JP3216584B2 - Liquid crystal display device and method of manufacturing the same - Google Patents
Liquid crystal display device and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、ゲストホスト液晶
を用い、偏光板を用いない、明るい反射型液晶表示パネ
ルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bright reflective liquid crystal display panel using a guest-host liquid crystal and not using a polarizing plate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ネマチック液晶を用いた表示素子は、液
晶分子の配向によっていくつかのモードがある。もっと
も普及しているのは、捻れネマチック（ＴＮ）液晶であ
り、その他にホメオトロピック（垂直）配向、またはホ
モジニアス（水平）配向の複屈折モードやゲストホスト
モード等がある。2. Description of the Related Art A display device using a nematic liquid crystal has several modes depending on the orientation of liquid crystal molecules. The most widespread is a twisted nematic (TN) liquid crystal, and there are also a homeotropic (vertical) orientation or a homogeneous (horizontal) orientation birefringence mode, a guest-host mode, and the like.
【０００３】ＴＮ液晶や複屈折モードの液晶は偏光板を
２枚必要とするために、自然光の一方の偏光は吸収され
てしまうので透過率が理想状態でも５０％以上にはなら
ず、通常２０から３０％程度であり、特に外光を利用す
る反射形液晶では非常に暗い表示になってしまう。Since the TN liquid crystal and the birefringent mode liquid crystal require two polarizing plates, one polarized light of natural light is absorbed. Therefore, even in an ideal state, the transmittance does not become 50% or more. And about 30%, and particularly in a reflective liquid crystal using external light, a very dark display is obtained.
【０００４】そこで、液晶（ホスト）中に二色性色素
（ゲスト）を溶解させたゲストホスト液晶により、偏光
板をなくしたり、１枚にすることが実施されている。二
色性色素は液晶分子に沿って配向し、液晶分子長軸に沿
った吸収軸を持つので、液晶分子が水平に配向している
とき、液晶の配向方向の偏光を吸収し、垂直に配向した
とき、吸収は小さくなる。ゲストホスト液晶では、セル
厚や色素の濃度を上げるとコントラストは上昇し、透過
率は下がる。しかし、セル厚や色素濃度を変えても、明
状態と暗状態の透過率の対数の比率は一定である。この
比率は二色比（吸光度比）と呼ばれ、二色性色素やゲス
トホスト液晶ディスプレイの性能指標となっている。[0004] Therefore, it has been practiced to eliminate a polarizing plate or to use one polarizing plate by using a guest-host liquid crystal in which a dichroic dye (guest) is dissolved in a liquid crystal (host). The dichroic dye is aligned along the liquid crystal molecules and has an absorption axis along the long axis of the liquid crystal molecules, so when the liquid crystal molecules are horizontally aligned, they absorb the polarized light in the liquid crystal alignment direction and are aligned vertically. The absorption becomes smaller. In the guest-host liquid crystal, when the cell thickness or the concentration of the dye is increased, the contrast increases and the transmittance decreases. However, even if the cell thickness and the dye concentration are changed, the ratio of the logarithm of the transmittance between the bright state and the dark state is constant. This ratio is called a dichroic ratio (absorbance ratio) and is a performance index of a dichroic dye or a guest-host liquid crystal display.
【０００５】二色性色素の二色比は、ホモジニアス配向
させたゲストホスト液晶の、配向（分子長軸）方向に平
行な偏光の吸光度（透過率の対数）と、垂直な偏光の吸
光度または、ホメオトロピック配向ゲストホスト液晶パ
ネルの吸光度の比率を取ったものである。通常の、ネマ
チック液晶をホストとした、溶解度が十分なポジ型の二
色性色素の二色比はせいぜい１０から１１である。[0005] The dichroic ratio of the dichroic dye is determined by measuring the absorbance (logarithm of transmittance) of polarized light parallel to the orientation (long axis of the molecule) and the absorbance of polarized light perpendicular to the orientation of the homogeneously oriented guest-host liquid crystal. This is the ratio of the absorbance of the homeotropically aligned guest-host liquid crystal panel. The dichroic ratio of a positive type dichroic dye having sufficient solubility and using a normal nematic liquid crystal as a host is at most 10 to 11.
【０００６】しかし、ゲストホスト液晶ディスプレイの
二色比は、電場による配向変形に基づいた明暗変化の吸
光度比率であり、二色性色素自体の二色比より小さくな
る。However, the dichroic ratio of the guest-host liquid crystal display is an absorbance ratio of a change in light and dark based on the orientation deformation due to an electric field, and is smaller than the dichroic ratio of the dichroic dye itself.
【０００７】偏光板を用いない明るいモードとしては、
例えば、図６のような相転移ゲストホストモードがあ
る。二色性色素と、ねじれピッチの比較的短いコレステ
リック液晶を混合したゲストホスト液晶を基板の間に挟
むと、図６（ａ）のように基板界面付近を除いて、ねじ
れのらせんが基板に垂直な方向に配向する。このとき、
入射光は色素に吸収されて、例えば、黒の色素を用いれ
ば黒表示となる。この液晶に、電圧を印加すると、ま
ず、図６（ｂ）のようにらせん軸が基板に水平になり、
さらに電圧を印加すると、ねじれが解けて図６（ｃ）の
垂直配向となる。このとき、色素の吸光度は小さいの
で、背後の反射板の色が明るく見える。As a bright mode without using a polarizing plate,
For example, there is a phase change guest host mode as shown in FIG. When a guest-host liquid crystal in which a dichroic dye and a cholesteric liquid crystal having a relatively short twist pitch are mixed is sandwiched between substrates, a twist helix is perpendicular to the substrate except for the vicinity of the substrate interface as shown in FIG. Orientation. At this time,
The incident light is absorbed by the dye. For example, if a black dye is used, black display is performed. When a voltage is applied to this liquid crystal, first, the helical axis becomes horizontal to the substrate as shown in FIG.
When a voltage is further applied, the twist is released and a vertical orientation shown in FIG. 6C is obtained. At this time, since the absorbance of the dye is small, the color of the reflector behind it looks bright.
【０００８】相転移ゲストホストモードでは、偏光板を
用いず自然光が入射するために、ディスプレイの二色比
は色素自身の二色比Ｄpの約半分；（Ｄｐ＋１）／２以
上にはならない。また、入射直線偏光が液晶分子の複屈
折を受けて色素の吸光軸である分子長軸からずれながら
旋光することにより暗状態の吸光度が下がってしまい、
二色比はさらに小さくなり、明るさを５０％程度と明る
くするとコントラストは５程度と低くなってしまう。In the phase change guest-host mode, since natural light enters without using a polarizing plate, the dichroic ratio of the display does not exceed about half of the dichroic ratio Dp of the dye itself; (Dp + 1) / 2 or more. In addition, the incident linearly polarized light undergoes birefringence of liquid crystal molecules and rotates while deviating from the molecular long axis, which is the absorption axis of the dye, so that the absorbance in the dark state decreases,
The dichroic ratio is further reduced. If the brightness is increased to about 50%, the contrast is reduced to about 5.
