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JP3334030B2 - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

Info

Publication number
JP3334030B2
JP3334030B2 JP15980396A JP15980396A JP3334030B2 JP 3334030 B2 JP3334030 B2 JP 3334030B2 JP 15980396 A JP15980396 A JP 15980396A JP 15980396 A JP15980396 A JP 15980396A JP 3334030 B2 JP3334030 B2 JP 3334030B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal element
state
substrates
transparent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP15980396A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH1010501A (en
Inventor
直樹 将積
信幸 小林
Original Assignee
ミノルタ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ミノルタ株式会社 filed Critical ミノルタ株式会社
Priority to JP15980396A priority Critical patent/JP3334030B2/en
Priority to US08/872,202 priority patent/US6124908A/en
Publication of JPH1010501A publication Critical patent/JPH1010501A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3334030B2 publication Critical patent/JP3334030B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶と樹脂とを含
む複合膜を有する液晶素子に関する。
The present invention relates to a liquid crystal device having a composite film containing a liquid crystal and a resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、文字や画像の表示等に用いられる
液晶素子の一つとして、液晶と樹脂とを含む複合材料を
有する液晶素子が提案されている。例えば平成6年特許
出願公表第507505号公報は、樹脂マトリクス中に
コレステリック相を示すカイラルネマティック液晶を分
散させた複合膜を1対の基板間に保持させた液晶素子を
教えている。
2. Description of the Related Art In recent years, as one of liquid crystal elements used for displaying characters and images, a liquid crystal element having a composite material containing liquid crystal and resin has been proposed. For example, Japanese Patent Application Publication No. 507505 discloses a liquid crystal element in which a composite film in which a chiral nematic liquid crystal exhibiting a cholesteric phase is dispersed in a resin matrix is held between a pair of substrates.

【0003】樹脂マトリクス中にコレステリック相を示
す液晶を分散させた高分子分散型液晶素子は、該液晶に
よる入射光の選択反射を利用しているため偏光板が不要
であり、明るい反射型の表示を行うことができる。ま
た、この高分子分散型液晶素子は、メモリ性を有するた
め、TFT・MIM等のメモリ素子が不要で、且つ、高
精度の表示ができる。すなわち、この液晶素子の複合膜
は比較的高い電圧をパルス状に印加すると液晶分子のヘ
リカル軸が基板に対し垂直に並ぶプレーナ配列をとり、
比較的低い電圧をパルス状に印加すると液晶分子のヘリ
カル軸が不規則な方向を向くフォーカルコニック配列を
とり、これら2つの配列は電圧印加を停止しても安定に
保持される。この2つの状態の双安定性は樹脂により液
晶の動きが制限されることによるものと考えられる。
A polymer-dispersed liquid crystal element in which a liquid crystal exhibiting a cholesteric phase is dispersed in a resin matrix does not require a polarizing plate because it utilizes the selective reflection of incident light by the liquid crystal, and provides a bright reflective display. It can be performed. In addition, since the polymer-dispersed liquid crystal element has a memory property, a memory element such as a TFT or MIM is not required, and high-precision display can be performed. That is, when a relatively high voltage is applied in a pulsed form, the composite film of the liquid crystal element takes a planar arrangement in which the helical axes of the liquid crystal molecules are arranged perpendicular to the substrate,
When a relatively low voltage is applied in the form of a pulse, the liquid crystal molecules take a focal conic arrangement in which the helical axis is oriented in an irregular direction, and these two arrangements are stably maintained even when the voltage application is stopped. It is considered that the bistability of these two states is due to the restriction of the movement of the liquid crystal by the resin.

【0004】コレステリック相を示す液晶は、プレーナ
配列状態で該液晶のヘリカルピッチと平均屈折率の積に
対応する波長の光を選択的に反射するため、選択反射波
長を可視域に設定することにより、プレーナ配列状態時
に任意の色を表示できる。また、この場合フォーカルコ
ニック配列状態では透明に見えるため、選択反射波長に
応じた着色された色と透明との間の表示ができる。ま
た、例えば黒色の背景色を利用して選択反射波長に応じ
た着色された色と黒との間の表示を行うこともできる。
A liquid crystal exhibiting a cholesteric phase selectively reflects light having a wavelength corresponding to the product of the helical pitch of the liquid crystal and the average refractive index in a planar alignment state. Any color can be displayed in the planar arrangement state. Further, in this case, since the image is transparent in the focal conic arrangement state, display between a colored color corresponding to the selective reflection wavelength and transparent can be performed. In addition, for example, display between a colored color corresponding to the selective reflection wavelength and black can be performed using a black background color.

