(Example 2) The mixed solution of the liquid crystalline polymers a and b used in Example 1
A mixture of three kinds of azo dyes exhibiting red, blue and green was dissolved to prepare a liquid crystal polymer solution of three colors. The concentration of the azo dye mixture was 3% by weight based on the liquid crystalline polymer. This was printed three times on a substrate with an alignment film prepared in the same manner as in Example 1, finally heated to 200 ° C., and rapidly cooled to room temperature after 30 minutes. In the subsequent steps, a transparent leveling layer is applied in the same manner as in Example 1, an electrode is patterned to provide an alignment treatment layer, and a substrate A is formed. did. Then, a pair of polarizing plates was disposed on both sides of the liquid crystal cell to obtain a color liquid crystal display device of the present invention.
この液晶表示素子を用いて各色表示を行ったところ、
実施例1と同様、良好な色再現性を示し、斜め方向から
見てもドットずれがなかった。When each color was displayed using this liquid crystal display element,
As in Example 1, good color reproducibility was exhibited, and there was no dot shift even when viewed from an oblique direction.
請求項1の発明によれば、液晶セルの内側にカラーフ
ィルターを備えた液晶性高分子からなる光学位相板を配
置しているため、フルカラー表示やマルチカラー表示が
可能で、ドットずれがなく、しかも軽量で薄型のカラー
液晶表示素子が提供できる。According to the invention of claim 1, since the optical phase plate made of a liquid crystalline polymer having a color filter is arranged inside the liquid crystal cell, full-color display and multi-color display are possible, and there is no dot shift, Moreover, a light and thin color liquid crystal display device can be provided.
従来技術に比較して本発明では、液晶セルの作成工程
の一方向から作成することが出来る為、途中で基板を裏
返す必要がなく生産性が向上する。さらに同一方向から
作成する場合においても、接着剤を用いない為、接着層
による接着層界面での反射により光損失がおこりコント
ラストが落ちるような不都合を回避できる。Compared with the prior art, in the present invention, since the liquid crystal cell can be formed from one direction of the manufacturing process, the substrate does not need to be turned upside down and the productivity is improved. Further, even in the case of forming from the same direction, since no adhesive is used, it is possible to avoid such a disadvantage that light loss occurs due to reflection at the interface of the adhesive layer by the adhesive layer and the contrast is reduced.
また液晶セルの基板の電極と同じ側(電極間の外側)
に高分子液晶層があり、かつ電極と液晶の間に高分子液
晶層ではなく配向膜を配置しているため、液晶に印加さ
れる電圧が降下しないためコントラストの低下がなく、
高品質のカラー液晶表示素子が提供される。The same side as the electrode of the liquid crystal cell substrate (outside between the electrodes)
Because there is a polymer liquid crystal layer, and an alignment film is arranged between the electrode and the liquid crystal instead of the polymer liquid crystal layer, the voltage applied to the liquid crystal does not drop, so there is no decrease in contrast,
A high quality color liquid crystal display device is provided.
請求項2の発明によれば、液晶セルの内側に着色した
液晶性高分子からなる光学位相板を配置しているため、
請求項1の発明による効果に加えて、工程の簡略化が可
能となる利点がある。According to the invention of claim 2, since the optical phase plate made of a colored liquid crystalline polymer is arranged inside the liquid crystal cell,
In addition to the effect of the first aspect, there is an advantage that the process can be simplified.
第1図は本発明のカラー液晶表示素子の一構成例を示す
断面図である。 1,11……偏光板 2,10……基板 3,6,8……配向膜 4……液晶性高分子層 5,9……電極 7……液晶層FIG. 1 is a cross-sectional view showing one configuration example of the color liquid crystal display device of the present invention. 1,11 ... Polarizing plate 2,10 ... Substrate 3,6,8 ... Orientation film 4 ... Liquid crystalline polymer layer 5,9 ... Electrode 7 ... Liquid crystal layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯村 治雄 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平1−282519(JP,A) 特開 昭63−149624(JP,A) 実開 平2−51381(JP,U) 実開 平2−45525(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Haruo Iimura 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (56) References JP 1-282519 (JP, A) JP A 63-149624 (JP, A) Japanese Utility Model 2-51381 (JP, U) Japanese Utility Model 2-45525 (JP, U)
Claims (2)
液晶層に電圧を印加するための電極とカラーフィルター
とから構成される液晶セルを挟むように配置した一対の
偏光子とからなるカラー液晶表示素子において、基板上
に配向膜層を介して、液晶性高分子層及びこれに接して
カラーフィルター層を設け、これに電極層を介して配向
膜層、液晶層及び配向膜層、さらに電極層及び基板を順
次積層し、さらに基板の両端に一対の偏光子を設けたも
のであることを特徴とするカラー液晶表示素子。A liquid crystal cell comprising a pair of substrates, a liquid crystal layer, a liquid crystal polymer layer, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and a color filter; In a color liquid crystal display device comprising a liquid crystal polymer layer and a color filter layer in contact with the liquid crystal polymer layer on the substrate via an alignment film layer, the alignment film layer, the liquid crystal layer and the alignment film A color liquid crystal display device comprising: a layer, an electrode layer, and a substrate, sequentially laminated, and a pair of polarizers provided at both ends of the substrate.
液晶層に電圧を印加するための電極とカラーフィルター
とから構成される液晶セルを挟むように配置した一対の
偏光子とからなるカラー液晶表示素子において、基板上
に配向膜層を介して、液晶性高分子層に染料や顔料を混
合して形成したカラーフィルター層を設け、これに電極
層を介して配向膜層、液晶層及び配向膜層、さらに電極
層及び基板を順次積層し、さらに基板の両端に一対の偏
光子を設けたものであることを特徴とするカラー液晶表
示素子。2. A pair of polarizers arranged so as to sandwich a liquid crystal cell comprising a pair of substrates, a liquid crystal layer, a liquid crystalline polymer layer, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and a color filter. In a color liquid crystal display device consisting of, a color filter layer formed by mixing a dye or a pigment with a liquid crystalline polymer layer is provided on a substrate via an alignment film layer, and an alignment film layer is A color liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer, an alignment film layer, an electrode layer, and a substrate sequentially laminated, and a pair of polarizers provided at both ends of the substrate.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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