【０００９】一方、明るい液晶表示モードとして、偏光
板なしで液晶の散乱状態と透過状態の切り替わりを利用
する方式がある。液晶の配向の乱れによる動的散乱モー
ドや、液晶を高分子マトリクス中に分散させて、高分子
と液晶の屈折率差により散乱させる高分子分散型液晶な
どがある。このうち、動的散乱モードは液晶にイオン性
不純物をドープするために長期信頼性にやや問題があ
り、現在は使われていない。一方、高分子分散型液晶に
は、作成法や高分子の分布形状によりいくつかの種類が
あるが、いずれにおいても、視角方向から見た液晶の屈
折率が高分子の屈折率と一致したときに透明状態にな
り、両者の屈折率が異なるときに散乱が生じる。例え
ば、液晶の常光屈折率と屈折率のほぼ等しいアクリル樹
脂中のカプセルまたはネットワーク中にポジ型ネマチッ
ク液晶を分散させると、電圧を印加したときに液晶分子
が立ち、入射光に対して液晶とアクリルの屈折率がほぼ
一致して透明状態となり、電圧を印加しないときは、液
晶はランダムに配向しているので、異常光屈折率と高分
子の屈折率差および液晶分子の配向の乱雑さによって前
方散乱が生じる。On the other hand, as a bright liquid crystal display mode, there is a method that utilizes switching between a scattering state and a transmission state of liquid crystal without a polarizing plate. There are a dynamic scattering mode due to the disorder of the orientation of the liquid crystal, and a polymer dispersed liquid crystal in which the liquid crystal is dispersed in a polymer matrix and scattered by a refractive index difference between the polymer and the liquid crystal. Among them, the dynamic scattering mode has a problem in long-term reliability because the liquid crystal is doped with ionic impurities, and is not used at present. On the other hand, there are several types of polymer-dispersed liquid crystals depending on the preparation method and the distribution shape of the polymer, and in any case, when the refractive index of the liquid crystal viewed from the viewing angle direction matches the refractive index of the polymer. When the two layers have different refractive indices, scattering occurs. For example, when a positive nematic liquid crystal is dispersed in a capsule or network in an acrylic resin whose refractive index is almost equal to the ordinary light refractive index of the liquid crystal, the liquid crystal molecules stand when a voltage is applied, and the liquid crystal and the acrylic react to incident light. When the voltage is not applied, the liquid crystal is randomly oriented, and the difference between the extraordinary light refractive index and the refractive index of the polymer and the disorder of the orientation of the liquid crystal molecules cause no alignment. Scattering occurs.
【００１０】この他に、ネマチック液晶に液晶性のモノ
マーを数％相溶させてから、配向処理した基板間に挟
み、液晶とモノマーを共に配向させた状態で紫外線を照
射して、液晶モノマーを配向した状態で高分子化し、電
圧無印加状態では屈折率が一致していて透明で、電圧印
加して液晶分子が立つと前方散乱するリバースモードが
ある。In addition, a liquid crystal monomer is made compatible with the nematic liquid crystal by several percent, and then sandwiched between substrates subjected to alignment treatment, and the liquid crystal monomer is irradiated with ultraviolet light while the liquid crystal and the monomer are both aligned. There is a reverse mode in which the polymer is polymerized in the aligned state, the refractive index is the same when no voltage is applied and the liquid crystal molecules are transparent when the voltage is applied, and the liquid crystal molecules stand up.
【００１１】これらの散乱型液晶においては、後方散乱
(反射)は液晶と高分子の屈折率差が小さいのであまり生
じない。前方散乱状態と、透明状態を切り替えても、反
射型ディスプレイではコントラストはわずかにしか付か
ない。そのため、高分子分散型液晶は、スリットを使っ
た特殊な光学系を用いた投射型ディスプレイで主に用い
られている。In these scattering type liquid crystals, back scattering
(Reflection) does not occur much because the difference in the refractive index between the liquid crystal and the polymer is small. Switching between the forward scattering state and the transparent state gives only a slight contrast in a reflective display. Therefore, polymer-dispersed liquid crystals are mainly used in projection displays using a special optical system using slits.
【００１２】このような、前方散乱と透明状態を切り替
えるタイプの液晶でコントラストを高める手段として、
例えば、特開昭５４−１０５９９８号公報には、再帰性
反射体とルーバーを光散乱型液晶の背後に設置する方法
が開示されている。図７がその構成図で、外部光６９が
ある方向から入射すると、液晶が乱流により散乱状態７
０にあるときは、ルーバー７１を通った光６８は再帰性
反射板７２で逆向きに戻り、液晶層で散乱されて観察者
の目に届くが、液晶が透明状態７３にあるときには、ル
ーバー７１の黒色が見えるので、コントラストを付ける
ことができる。上記の再帰性反射体とは、図８（ａ）の
ように鏡面８０、８１、８２を３枚直交させて置いたい
わゆる３枚鏡や、図８（ｂ）のように透明なビーズ８３
の後ろ半分に金属反射膜８４を蒸着するものが知られて
いる。３枚鏡では、図８（ａ）の光線８５のように鏡に
３回反射した光は必ず元の方向に戻るが、鏡の大きさが
有限なため、例えば光線８６のように鏡に１〜２回しか
反射せずに拡散する光もある。また、ビーズ型ではビー
ズ８３に入射した光が、金属反射膜８４上に焦点を結ぶ
ようにビーズの屈折率を設定するので、光軸に近い入射
光８８は元の方向に光は戻っていくが、収差により、光
軸から離れた光８９は元の方向から拡散して反射する。
いずれの場合も、入射条件によっては再帰性がないの
で、再帰性反射体のみを液晶層の背後に置いただけで
は、散乱型液晶が透明状態でも観察者の目に入る光が生
じて黒く見えないので、特開昭５４−１０５９９８号公
報に記載のようにルーバーを用いている。As means for enhancing the contrast of such a type of liquid crystal that switches between forward scattering and a transparent state,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-105998 discloses a method of installing a retroreflector and a louver behind a light scattering type liquid crystal. FIG. 7 is a configuration diagram of the liquid crystal display. When external light 69 enters from a certain direction, the liquid crystal is scattered by turbulence.
When it is at 0, the light 68 passing through the louver 71 returns in the opposite direction by the retroreflective plate 72 and is scattered by the liquid crystal layer and reaches the eyes of the observer. The black can be seen, so the contrast can be added. The above-mentioned retroreflector is a so-called three-mirror in which three mirror surfaces 80, 81, and 82 are arranged orthogonally as shown in FIG. 8A, or a transparent bead 83 as shown in FIG.
Is known in which a metal reflective film 84 is deposited on the rear half of the substrate. In the three-mirror, the light reflected three times on the mirror like the light ray 85 in FIG. 8A always returns to the original direction. Some light is diffused without being reflected up to twice. In the bead type, the refractive index of the beads is set so that the light incident on the beads 83 is focused on the metal reflective film 84, so that the incident light 88 close to the optical axis returns to the original direction. However, due to the aberration, the light 89 separated from the optical axis is diffused and reflected from the original direction.
In any case, since there is no recursive property depending on the incident conditions, if only the retroreflector is placed behind the liquid crystal layer, even if the scattering liquid crystal is in a transparent state, light enters the observer's eyes and does not appear black. Therefore, a louver is used as described in JP-A-54-105998.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】ゲストホスト液晶は偏
光板を無くせるため、明るい表示が可能だが、上記した
ようにコントラストが不十分である。また、同じく、偏
光板のない散乱型液晶で、再帰性反射体とルーバーを用
いると、ルーバーと直交する方向に照明があると暗くな
ってしまい、照明の位置や、コントラストの取れる視野
角の限定が厳しくなる。The guest-host liquid crystal can display a bright image because the polarizing plate can be eliminated, but the contrast is insufficient as described above. Similarly, if a retroreflector and a louver are used in a scattering type liquid crystal without a polarizing plate and illumination is made in a direction perpendicular to the louver, the illumination will be dark, and the position of the illumination and the viewing angle at which contrast can be obtained will be limited. Becomes severe.