【0005】また、液晶分子の選択反射波長を可視域
外、例えば赤外域に設定した場合、液晶はプレーナ配列
状態では可視光を透過して透明に見える。一方、フォー
カルコニック配列状態では、入射光を散乱して白濁して
見える。従って、例えば黒色の背景色を利用して白−黒
モードの表示をすることもできる。また、例えば背景色
として任意の着色された色を用いることで任意の色と白
との間の表示を行うこともできる。
When the selective reflection wavelength of liquid crystal molecules is set outside the visible range, for example, in the infrared range, the liquid crystal transmits visible light in a planar arrangement state and appears transparent. On the other hand, in the focal conic arrangement state, the incident light is scattered and appears cloudy. Therefore, for example, the display in the white-black mode can be performed using the black background color. Further, for example, by using an arbitrary colored color as a background color, display between an arbitrary color and white can be performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記の樹脂マトリクス
中にコレステリック相を示す液晶を分散させた複合膜を
有する液晶素子は、該液晶の種類(複数の液晶材料を混
合してコレステリック相を示すものとする場合には、該
複数の液晶材料の種類及びそれらの混合割合等)及び樹
脂の種類等により、プレーナ配列及びフォーカルコニッ
ク配列の各配列状態での透過率や各配列状態での安定性
が異なるが、プレーナ配列状態とフォーカルコニック配
列状態との間で十分なコントラストを示す液晶素子は未
だ実現されていない。
A liquid crystal element having a composite film in which a liquid crystal exhibiting a cholesteric phase is dispersed in a resin matrix is characterized in that the type of the liquid crystal (a liquid crystal material exhibiting a cholesteric phase by mixing a plurality of liquid crystal materials). In this case, depending on the types of the plurality of liquid crystal materials and their mixing ratios) and the type of the resin, the transmittance in each arrangement state of the planar arrangement and the focal conic arrangement and the stability in each arrangement state are different. Although different, a liquid crystal element exhibiting a sufficient contrast between the planar alignment state and the focal conic alignment state has not yet been realized.

【0007】そこで本発明は、メモリ性を有するととも
にコントラストの高い液晶素子を提供することを課題と
する。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal element having a memory property and a high contrast.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、少なくとも一方が透明である1対の基板
と、該基板間に保持され、樹脂マトリクスとコレステリ
ック相を示す液晶を含む複合膜を有する液晶素子であっ
て、前記液晶の選択反射波長が1.0μm〜1.5μm
であることを特徴とする液晶素子を提供する。
According to the present invention, there is provided a composite comprising a pair of substrates, at least one of which is transparent, and a liquid crystal held between the substrates and exhibiting a resin matrix and a cholesteric phase. A liquid crystal element having a film, wherein a selective reflection wavelength of the liquid crystal is 1.0 μm to 1.5 μm.
A liquid crystal element characterized by the following is provided.

【0009】本発明の液晶素子によると、コレステリッ
ク相を示す液晶として選択反射波長が赤外域の中の1.
0μm〜1.5μmの範囲にあるものを用いるため、液
晶分子がプレーナ配列状態をとるとき透明に見え、液晶
分子がフォーカルコニック配列状態をとるとき白濁して
見え、透明状態と散乱白濁状態との間の良好なコントラ
ストが得られる。
According to the liquid crystal device of the present invention, the liquid crystal exhibiting a cholesteric phase has a selective reflection wavelength of 1.70 in the infrared region.
Since the liquid crystal molecules in the range of 0 μm to 1.5 μm are used, the liquid crystal molecules appear transparent when the liquid crystal molecules are in a planar alignment state, appear turbid when the liquid crystal molecules are in a focal conic alignment state, and change between a transparent state and a scattering white turbid state. Good contrast between them is obtained.