【００１４】また、ゲストホスト液晶に電圧を印加した
ときに散乱が生じる高分子分散型液晶パネルでは、二色
性色素に紫外線を照射するので二色性色素が分解しやす
く、また、駆動電圧が高くなる。In a polymer-dispersed liquid crystal panel in which scattering occurs when a voltage is applied to the guest-host liquid crystal, the dichroic dye is irradiated with ultraviolet rays, so that the dichroic dye is easily decomposed and the driving voltage is reduced. Get higher.
【００１５】そこで本発明は明るいだけでなく、コント
ラストが高く視野角の広い液晶表示素子を得ることを主
たる目的とする。Accordingly, it is a main object of the present invention to obtain a liquid crystal display element which is not only bright but also has a high contrast and a wide viewing angle.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の液晶表示素子は、一対の基板間に二色性色
素を含むゲストホスト液晶領域と液晶性高分子領域とが
存在する液晶層を有し、二色性色素の光吸収が小さい状
態の時に液晶層の光散乱性が強く、光吸収が大きい状態
の時に光散乱性が弱い液晶表示素子であって、液晶性高
分子領域が一対の基板同士を貼りあわせる前に基板上に
形成されていると共に、液晶性高分子のメソゲン基と基
板界面上のゲストホスト液晶分子が電圧無印加時に同じ
方位に水平配向している。In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention comprises a guest host liquid crystal region containing a dichroic dye and a liquid crystal polymer region between a pair of substrates.
Have a liquid crystal layer present, small-shaped light absorption of the dichroic dye
In the state, the liquid crystal layer has strong light scattering and large light absorption
Liquid crystal display device with low light scattering at the time of
Before bonding the pair of substrates to each other,
And the mesogenic groups of the liquid crystalline polymer
Guest host liquid crystal molecules on the board interface are the same when no voltage is applied
Horizontally oriented in azimuth .
【００１７】[0017]
【００１８】[0018]
【００１９】また、本発明の液晶表示素子は、基板間に
二色性色素を含むゲストホスト液晶を含有する液晶層を
有し、二色性色素の光吸収が小さい状態の時に液晶層の
光散乱性が強く、光吸収が大きい状態の時に光散乱性が
弱い液晶表示素子であって、基板の少なくとも一方の液
晶層が接する面に、配向処理が周囲と異なり、かつ周囲
と逆方向のプレチルトを生じさせる配向処理が施された
微小領域が分布していると共に平面視における配向方向
が均一となっている。Further , the liquid crystal display element of the present invention comprises a liquid crystal layer containing a guest-host liquid crystal containing a dichroic dye between substrates.
When the light absorption of the dichroic dye is small,
Strong light scattering, light scattering when light absorption is large
A weak liquid crystal display element, wherein at least one liquid of the substrate
The orientation treatment is different from the surrounding surface
Orientation treatment that causes pretilt in the opposite direction
Small area is distributed and orientation direction in plan view
Is uniform .
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明は、液晶層中に二色性色素
を含有し、さらに、この二色性色素の光吸収が大きい時
（例えば電圧を印加していない時）には液晶層の光散乱
性が弱く、逆に二色性色素の光吸収が小さい時（例えば
電圧を印加している時）には液晶層の光散乱性を強くし
て単に明るいだけでなく、コントラストを高くしようと
するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention comprises a liquid crystal layer containing a dichroic dye, and further, when the dichroic dye has a large light absorption (for example, when no voltage is applied). When the light scattering property of the dichroic dye is weak and the light absorption of the dichroic dye is small (for example, when a voltage is applied), the light scattering property of the liquid crystal layer is increased to increase not only the brightness but also the contrast. What you want to do.
【００２１】そこで以下では、本発明の実施の形態にお
ける液晶表示素子について詳細に説明する。Therefore, hereinafter, the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
【００２２】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における液晶表示素子の断面図を示したものであ
る。図１において、ガラスからなる下基板１と上基板２
上には、各々酸化インジウム錫からなる透明な電極３
ａ、３ｂと電極４が形成されている。ここで、例えば基
板の厚みは０．７ｍｍで、電極４は２０ｍｍ角、電極３
ａ、３ｂは幅９．８ｍｍ、長さが２０ｍｍの矩形を画素
領域とし、図では略しているが各々実装部が存在する。
電極３ａ、３ｂ及び４上にはポリイミド水平配向膜５が
印刷により形成されており、上基板２を紙面右から左
に、下基板１をその逆方向にラビング処理した後、これ
らの２つの基板を７ミクロンの球形スペーサを挟み、周
囲にシール樹脂を塗布して貼合わせると空セルが作成さ
れる。なお、スペーサーおよびシールは図１では割愛し
ている。(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a lower substrate 1 and an upper substrate 2 made of glass are shown.
On top, transparent electrodes 3 each made of indium tin oxide
a, 3b and the electrode 4 are formed. Here, for example, the thickness of the substrate is 0.7 mm, the electrode 4 is a 20 mm square,
Each of a and 3b has a rectangular shape having a width of 9.8 mm and a length of 20 mm as a pixel region.
A polyimide horizontal alignment film 5 is formed on the electrodes 3a, 3b and 4 by printing. After rubbing the upper substrate 2 from right to left on the paper and the lower substrate 1 in the opposite direction, the two substrates Are sandwiched between 7 micron spherical spacers, a sealing resin is applied around the spacers and bonded together to form empty cells. The spacer and the seal are omitted in FIG.
【００２３】次に上記のようにして形成された空セルに
注入される液晶層について説明する。Next, the liquid crystal layer injected into the empty cell formed as described above will be described.
【００２４】まず複屈折率が０．０８のフッ素系のポジ
型ネマチック液晶にカイラル剤Ｓ−１０１１を０．５重
量％混合したねじれピッチが約１５ミクロンのカイラル
ネマチック液晶に対して、黒のポジ型の二色性色素を１
重量％を溶かして黒色のゲストホスト液晶７を作成す
る。次に、このゲストホスト液晶９０重量％に下記の化
学式で示される液晶性モノマー９ａを９．９重量％、チ
バガイギー（株）の光重合開始剤０．１重量％を混ぜ
て、等方相まで加熱してよく混ぜ合わせた混合溶液を作
成した後、空セルに混合溶液を注入する。First, a chiral nematic liquid crystal having a twist pitch of about 15 μm obtained by mixing 0.5% by weight of a chiral agent S-1011 with a fluorine-based positive nematic liquid crystal having a birefringence of 0.08 is used. 1 type dichroic dye
By dissolving the weight%, a black guest host liquid crystal 7 is prepared. Next, 9.9% by weight of a liquid crystalline monomer 9a represented by the following chemical formula and 0.1% by weight of a photopolymerization initiator of Ciba-Geigy are mixed with 90% by weight of the guest-host liquid crystal to obtain an isotropic phase. After heating to form a well-mixed mixed solution, the mixed solution is poured into an empty cell.
【００２５】[0025]
【化１】 Embedded image
【００２６】このとき、混合溶液はカイラルネマチック
相を示し、図１の電極３ａ上のように水平配向で左周り
に１８０度ツイストして均一に配向していることが、偏
光顕微鏡の観察で確認された。次にこの状態で、超高圧
水銀ランプにより紫外線を１ジュール／cm2照射して液
晶性モノマー９ａを重合させる（これにより液晶層が、
二色性色素を含有するゲストホスト液晶領域と液晶性モ
ノマーが重合された液晶性高分子領域を有する状態とな
り、さらに液晶性高分子のメソゲン基と基板界面上のゲ
ストホスト液晶分子が同じ方位に水平配向する）と、無
電界時には、顕微鏡では淡い筋状の模様は見えるが、肉
眼ではほぼ均一な配向状態が保たれて黒色をしていた。
一方、電圧を１５ボルト印加すると色素の吸収が小さく
なって色が薄くなると同時に、光散乱が生じて白濁し
た。顕微鏡観察すると、筋状の模様がはっきり見えた
が、これは、色の薄い高分子ネットワーク９ｂの間に電
圧に応答するゲストホスト液晶７が存在しており、光照
射により液晶性のモノマー９ａが配向状態のまま重合し
て高分子ネットワーク９ｂになったものが観察されたと
考えられる。At this time, it was confirmed by observation with a polarizing microscope that the mixed solution exhibited a chiral nematic phase, and was uniformly oriented by being twisted 180 degrees counterclockwise in the horizontal direction as on the electrode 3a in FIG. Was done. Next, in this state, the liquid crystal monomer 9a is polymerized by irradiating ultraviolet rays at 1 joule / cm 2 with an ultra-high pressure mercury lamp.
There is a state in which the guest-host liquid crystal region containing the dichroic dye and the liquid-crystalline polymer region in which the liquid-crystalline monomer is polymerized, and the mesogen group of the liquid-crystalline polymer and the guest-host liquid crystal molecule on the substrate interface have the same orientation. In the absence of an electric field, a light streak-like pattern can be seen with a microscope, but with a naked eye, a substantially uniform alignment state was maintained and black.
On the other hand, when a voltage of 15 volts was applied, the absorption of the dye was reduced and the color became lighter, and at the same time, light scattering occurred and the film became cloudy. When observed under a microscope, a streak-like pattern was clearly visible. The guest-host liquid crystal 7 responding to the voltage was present between the thin-colored polymer network 9b. It is considered that a polymer network 9b which was polymerized in the oriented state was observed.
【００２７】次にこのセルの背後に、アクリル樹脂を金
型でプレスして成形したプリズムシート１０ａ（プリズ
ムの底辺２０μm）に銀１０ｂを蒸着により３００nm付
けた再帰性反射板１０を図１のように設置した。なお、
プリズムの形状は図２（ａ）の斜視図のように直交する
３平面を１単位として、これを図２（ｂ）の平面図のよ
うに敷き詰めた形状をしている。Next, as shown in FIG. 1, a retroreflective plate 10 in which 300 nm of silver 10b is applied by vapor deposition to a prism sheet 10a (20 μm at the bottom of the prism) formed by pressing an acrylic resin with a mold is provided behind the cell. It was installed in. In addition,
As shown in the perspective view of FIG. 2A, the shape of the prism is such that three orthogonal planes are defined as one unit, and the prisms are spread as shown in the plan view of FIG. 2B.
【００２８】以上のようにして形成された図１に示す本
発明実施の形態１における液晶表示素子を、蛍光灯がお
よそ２ｍ程度の間隔で天井に設置された通常のオフィス
で、輝度計を用いて表示性能を測定したところ、電圧０
ボルト時の黒表示と、１５ボルト印加時の白表示のコン
トラストが、約１０：１で、白表示の反射率（酸化マグ
ネシウムの標準白色板に対する明るさ）が６０％と、非
常に明るく、高コントラストの白黒表示が確認された。The liquid crystal display element of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 formed as described above is used in an ordinary office where fluorescent lamps are installed on the ceiling at intervals of about 2 m using a luminance meter. When the display performance was measured by using
The contrast between black display at volts and white display at 15 volts application is about 10: 1, and the reflectance of white display (brightness of magnesium oxide with respect to a standard white plate) is 60%, which is very bright and high. Black and white display of contrast was confirmed.
【００２９】本実施の形態の液晶表示素子に対する比較
例として、下記に示す２つの液晶表示素子を作成した。As a comparative example with respect to the liquid crystal display device of the present embodiment, the following two liquid crystal display devices were prepared.
【００３０】１つ目の比較例として、上記した本実施の
形態と同じカイラルネマチックのゲストホスト液晶のみ
（すなわち、液晶性モノマーと重合開始剤が添加されて
いない）を、上記と同じ空セルに注入した７μm厚で１
８０度ツイストしたセルの背後にＴＮ液晶等で用いられ
る市販の銀の散乱反射板を置いたものを作成した。この
表示性能を測定したところ、ほぼ反射率が飽和する１０
ボルトの白表示で反射率が６０％で、０ボルトの黒表示
とのコントラストは４：１であった。As a first comparative example, only the same chiral nematic guest-host liquid crystal as described in the present embodiment (ie, no liquid crystal monomer and no polymerization initiator was added) was placed in the same empty cell as above. 7 μm thick 1
A commercially available silver scattering reflector used for a TN liquid crystal or the like was placed behind a cell twisted by 80 degrees to prepare a cell. When the display performance was measured, the reflectance was almost saturated.
The reflectivity was 60% in white display of volts, and the contrast with black display of 0 volts was 4: 1.
【００３１】２つ目の比較例として、本実施の形態と同
じプリズムシート上に、二色性色素の入っていないこと
を除いて本実施の形態と同じ方法で作成した透過／散乱
切り替え型のセルを置いたものを作成した。この表示性
能を測定したところ、色素が入っていないので白の反射
率は９０％と非常に明るいが、コントラストは２．５と
非常に小さかった。As a second comparative example, a transmission / scattering switching type produced by the same method as that of this embodiment except that no dichroic dye is contained on the same prism sheet as that of this embodiment. Created one with cells. When the display performance was measured, the reflectance of white was very bright at 90% because no pigment was contained, but the contrast was very small at 2.5.
【００３２】また、本実施の形態で用いた二色性色素を
カイラルなしのホスト液晶に溶かし、ホモジニアスセル
に注入して、上記した二色性色素自身の二色比Ｄｐを測
定すると９．８であった。従来の偏光板無しのゲストホ
ストモードでは理論的には、ディスプレイとしての二色
比は（Ｄｐ＋１）／２＝５．４以上にはならないが、本
実施の形態の液晶表示素子の二色比は、白の反射率が６
０％、黒の反射率が６０％／１０＝６％であるため、ｌ
ｏｇ（０．０６）／ｌｏｇ（０．６）＝５．５となり、
理論限界よりも二色比が大きくなり、従来のゲストホス
ト液晶モードでは実現不可能な、明るさと高コントラス
トを兼ね備えた高品位表示が実現できたわけである。な
お、本実施の形態における液晶表示素子はルーバーを用
いていないため、照明の位置や視野角が限定されにくい
という利点も生じる。Further, the dichroic dye used in the present embodiment is dissolved in a host liquid crystal without chiral, injected into a homogeneous cell, and the dichroic ratio Dp of the dichroic dye itself is measured to be 9.8. Met. In the conventional guest-host mode without a polarizing plate, theoretically, the dichroic ratio as a display does not become (Dp + 1) /2=5.4 or more, but the dichroic ratio of the liquid crystal display element of the present embodiment is , White reflectance is 6
0% and the reflectance of black is 60% / 10 = 6%.
og (0.06) / log (0.6) = 5.5,
The dichroic ratio is larger than the theoretical limit, and high-quality display having both brightness and high contrast, which cannot be realized by the conventional guest-host liquid crystal mode, can be realized. Note that the liquid crystal display element in this embodiment does not use a louver, and thus has an advantage that the position of illumination and the viewing angle are not easily limited.