【0010】前記のコレステリック相を示す液晶として
は、コレステリック液晶やネマティック液晶にカイラル
材料を加えたカイラルネマティック液晶等を用いること
ができる。中でも、トラン系ネマティック液晶とピリミ
ジン系ネマティック液晶とシアノビフェニル系ネマティ
ック液晶とカイラル材料とを含むカイラルネマティック
液晶を用いることが望ましく、この場合、一層良好なコ
ントラストが得られる。
As the liquid crystal exhibiting the cholesteric phase, a cholesteric liquid crystal or a chiral nematic liquid crystal obtained by adding a chiral material to a nematic liquid crystal can be used. Above all, it is desirable to use a chiral nematic liquid crystal containing a trans nematic liquid crystal, a pyrimidine nematic liquid crystal, a cyanobiphenyl nematic liquid crystal, and a chiral material. In this case, a better contrast is obtained.

【0011】前記複合膜を保持する「基板」は、可撓性
のある又は可撓性に乏しい板状部材、柔軟性のあるフィ
ルム等を含む概念のものであり、例えばガラス板やポリ
エチレンテレフタレート(PET)フィルム等が考えら
れる。また、例えば、1対の基板のうち一方が複合膜を
保持し得るだけの硬度を有する板状のものであり、他方
が該複合膜を保護するための、例えばフィルム状のもの
であることも考えられる。
The “substrate” holding the composite film is a concept including a flexible or poorly flexible plate-like member, a flexible film, and the like. For example, a glass plate or polyethylene terephthalate ( PET) film and the like are conceivable. Further, for example, one of the pair of substrates may be a plate-shaped one having a hardness enough to hold the composite film, and the other may be a film-shaped one for protecting the composite film. Conceivable.

【0012】また、通常、前記1対の基板は、複合膜の
厚さを一定に保つためにスペーサーを挟持して配置する
ことが望ましい。スペーサーとしては、例えばガラスか
らなるファイバー状のもの、ガラスビーズ、ポリマービ
ーズ等を使用することができる。なお、本発明の液晶素
子は電圧印加等により駆動することができる。前記複合
膜に電圧印加する方法としては、前記1対の基板上にそ
れぞれ導電膜を設け該導電膜間に電圧印加する方法や、
外部に設けられた1対の電極間に本発明の液晶素子を挿
入して、該外部電極間に電圧印加する方法、さらには一
方の基板上に設けられた導電膜と他方の基板の外部に設
けられた電極(例えばペン電極や消去電極)との間に電
圧を印加する方法等が考えられる。
[0012] Usually, it is desirable that the pair of substrates be disposed with a spacer interposed therebetween in order to keep the thickness of the composite film constant. As the spacer, for example, a glass fiber, glass beads, polymer beads, or the like can be used. Note that the liquid crystal element of the present invention can be driven by voltage application or the like. As a method of applying a voltage to the composite film, a method of providing a conductive film on the pair of substrates and applying a voltage between the conductive films,
A method in which the liquid crystal element of the present invention is inserted between a pair of electrodes provided outside and a voltage is applied between the external electrodes, and a method in which a conductive film provided on one substrate is provided outside the other substrate. A method of applying a voltage between the provided electrodes (for example, a pen electrode and an erasing electrode) and the like can be considered.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明に係る液晶素子の
1例を示している。この液晶素子は、対向配置された1
対の透明基板1a、1bの間に複合膜3が保持され、基
板1a、1bの内面には透明導電膜2a、2bが形成さ
れている。複合膜3は透明導電膜2a、2b間に存在
し、網目構造(マトリクス構造)の樹脂3bとコレステ
リック相を示す液晶3aとからなる。液晶3aは樹脂3
bの網目の間を満たしている。また、透明導電膜2a、
2b間にはパルス電源4が接続されている。この液晶素
子はTFT・MIM等のメモリ素子を設けずに単純マト
リクス駆動を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a liquid crystal element according to the present invention. This liquid crystal element has a 1
The composite film 3 is held between the pair of transparent substrates 1a and 1b, and the transparent conductive films 2a and 2b are formed on the inner surfaces of the substrates 1a and 1b. The composite film 3 exists between the transparent conductive films 2a and 2b, and is composed of a resin 3b having a network structure (matrix structure) and a liquid crystal 3a exhibiting a cholesteric phase. Liquid crystal 3a is resin 3
b. Further, the transparent conductive film 2a,
The pulse power supply 4 is connected between 2b. This liquid crystal element performs simple matrix driving without providing a memory element such as a TFT / MIM.