【００３３】これは、本発明の液晶表示素子では、二色
性色素の吸収の大小によるコントラストと、散乱／透明
のコントラストが同調し、高品位化に寄与していること
に起因している。This is because, in the liquid crystal display device of the present invention, the contrast according to the level of absorption of the dichroic dye and the contrast of scattering / transparency are synchronized, thereby contributing to higher quality.
【００３４】詳細に説明すると、電圧無印加時の様子を
示したのが図１の左側であるが、電圧無印加時には二色
性色素の吸収が大きいため、この二色性色素による入射
光線１１ａの吸収で暗くなり、かつ、液晶層の散乱が小
さいことに起因して、入射光線はほぼ直進して、再帰性
反射板１０により反射されて、かなりの部分が再帰性に
よって出射光線１２ａのように光源１３側に戻って観察
者の目１４ａに入らないため、表示はさらに暗くなる。
逆に、電圧印加時の様子を示したのが図１の右側である
が、電極３ｂ上部の液晶のように、電圧印加によりゲス
トホスト液晶分子７が立ち上がるため、二色性色素によ
る光吸収が小さくなると同時に、液晶分子と高分子ネッ
トワーク９ｂとの屈折率の不均一により液晶層が前方散
乱することに起因して、入射光１１ｂは太い点線のよう
に吸収をあまり受けずに散乱しながら透過し、再帰性反
射板で反射された光は復路で再び散乱を受けて出射光１
２ｂのように観察者の目１４ｂに入るため、表示は非常
に明るくなる。In detail, the state when no voltage is applied is shown on the left side of FIG. 1. When no voltage is applied, the absorption of the dichroic dye is large. Due to the absorption of light and the scattering of the liquid crystal layer is small, the incident light goes almost straight and is reflected by the retroreflector 10, and a considerable part of the light is reflected by the retroreflector like the output light 12a. Since the light returns to the light source 13 side and does not enter the eyes 14a of the observer, the display is further darkened.
Conversely, the state at the time of voltage application is shown on the right side of FIG. 1. Since the guest-host liquid crystal molecules 7 rise by voltage application like the liquid crystal on the electrode 3b, light absorption by the dichroic dye is reduced. At the same time, the liquid crystal layer is scattered forward due to the non-uniformity of the refractive index between the liquid crystal molecules and the polymer network 9b. Then, the light reflected by the retroreflector is again scattered on the return path, and the outgoing light 1
The display becomes very bright because it enters the observer's eyes 14b as in 2b.
【００３５】以上のように、本発明の液晶表示素子は、
従来のゲストホスト液晶、あるいは散乱型液晶の課題で
あったコントラストが低いという課題を、再帰性反射板
と散乱型でかつ二色性のある液晶層を、二色性色素の吸
収と散乱が互いにコントラストを強調するように組み合
わせることにより、解決するものである。なお、本実施
の形態では、液晶層として、液晶性のモノマーを用いた
リバースモードの高分子分散型液晶を用いたが、これに
限らず、二色性色素の吸収が小さいときに光散乱が大き
くなれモードであればよい。例えば、二色性色素とし
て、液晶分子が立つときに吸収が大きくなるネガ型の二
色性色素を用いれば、無電界状態でカプセルを形成して
散乱する通常の高分子分散型液晶でも、電圧印加時の液
晶層が透明状態のときに色素の吸収が強まるので、本発
明の液晶表示素子に使えるが、ネガ型の二色性色素は現
在のところ、実用的なものがない。As described above, the liquid crystal display device of the present invention
The problem of low contrast, which has been the problem of conventional guest-host liquid crystals or scattering liquid crystals, has been solved by using a retroreflective plate and a scattering and dichroic liquid crystal layer. The problem is solved by combining them so as to enhance the contrast. Note that, in this embodiment mode, a reverse mode polymer-dispersed liquid crystal using a liquid crystal monomer is used as the liquid crystal layer. However, the present invention is not limited to this. Any mode can be used if it can be enlarged. For example, if a negative dichroic dye, which absorbs more when the liquid crystal molecules stand up, is used as the dichroic dye, even a normal polymer-dispersed liquid crystal that forms a capsule in an electric field-free state and scatters can be used. Since the absorption of the dye is enhanced when the liquid crystal layer is in a transparent state at the time of application, the dye can be used for the liquid crystal display device of the present invention. However, there is no practical negative dichroic dye at present.
【００３６】（実施の形態２）上記の実施の形態１で
は、明るくかつコントラストの高い液晶表示素子を実現
できたわけであるが、液晶性モノマーと重合開始剤をゲ
ストホスト液晶に混合した後上記の液晶性モノマーをポ
リマー化しているため、ゲストホスト液晶中に重合開始
剤という不純物が混入したことになり、また紫外線を照
射して液晶性モノマーの重合を行う際に、二色性色素が
分解する可能性がある。また、液晶性モノマーがポリマ
ー化した高分子が液晶層中に分散されている構造である
ため、駆動電圧が上がる傾向にある。(Embodiment 2) In Embodiment 1 described above, a bright and high-contrast liquid crystal display device can be realized. However, after a liquid crystal monomer and a polymerization initiator are mixed in a guest host liquid crystal, Since the liquid crystalline monomer is polymerized, impurities such as a polymerization initiator are mixed in the guest host liquid crystal, and the dichroic dye is decomposed when the liquid crystalline monomer is polymerized by irradiating ultraviolet rays. there is a possibility. In addition, since the liquid crystal layer has a structure in which a polymer obtained by polymerizing a liquid crystal monomer is dispersed in a liquid crystal layer, the driving voltage tends to increase.
【００３７】そこで、以下では高分子を分散することな
く、光吸収が小さいときに散乱が生じる本発明実施の形
態２におけるゲストホスト液晶表示素子について図面を
参照しながら説明する。Therefore, a guest-host liquid crystal display element according to the second embodiment of the present invention, in which scattering occurs when light absorption is small without dispersing a polymer, will be described below with reference to the drawings.
【００３８】図３は本実施の形態における液晶表示素子
の断面図を示したものであるが、本実施の形態の液晶表
示素子は、いわゆる配向分割の手法（配向処理を部分的
に異ならしめる）により、部分的に配向膜上の液晶分子
のプレチルトの大小や向きを変えて、無電界時には実質
的に均一な配向で、電圧印加により不均質な配向を示す
ようして散乱を生じさせる構成となっている。FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the present embodiment. The liquid crystal display device according to the present embodiment employs a so-called alignment division method (partially different alignment processes). By changing the magnitude and direction of the pretilt of the liquid crystal molecules on the alignment film, scattering is generated by applying a voltage so that the liquid crystal molecules have a substantially uniform alignment when no electric field is applied, and exhibit a non-uniform alignment by applying a voltage. Has become.