【0014】液晶3aはコレステリック相を示す液晶で
あり、ここではネマティック液晶にカイラル材料を加え
たカイラルネマティック液晶等を用いている。また、液
晶3aは選択反射波長が1.0μm〜1.5μmになる
ように調製されたものである。樹脂3bは重合性モノマ
ー又は重合性オリゴマーからなる樹脂材料に重合開始剤
を加えて得られたものであり、重合は、樹脂材料の種類
に応じて光(紫外線、可視光線等)、電子線、熱等を与
えることにより行うことができる。
The liquid crystal 3a is a liquid crystal exhibiting a cholesteric phase. Here, a chiral nematic liquid crystal obtained by adding a chiral material to a nematic liquid crystal is used. The liquid crystal 3a is prepared so that the selective reflection wavelength becomes 1.0 μm to 1.5 μm. The resin 3b is obtained by adding a polymerization initiator to a resin material composed of a polymerizable monomer or a polymerizable oligomer, and polymerization is performed by light (ultraviolet light, visible light, or the like), electron beam, It can be performed by giving heat or the like.

【0015】図2は、カイラルネマティック液晶におけ
る液晶分子の螺旋構造を示したものである。液晶分子が
360°回転したときの距離Pをヘリカルピッチとい
う。混合されたカイラル材料が少ない場合は図2(a)
に示すように、液晶分子があまり捻られないためヘリカ
ルピッチPが長くなり選択反射波長も長くなる。逆に、
混合されたカイラル材料が多い場合には図2(b)に示
すように、ヘリカルピッチが短くなり選択反射波長も短
くなる。
FIG. 2 shows a helical structure of liquid crystal molecules in a chiral nematic liquid crystal. The distance P when the liquid crystal molecules rotate 360 ° is called a helical pitch. Fig. 2 (a) when the mixed chiral material is small.
As shown in (1), since the liquid crystal molecules are not twisted much, the helical pitch P becomes longer and the selective reflection wavelength becomes longer. vice versa,
When there are many mixed chiral materials, the helical pitch becomes shorter and the selective reflection wavelength becomes shorter as shown in FIG.

【0016】図1の液晶素子の製造にあたっては、ま
ず、図3(a)に示すように、導電膜2a、2bで被覆
された1対の基板1a、1bを、導電膜2a、2bが内
側になるようにして図示しないスペーサを挟持させて組
み立て、次いで、液晶、樹脂材料及び重合開始剤を所定
の配合比で混合したものをこの1対の基板間に満たす。
次いで図3(b)に示すように、前記1対の基板を互い
に押圧しながら、樹脂の種類に応じた重合エネルギ
(光、電子線、熱等)Eを前記1対の基板間に保持され
た混合物の全面に均一に与えて樹脂材料を硬化させる。
その結果、図3(c)に示すように、樹脂材料3bのみ
が硬化することにより相分離が生じ、コレステリック相
を示す液晶3aのヘリカル軸が不規則な方向を向く。液
晶3aは選択反射波長が赤外域にあるため、可視光を散
乱し濁って見える。普通には白濁して見える。
In manufacturing the liquid crystal element shown in FIG. 1, first, as shown in FIG. 3A, a pair of substrates 1a and 1b covered with conductive films 2a and 2b are placed inside the conductive films 2a and 2b. Then, a liquid crystal, a resin material and a polymerization initiator are mixed at a predetermined mixing ratio to fill the space between the pair of substrates.
Next, as shown in FIG. 3B, polymerization energy (light, electron beam, heat, etc.) E corresponding to the type of resin is held between the pair of substrates while pressing the pair of substrates together. The resin material is cured by uniformly applying the mixture over the entire surface.
As a result, as shown in FIG. 3 (c), only the resin material 3b is cured to cause phase separation, and the helical axis of the liquid crystal 3a exhibiting a cholesteric phase is oriented in an irregular direction. Since the liquid crystal 3a has a selective reflection wavelength in the infrared region, it scatters visible light and looks turbid. It usually appears cloudy.

【0017】この液晶素子を駆動する際には、ここでは
高低2種類のパルス電圧を印加する。図4(a)に示す
ように、電源4から、例えば160V程度の電圧を10
msecパルス状に導電膜2a、2bを介して複合膜3
に印加すると、液晶3aは初期状態では不規則な方向を
向いていたヘリカル軸が基板1a、1bに垂直な方向に
揃うことでプレーナ配列となる。そして、液晶3aの選
択反射波長が赤外領域の中の1.0μm〜1.5μmの
範囲に設定されているため、可視域の光を透過して透明
に見える。
When driving this liquid crystal element, two types of high and low pulse voltages are applied here. As shown in FIG. 4A, a voltage of about 160 V
msec pulse-like composite film 3 via conductive films 2a and 2b
When the liquid crystal 3a is applied to the substrate, the helical axes, which have been oriented in an irregular direction in the initial state, are aligned in a direction perpendicular to the substrates 1a and 1b, thereby forming a planar arrangement. Since the selective reflection wavelength of the liquid crystal 3a is set in the range of 1.0 μm to 1.5 μm in the infrared region, light in the visible region is transmitted and the liquid crystal 3a looks transparent.

【0018】さらに、この状態で複合膜3に、図4
(b)に示すように、電源4から、例えば80V程度の
電圧を10msecパルス状に印加すると、ヘリカル軸
の軸方向の一様性が崩れ、その結果、ヘリカル軸が不規
則な方向を向いて液晶分子配列がフォーカルコニック配
列となるため、入射光が散乱して濁って見える。この二
つの状態は、パルス電圧印加を停止しても安定に保持さ
れ双安定性を示す。
Further, in this state, the composite membrane 3
As shown in (b), when a voltage of, for example, about 80 V is applied from the power supply 4 in the form of a pulse for 10 msec, the uniformity of the helical axis in the axial direction is broken, and as a result, the helical axis is oriented in an irregular direction. Since the liquid crystal molecule arrangement is a focal conic arrangement, incident light is scattered and appears turbid. These two states are stably maintained even when the application of the pulse voltage is stopped, and exhibit bistability.

【0019】なお、1対の基板1a、1bのうち光を入
射させる側とは反対側の基板の外側に、例えば黒色の吸
収層を設けることにより白・黒モードの表示ができる。
また、人が対面する側とは反対の裏側の基板(例えば基
板1b)を黒色にしておくことでも白・黒モードの表示
を行える。また、導電膜2a、2bを基板1a、1bと
略同サイズの1枚の膜とし、膜2a、2b間に電圧印加
することで複合膜3の状態を一様に変化させるのに代え
て、例えば導電膜2a、2bをマトリクス状の膜とし、
マトリクスの各交点に透明状態又は散乱白濁状態を得る
ための所定の電圧を印加することで複合膜3に文字や図
形等の画像情報を書き込むこともできる。
By providing, for example, a black absorbing layer on the outer side of the pair of substrates 1a and 1b opposite to the side on which light is incident, white / black mode can be displayed.
The white / black mode can also be displayed by setting the back side substrate (eg, the substrate 1b) opposite to the side facing the person to black. Instead of using the conductive films 2a and 2b as one film having substantially the same size as the substrates 1a and 1b and applying a voltage between the films 2a and 2b, the state of the composite film 3 is changed uniformly. For example, the conductive films 2a and 2b are formed into a matrix film,
By applying a predetermined voltage for obtaining a transparent state or a turbid white state to each intersection of the matrix, it is also possible to write image information such as characters and figures on the composite film 3.