【００３９】本実施の形態における液晶表示素子は下記
のようにして形成される。まず、図３の下基板１上に形
成されたポリイミド配向膜５をラビングした後、フォト
レジストによるマスクを用いて、図４の平面図のように
画素電極３ａ、３ｂ上に２０ミクロンのピッチで１０ミ
クロン角の開口部３１を開けてから、逆方向にラビング
を施してレジストを除去すると、プレチルトが周辺と異
なり逆方向になる微小部分５ａを多数分布させることが
できる。その後、空セルを形成し、ねじれピッチがセル
厚７ミクロンの２倍となるようカイラル剤を添加し、ポ
ジ型二色性色素を入れたゲストホスト液晶を空セルに注
入する。このようにして形成された本実施の形態の液晶
表示素子は、無電界時には、図３の電極３ａ上の液晶の
ように平面視において配向はほぼ均一であるので、散乱
は生じず、二色性色素の吸収で暗くなり、一方電圧を印
加すると、図３の電極３ｂ上の配向膜５ａ上の液晶のよ
うに、逆方向にラビングした領域の液晶はスプレイ変形
を起こして、両隣の通常の１８０度ツイスト配向した部
分との間に配向欠陥が生じて、配向は不均質になり散乱
が生じる（なおこのとき、二色性色素の吸収は小さくな
る）。The liquid crystal display device according to the present embodiment is formed as follows. First, after rubbing the polyimide alignment film 5 formed on the lower substrate 1 in FIG. 3, using a mask made of a photoresist, as shown in the plan view of FIG. If the resist is removed by rubbing in the opposite direction after opening the opening 31 of 10 μm square, a large number of minute portions 5 a having a pretilt different from the periphery and in the opposite direction can be distributed. Thereafter, an empty cell is formed, a chiral agent is added so that the twist pitch becomes twice the cell thickness of 7 microns, and a guest-host liquid crystal containing a positive dichroic dye is injected into the empty cell. In the liquid crystal display element of the present embodiment thus formed, when no electric field is applied , the orientation is almost uniform in plan view like the liquid crystal on the electrode 3a in FIG. When a voltage is applied, the liquid crystal in the region rubbed in the opposite direction, such as the liquid crystal on the alignment film 5a on the electrode 3b in FIG. An alignment defect occurs between the portion and the 180-degree twist-aligned portion, and the alignment becomes inhomogeneous and scattering occurs (at this time, absorption of the dichroic dye decreases).
【００４０】従って本実施の形態によっても、電圧印加
時（二色性色素による吸収が小さくなる時）に散乱が生
じることになるため、単に明るいだけでなく、コントラ
ストの高い液晶表示素子を得ることができる。Therefore, according to the present embodiment, scattering occurs when a voltage is applied (when the absorption by the dichroic dye is reduced), so that not only a bright but also high-contrast liquid crystal display element can be obtained. Can be.
【００４１】実際のところ、この液晶パネルの背後に図
１と同じ再帰性反射板を配置すると、高分子分散型に比
べて散乱が弱くなるため、視野角が少し狭くなり、白の
反射率が５０％と下がるものの、コントラストは７：１
と、配向分割しない場合の４：１と比べて高くすること
ができた。また、本実施の形態の液晶パネルの背後に再
帰性反射板でなく、市販の銀反射板を置いた場合でも、
照明が正反射する方向に近い視野角方向を除けば、コン
トラストは５．５：１で、配向分割しない場合よりコン
トラストが若干向上した。なお、このとき、反射率は６
０％と再帰性反射の場合より高くなっている。再帰性反
射を用いた場合でも、液晶層の散乱が弱い場合には、反
射板や前方散乱フィルムなどの液晶層以外の部材に、弱
い散乱性を付与すれば、再帰性が弱まってコントラスト
はやや落ちるが、明るさを増加させることが可能であ
る。Actually, if the same retroreflective plate as that shown in FIG. 1 is arranged behind this liquid crystal panel, the scattering is weaker than that of the polymer dispersion type, so that the viewing angle is slightly narrowed and the white reflectance is reduced. Although the contrast is reduced to 50%, the contrast is 7: 1.
And 4: 1 in the case where the orientation division is not performed. Further, even when a commercially available silver reflector is placed instead of the retroreflector behind the liquid crystal panel of the present embodiment,
Except for the viewing angle direction close to the direction in which the illumination is specularly reflected, the contrast was 5.5: 1, which was slightly improved compared to the case where the orientation division was not performed. In this case, the reflectance is 6
0%, which is higher than in the case of retroreflection. Even in the case of using retroreflection, if scattering of the liquid crystal layer is weak, if a member other than the liquid crystal layer such as a reflector or a forward scattering film is provided with a weak scattering property, the retroreflectivity is weakened and the contrast is slightly increased. It falls, but it is possible to increase the brightness.
【００４２】また、本実施の形態によれば、高分子を液
晶層中に形成していなため、駆動電圧を５ボルトと小さ
くすることができた。According to the present embodiment, since the polymer is not formed in the liquid crystal layer, the driving voltage can be reduced to 5 volts.
【００４３】なお、本実施の形態では、無電圧印加時に
実質的に均一な配向となっていることが望ましいため、
プレチルトは１０度以下が、また電界印加時のドメイン
の安定性の観点からはプレチルトが５度以上が極めて良
好な表示性能を得ることができた。In this embodiment, since it is desirable that the orientation is substantially uniform when no voltage is applied,
Very good display performance was obtained when the pretilt was 10 degrees or less and the pretilt was 5 degrees or more from the viewpoint of domain stability when an electric field was applied.
【００４４】（実施の形態３）以下本発明の実施の形態
３における液晶表示素子について図面を参照しながら説
明する。本実施の形態は、液晶層が、二色性色素を含有
するゲストホスト液晶領域と液晶性モノマーが重合され
た液晶性高分子領域を有し、さらに液晶性高分子のメソ
ゲン基と基板界面上のゲストホスト液晶分子が同じ方位
に水平配向する構成となっている点では上記の実施の形
態１と同様であるが、上記の高分子領域を形成するにあ
たって、ゲストホスト液晶中に予め液晶性モノマーと重
合開始剤を混合させて紫外線の照射を行うのではなく、
予め基板上に高分子領域を選択的に形成している点が実
施の形態１とは異なる。Embodiment 3 Hereinafter, a liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment mode, the liquid crystal layer has a guest-host liquid crystal region containing a dichroic dye and a liquid crystal polymer region in which a liquid crystal monomer is polymerized. Embodiment 2 is the same as Embodiment 1 in that the guest-host liquid crystal molecules are horizontally aligned in the same direction. However, in forming the above-described polymer region, the liquid crystal monomer is previously contained in the guest-host liquid crystal. Rather than mixing the polymerization initiator with UV irradiation
Embodiment 4 is different from Embodiment 1 in that a polymer region is selectively formed on a substrate in advance.
【００４５】図５は本実施の形態における液晶表示素子
の断面図を示したものであり、下記のようなプロセスに
より形成することができる。FIG. 5 is a sectional view of the liquid crystal display device according to the present embodiment, and can be formed by the following process.