【0020】また、図5(a)は本発明に係る液晶素子
の他の例の側面からみた断面図であり、図5(b)はこ
の液晶素子の斜視図である。この液晶素子は、図1に示
す液晶素子において、透明導電膜2a、2bを有さず、
これに代えて外部電極アレイ5が設けられたものであ
る。電極アレイ5は、基板1a、1bの幅と同じ又はそ
れ以上の長さを有し、複数の電極が該基板の幅方向に配
列された1対の電極支持体5a、5bからなるもので、
電極支持体5a、5bは対応する電極が対向するように
して若干の間隔をおいて配置され、該両者間を複合膜3
を挟持した基板1a、1bが、搬送ローラ71、72の
回転により通過できるようになっている。電極支持体5
a、5b間には原稿画像等に応じてパルス電圧を各電極
に印加する書き込みユニット40が接続されている。そ
の他の構成は図1の液晶素子と同様であり、同じ部品に
は同じ符号を付してある。
FIG. 5A is a cross-sectional view of another example of the liquid crystal device according to the present invention as viewed from the side, and FIG. 5B is a perspective view of the liquid crystal device. This liquid crystal element has no transparent conductive films 2a, 2b in the liquid crystal element shown in FIG.
Instead, an external electrode array 5 is provided. The electrode array 5 has a length equal to or greater than the width of the substrates 1a and 1b, and includes a pair of electrode supports 5a and 5b in which a plurality of electrodes are arranged in the width direction of the substrates.
The electrode supports 5a and 5b are arranged at a slight interval such that the corresponding electrodes face each other, and the two
Can be passed by the rotation of the transport rollers 71 and 72. Electrode support 5
A writing unit 40 for applying a pulse voltage to each electrode according to a document image or the like is connected between a and 5b. Other configurations are the same as those of the liquid crystal element of FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals.

【0021】この液晶素子を駆動する際には、ユニット
40から電極支持体5a、5bの各電極を介して複合膜
3に、画像情報に応じた高低2種類のパルス電圧(例え
ば160V・10msec及び80V・10msec)
を印加することで、図1の装置と同様に、膜各部を透明
状態又は散乱白濁状態にすることができる。その場合、
複合膜3を挟持した1対の基板1a、1bを、外部電極
アレイ5の電極支持体5a、5b間を通過させることに
より、基板1a、1bに挟持された複合膜3の一方の端
から他方の端まで一様な電圧を印加することで、複合膜
3全体を一様な一つの状態に変化させることができ、或
いは画像情報に応じた所定の電圧信号を印加することに
より複合膜に文字や図形等の画像情報を書き込むことも
できる。なお、ここでは、ローラ71、72の回転によ
り、複合膜3を挟持した1対の基板1a、1bを移動さ
せているが、該基板1a、1bを固定した状態で、外部
電極アレイ5を移動させるようにしても構わない。
When driving this liquid crystal element, two types of high and low pulse voltages (for example, 160 V · 10 msec.) Corresponding to image information are applied to the composite film 3 from the unit 40 via the electrodes of the electrode supports 5 a and 5 b. 80V ・ 10msec)
Is applied, each part of the film can be brought into a transparent state or a scattered cloudy state, similarly to the apparatus of FIG. In that case,
By passing a pair of substrates 1a and 1b sandwiching the composite film 3 between the electrode supports 5a and 5b of the external electrode array 5, from one end of the composite film 3 sandwiched between the substrates 1a and 1b to the other The entire composite film 3 can be changed to a uniform single state by applying a uniform voltage to the end of the character, or a character can be applied to the composite film by applying a predetermined voltage signal corresponding to image information. And image information such as graphics. Here, the pair of substrates 1a and 1b holding the composite film 3 is moved by the rotation of the rollers 71 and 72, but the external electrode array 5 is moved with the substrates 1a and 1b fixed. You may make it do.

【0022】この液晶素子は、書換え可能なOHPシー
トとしても用いることができる。また、一方の基板の外
側に、背景色として例えば黒色の吸収層を設けることに
より、白・黒モードの書換え可能なリライタブルペーパ
ーとして用いることもできる。さらに、これらは電圧印
加したペンを基板に接触させることで追記も可能なもの
である。
This liquid crystal element can also be used as a rewritable OHP sheet. In addition, by providing a black absorbing layer as a background color, for example, on the outside of one of the substrates, the substrate can be used as a rewritable paper in white / black mode. Further, these can be additionally written by bringing a pen to which a voltage is applied into contact with the substrate.

【0023】また、図6は本発明に係る液晶素子のさら
に他の例を示す図である。この液晶素子は電子白板とし
て用いるもので、図1の液晶素子において、使用者が対
面する側の基板(ここでは基板1a)には透明導電膜1
bが設けられておらず、これに代えて基板1aに対しペ
ン電極61及び消去電極62が用いられる。裏面側の基
板1bは黒色とされ、透明導電膜(電極層)2bを設け
てある。ペン電極は文字や図形等の画像情報を書き込む
ための電極で、その先端は文字等を描き易いように比較
的細くなっている。ペン電極61と透明導電膜2bとの
間にはパルス電源41が接続されており、パルス電源4
1は、例えば160V・10msecのパルス状電圧を
発生する。また、消去電極62はペン電極61により複
合膜3に書き込んだ画像情報を消去するイレーサとして
用いるもので、その先端は比較的広い面積を消去できる
ように太くなっている。消去電極62と透明導電膜2b
との間にはパルス電源42が接続されており、パルス電
源42は、例えば80V・10msecのパルス状電圧
を発生する。なお、消去電極62の先端は電極アレイで
構成してもよい。
FIG. 6 is a diagram showing still another example of the liquid crystal element according to the present invention. This liquid crystal element is used as an electronic white plate. In the liquid crystal element shown in FIG. 1, a transparent conductive film 1 is provided on a substrate (substrate 1a in this case) on which a user faces.
b is not provided, and a pen electrode 61 and an erase electrode 62 are used for the substrate 1a instead. The substrate 1b on the back side is black, and is provided with a transparent conductive film (electrode layer) 2b. The pen electrode is an electrode for writing image information such as characters and figures, and its tip is relatively thin so that characters and the like can be easily drawn. A pulse power supply 41 is connected between the pen electrode 61 and the transparent conductive film 2b.
1 generates a pulsed voltage of, for example, 160 V · 10 msec. The erasing electrode 62 is used as an eraser for erasing the image information written on the composite film 3 by the pen electrode 61, and its tip is thick so that a relatively large area can be erased. Erasing electrode 62 and transparent conductive film 2b
Is connected to a pulse power supply 42, which generates a pulsed voltage of, for example, 80 V · 10 msec. Note that the tip of the erasing electrode 62 may be formed of an electrode array.

【0024】この液晶素子(電子白板)を使用する際に
は、複合膜3中の液晶の選択反射波長を例えば赤外域に
設定しておくと、当初複合膜3中の液晶はフォーカルコ
ニック配列状態で白濁して見えるが、ペン電極61で基
板1aをなぞることによりその部分に対応する複合膜3
中の液晶はプレーナ配列状態を示し、黒色に表示され
る。またそれを消去するときには、消去電極62で基板
1aのその部分をなぞればその部分に対応する複合膜3
中の液晶はフォーカルコニック配列に戻り白色となる。
なお、使用者の安全を期すため、ペン電極61及び消去
電極62にそれぞれスイッチを設けスイッチがオン状態
のときのみ電極41、42に電圧印加されるようにして
もよい。
When this liquid crystal element (electronic white plate) is used, if the selective reflection wavelength of the liquid crystal in the composite film 3 is set to, for example, an infrared region, the liquid crystal in the composite film 3 is initially in a focal conic alignment state. However, when the pen electrode 61 traces the substrate 1a, the composite film 3
The liquid crystal in the middle indicates the planar arrangement state and is displayed in black. When erasing the composite film 3, if the erase electrode 62 traces that portion of the substrate 1 a,
The liquid crystal in the middle returns to the focal conic arrangement and becomes white.
In order to ensure the safety of the user, a switch may be provided for each of the pen electrode 61 and the erase electrode 62 so that the voltage is applied to the electrodes 41 and 42 only when the switch is in the ON state.