【００４６】まず電極３ａ、３ｂを有する下基板１上
に、ポリイミドの水平配向膜５を塗布、焼成後、紙面奥
から手前にラビング処理を施す。その上に、上記の（化
１）の液晶性モノマーにＴＮ用の市販のシアノ系ネマチ
ック液晶を１５重量％混合し、これをエタノールに溶か
した溶液をスピンナーで乾燥状態で膜厚１．５ミクロン
に塗布した。なお、ネマチック液晶を混ぜたのは、（化
１）の液晶性モノマーが８１℃から８３℃のわずかな温
度範囲でしかネマチック相がないので、−４０度から９
０℃までネマチック相を示す、シアノ系ネマチック液晶
を混合して混合物のネマチック相の温度範囲を６２度か
ら８３度まで広げようとしたからであり、もし液晶性モ
ノマー単独のネマチック相が広い場合はモノマーだけを
塗布する方がよい。First, a horizontal alignment film 5 of polyimide is applied on the lower substrate 1 having the electrodes 3a and 3b, baked, and then subjected to a rubbing treatment from the back to the front of the paper. On top of that, 15% by weight of a commercially available cyano nematic liquid crystal for TN was mixed with the liquid crystal monomer of the above formula (1), and a solution obtained by dissolving the mixture in ethanol was dried with a spinner to a thickness of 1.5 μm. Was applied. The nematic liquid crystal was mixed because the liquid crystal monomer of the formula (1) had a nematic phase only in a slight temperature range of 81 ° C. to 83 ° C.
This is because the temperature range of the nematic phase of the mixture was widened from 62 ° C. to 83 ° C. by mixing a cyano-based nematic liquid crystal exhibiting a nematic phase up to 0 ° C. If the nematic phase of the liquid crystalline monomer alone was wide, It is better to apply only the monomer.
【００４７】エタノールで薄めて塗布したこの状態では
液晶性モノマー混合物は配向していない。そこで、次に
８５℃に加熱してエタノールを完全に飛ばしてから、７
０℃に徐冷して液晶性モノマー混合物をネマチック相に
すると、液晶性モノマーはラビング方向に配向した。次
に７０℃で保って、窒素雰囲気で図４と同じ開口部３１
を有するフォトマスクで紫外線を照射すると照射部の液
晶性モノマー９ａが配向したまま高分子化し、固体状態
の凸部６０を形成することができる。なお、混合したシ
アノ系ネマチック液晶は高分子の中に閉じこめられてい
る。一方、上基板２にも、上記の下基板１に対して行っ
たものと同じ方法で固体状態の凸部６１を形成する。In this state where the mixture is diluted with ethanol and applied, the liquid crystalline monomer mixture is not oriented. Then, after heating to 85 ° C. to completely evaporate the ethanol,
When the liquid crystalline monomer mixture was gradually cooled to 0 ° C. to have a nematic phase, the liquid crystalline monomer was oriented in the rubbing direction. Then, the temperature is kept at 70 ° C., and the same opening 31 as in FIG.
When the ultraviolet rays are irradiated with a photomask having the above, the liquid crystalline monomer 9a in the irradiated portion is polymerized while being oriented, and the solid-state convex portion 60 can be formed. The mixed cyano nematic liquid crystal is confined in a polymer. On the other hand, a solid-state projection 61 is also formed on the upper substrate 2 by the same method as that performed on the lower substrate 1.
【００４８】その後、上下の基板を７ミクロンのスペー
サーをばらまいて、ラビング方向を直交させ、かつ凸部
が重ならないように図５のように貼りあわせて空セルを
作成し、ねじれピッチを５０ミクロンとした黒のポジ型
二色性色素を含むゲストホスト液晶７を注入した。さら
に、この液晶パネルの背後に図１と同じ再帰性反射板を
配置して、電圧を印加して表示を観察した。Thereafter, the upper and lower substrates are separated by a 7-micron spacer, the rubbing directions are made orthogonal, and the substrates are bonded together as shown in FIG. 5 so that the projections do not overlap. The guest host liquid crystal 7 containing the black positive dichroic dye was injected. Further, the same retroreflective plate as in FIG. 1 was arranged behind the liquid crystal panel, and a voltage was applied to observe the display.
【００４９】その結果、電圧無印加状態では、図５の電
極３ａ上のように、凸部の上も含めて９０度ねじれたＴ
Ｎ配向を示し、散乱はほとんど見られず、二色性色素の
光吸収と反射板の再帰性により良好な黒表示となった。
一方、電圧を５ボルト印加すると、電極３ｂ上のように
液晶分子が立ち上がり、二色性色素の光吸収が小さくな
って、黒色が薄くなると同時に、散乱が生じて、反射率６
０％の明るい表示が得られた。黒表示とのコントラスト
は８：１で、１８０度ツイストさせた従来のゲストホス
ト液晶の４：１より高コントラスト化された。As a result, when no voltage is applied, as shown on the electrode 3a in FIG.
The film exhibited N orientation, hardly any scattering was observed, and a favorable black display was obtained due to the light absorption of the dichroic dye and the recurrence of the reflector.
On the other hand, when a voltage of 5 volts is applied, the liquid crystal molecules rise as on the electrode 3b, the light absorption of the dichroic dye decreases, the black color becomes thinner, and at the same time, the scattering occurs, and the reflectance becomes 6%.
A bright display of 0% was obtained. The contrast with black display is 8: 1, which is higher than 4: 1 of the conventional guest-host liquid crystal twisted by 180 degrees.
【００５０】また、上基板２のラビング方向を直交させ
ることで、散乱の方向が広がり明るくなることを確認で
き、さらに、上基板２上にも凸部を設けることで散乱性
は強まり、各々の凸部の高さは１から２ミクロンが散乱
性が高かった。また、本実施の形態の液晶表示素子の背
後に再帰性反射板ではなく、市販の銀反射板を置いた場
合でも、照明が正反射する方向に近い視野角を除くと、
コントラストは５：１で、従来よりコントラストが若干
向上した。Further, by making the rubbing direction of the upper substrate 2 orthogonal, it is possible to confirm that the direction of scattering is widened and bright, and furthermore, by providing a convex portion on the upper substrate 2, the scattering property is enhanced. The height of the projections was 1 to 2 microns, and the scattering property was high. Also, instead of a retroreflective plate behind the liquid crystal display element of the present embodiment, even when a commercially available silver reflector is placed, except for a viewing angle close to the direction in which illumination is specularly reflected,
The contrast was 5: 1, which was slightly improved from the conventional one.
【００５１】以上のように、本発明の液晶表示素子につ
いて実施の形態とともに説明を行ったが本発明によれ
ば、偏光板のない、従来のゲストホスト液晶や散乱型液
晶のコントラストを改善し、視野角も広がることが確認
された。As described above, the liquid crystal display device of the present invention has been described together with the embodiments. However, according to the present invention, the contrast of the conventional guest-host liquid crystal or scattering liquid crystal without a polarizing plate can be improved. It was confirmed that the viewing angle was also widened.
【００５２】なお、実施の形態では、３枚鏡からなる再
帰性反射板をセルの外に置いたが、ガラス厚みによる視
差が生じるため、特に画素が小さい場合には、セル内部
に、樹脂膜のプレス等によりプリズム形状を成形し、銀
やアルミを蒸着して作成した方が望ましい。この場合
も、液晶層の背後に配置することは同じである。また、
実施の形態では、黒のゲストホスト液晶により白黒表示
を行ったが、カラーフィルターと組み合わせてカラー表
示にもできるし、色の二色性色素を用いたカラー表示に
も本発明の液晶表示素子は有効である。In the embodiment, the retroreflective plate composed of three mirrors is placed outside the cell. However, since a parallax due to the thickness of the glass is generated, especially when the pixel is small, a resin film is formed inside the cell. It is preferable that the prism shape is formed by pressing or the like and silver or aluminum is vapor-deposited. Also in this case, the arrangement behind the liquid crystal layer is the same. Also,
In the embodiment, black-and-white display is performed by a black guest host liquid crystal.However, the liquid crystal display element of the present invention can be used for color display in combination with a color filter or for color display using a dichroic dye. It is valid.
【００５３】[0053]
【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、散乱型のゲス
トホスト液晶を用い、さらには再帰性反射板を組み合わ
せることにより、従来の偏光板のないゲストホスト液晶
や散乱型液晶と比べて、高コントラストの明るい反射型
ディスプレイを実現することができる。The liquid crystal display device of the present invention uses a scattering type guest-host liquid crystal and further combines with a retroreflective plate to provide a liquid crystal display device having a liquid crystal display device, which is compared with a conventional guest-host liquid crystal without a polarizing plate and a scattering type liquid crystal. A high-contrast bright reflective display can be realized.
【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示素子の
断面図FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態における液晶表示素子の再
帰性反射板の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a retroreflective plate of a liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態２における液晶表示素子の
断面図FIG. 3 is a sectional view of a liquid crystal display element according to Embodiment 2 of the present invention.
【図４】本発明の実施の形態における液晶表示素子の基
板表面の拡大平面図FIG. 4 is an enlarged plan view of a substrate surface of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施の形態３における液晶表示素子の
断面図FIG. 5 is a sectional view of a liquid crystal display element according to Embodiment 3 of the present invention.
【図６】従来の液晶表示素子の断面図FIG. 6 is a sectional view of a conventional liquid crystal display element.
【図７】従来の液晶表示素子の断面図FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display element.
【図８】再帰性反射板の構成図FIG. 8 is a configuration diagram of a retroreflector.
１ 上基板 ２ 下基板 ３ａ 電極 ３ｂ 電極 ４ 電極 ５ 配向膜 ７ ゲストホスト液晶 ９ａ 液晶性モノマー ９ｂ 高分子ネットワーク １０ 再帰性反射板 １１ａ 入射光 １１ｂ 入射光 １２ａ 出射光 １２ｂ 出射光 １３ 光源 １４ａ 観察者 １４ｂ 観察者 Reference Signs List 1 upper substrate 2 lower substrate 3a electrode 3b electrode 4 electrode 5 alignment film 7 guest host liquid crystal 9a liquid crystalline monomer 9b polymer network 10 retroreflector 11a incident light 11b incident light 12a emission light 12b emission light 13 light source 14a observer 14b Observer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−43741（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110925（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−260407（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−49502（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−119302（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−96920（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−186542（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−220540（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−127643（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1334 G02F 1/1335 G02F 1/1337 505 G02F 1/137 500 G02F 1/139 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-43741 (JP, A) JP-A-4-110925 (JP, A) JP-A-10-260407 (JP, A) JP-A-7- 49502 (JP, A) JP-A-5-119302 (JP, A) JP-A-3-96920 (JP, A) JP-A-6-186542 (JP, A) JP-A 8-220540 (JP, A) JP-A-49-127643 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1334 G02F 1/1335 G02F 1/1337 505 G02F 1/137 500 G02F 1/139
Claims (5)
ホスト液晶領域と液晶性高分子領域とが存在する液晶層
を有し、前記二色性色素の光吸収が小さい状態の時に前
記液晶層の光散乱性が強く、前記光吸収が大きい状態の
時に光散乱性が弱い液晶表示素子であって、前記液晶性
高分子領域が前記一対の基板同士を貼りあわせる前に前
記基板上に形成されていると共に、前記液晶性高分子の
メソゲン基と前記基板界面上の前記ゲストホスト液晶分
子が電圧無印加時に同じ方位に水平配向している液晶表
示素子。Claims: 1. A guest comprising a dichroic dye between a pair of substrates
It has a liquid crystal layer in which the host liquid crystal region and the liquid crystal polymer region is present, before the state small light absorption of the dichroic dye
The light scattering property of the liquid crystal layer is strong, and the light absorption is large.
Sometimes a liquid crystal display element having a low light scattering property,
Before the polymer region is bonded to the pair of substrates,
While being formed on the substrate, the liquid crystalline polymer
Mesogen groups and the guest-host liquid crystal component on the substrate interface
A liquid crystal display device whose elements are horizontally aligned in the same direction when no voltage is applied .
液晶を含有する液晶層を有し、前記二色性色素の光吸収
が小さい状態の時に前記液晶層の光散乱性が強く、前記
光吸収が大きい状態の時に光散乱性が弱い液晶表示素子
であって、前記基板の少なくとも一方の液晶層が接する
面に、配向処理が周囲と異なり、かつ周囲と逆方向のプ
レチルトを生じさせる配向処理が施された微小領域が分
布していると共に平面視における配向方向が均一である
液晶表示素子。2. A liquid crystal layer containing a guest-host liquid crystal containing a dichroic dye between substrates , and light absorption of the dichroic dye is provided.
Is small, the light scattering property of the liquid crystal layer is strong,
Liquid crystal display device with low light scattering when light absorption is large
Wherein at least one liquid crystal layer of the substrate is in contact with
The orientation of the surface is different from that of the surroundings, and
The minute area that has been subjected to the alignment process that causes
A liquid crystal display element which is clothed and has a uniform orientation direction in plan view .
いることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれ
かに記載の液晶表示素子。3. A retroreflective plate behind a liquid crystal layer.
3. The method according to claim 1, wherein
A liquid crystal display device according to any of the above.
基板上に液晶性モノマーを塗布する工程と、選択的に前
記液晶性モノマーを高分子化させるとともに、高分子化
されなかった前記液晶性モノマーを除去して前記基板上
に液晶性高分子領域を形成する工程と、液晶性高分子領
域が形成された基板と対向する基板とを貼りあわせて空
セルを形成する工程と、前記空セルに二色性色素を含む
ゲストホスト液晶を封入する工程とを有する液晶表示素
子の製造方法。4. An alignment film subjected to an alignment treatment is formed.
A step of applying a liquid crystalline monomer on a substrate and optionally
The liquid crystalline monomer is polymerized and
Remove the liquid crystalline monomer that was not
Forming a liquid crystalline polymer region on the
The substrate on which the region is formed and the opposite substrate
Forming a cell, and including a dichroic dye in the empty cell
Encapsulating guest-host liquid crystal
Child manufacturing method .
方向のプレチルトを生じさせる配向処理が施された微小
領域を分布形成した後、前記基板と対向する基板間に二
色性色素を含むゲストホスト液晶を封入する工程とを有
する、前記二色性色素の光吸収が小さい状態の時に前記
液晶層の光散乱性が強く、前記光吸収が大きい状態の時
に光散乱性が弱いと共に、平面視における配向方向が均
一である液晶表示素子の製造方法。5. After forming an orientation film on a substrate, the orientation film is turned around.
Micro-aligned to generate pre-tilt in the direction
After distributing the regions, two substrates are formed between the substrate and the substrate facing the substrate.
Enclosing a guest-host liquid crystal containing a coloring dye.
When the light absorption of the dichroic dye is small,
When the light scattering property of the liquid crystal layer is strong and the light absorption is large
Light scattering property is low, and the orientation direction in plan view is uniform.
A method for manufacturing a liquid crystal display device .
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| JP22783497A JP3216584B2 (en) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
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