【0025】次に、本発明の実施例について説明する。
以下の各実施例では、図1に示すタイプの液晶素子を作
成した。透過率の測定は、白色光源を有する反射型分光
測色計CM−1000(ミノルタ社製)を用いて分光反
射率(Y値)を測定することで行った。Y値が小さいほ
ど透明である。また、コントラストは(散乱時のY値/
透過時のY値)で与えられる。 実施例1 トラン系液晶MN1000XX(チッソ社製)と、シア
ノビフェニル系ネマティック液晶E44(メルク社製)
を80:20の割合で混合したものに、カイラル材料S
−811(メルク社製)を17.8wt%混合して選択
反射波長が1.1μmを示す液晶混合物を調製した。液
晶MN1000XXはトラン系ネマティック液晶とピリ
ミジン系ネマティック液晶を含むものである。このよう
にして得られたコレステリック相を示す液晶とそれを保
持するための光硬化性樹脂材料を84:16の割合で混
合した。光硬化性樹脂材料には、o−フェニルフェニル
オキシエチルアクリレートモノマーと二官能アクリレー
トモノマーHDDA(日本化薬社製)を90:10の割
合で混合したものに対し、光重合開始剤DAROCUR
1173(チバガイギー社製)を10wt%加えたも
のを用いた。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
In each of the following examples, a liquid crystal element of the type shown in FIG. 1 was prepared. The transmittance was measured by measuring the spectral reflectance (Y value) using a reflection type spectrophotometer CM-1000 (manufactured by Minolta) having a white light source. The smaller the Y value, the more transparent. Also, the contrast is (Y value at the time of scattering /
(Y value during transmission). Example 1 Tolan liquid crystal MN1000XX (manufactured by Chisso) and cyanobiphenyl nematic liquid crystal E44 (manufactured by Merck)
Is mixed at a ratio of 80:20 with the chiral material S
-811 (manufactured by Merck) was mixed at 17.8 wt% to prepare a liquid crystal mixture having a selective reflection wavelength of 1.1 μm. The liquid crystal MN1000XX includes a trans nematic liquid crystal and a pyrimidine nematic liquid crystal. The thus-obtained liquid crystal exhibiting a cholesteric phase and a photocurable resin material for retaining the liquid crystal were mixed at a ratio of 84:16. The photocurable resin material is a mixture of o-phenylphenyloxyethyl acrylate monomer and bifunctional acrylate monomer HDDA (manufactured by Nippon Kayaku) at a ratio of 90:10, and a photopolymerization initiator DAROCUR.
1173 (manufactured by Ciba-Geigy) was added in an amount of 10 wt%.

【0026】それを、透明電極層を被覆した透明ガラス
基板上に塗布し、厚さ20μmの樹脂製のスペーサを介
して、もう1枚の透明電極層を有する透明ガラス基板で
挟んだ。次いで、これに13m/cm2 の紫外線を5
分間照射することにより、相分離が生じ、白濁した液晶
素子が得られた。重合時は、液晶と樹脂材料の混合物の
温度が30°C以上にならないように空冷しつつこれを
行った。
It was applied on a transparent glass substrate coated with a transparent electrode layer, and sandwiched by another transparent glass substrate having another transparent electrode layer via a resin spacer having a thickness of 20 μm. Then, an ultraviolet ray of 13 mW / cm 2 was added thereto for 5 minutes.
By irradiating for one minute, phase separation occurred and a cloudy liquid crystal element was obtained. At the time of polymerization, this was carried out while air cooling so that the temperature of the mixture of the liquid crystal and the resin material did not exceed 30 ° C.

【0027】また、光を入射させる側とは反対側の基板
に黒色の吸収層を設けた。この液晶素子に160Vのパ
ルス電圧を10msec印加すると、液晶素子はプレー
ナ配列による透明状態を示し、背景色に応じて黒色に見
えた。このときY値4.38を示し、この状態はその後
も持続した。さらに、この状態の液晶素子に80Vのパ
ルス電圧を10msec印加すると、液晶素子はフォー
カルコニック配列による散乱白濁状態を示し、Y値1
3.15を示した。この状態はその後も持続した。コン
トラストは3.00であった。 実施例2 トラン系液晶MN1000XX(チッソ社製)と、シア
ノビフェニル系ネマティック液晶E44(メルク社製)
を80:20の割合で混合したものに、カイラル材料S
−811(メルク社製)を21.0wt%混合して選択
反射波長が1.0μmを示す液晶混合物を調製した。次
いで、前記実施例1と同様にして、前記調製した液晶と
樹脂材料とを混合し、1対の基板間に挟持させて相分離
させ、白濁した液晶素子を得た。この液晶素子に160
Vのパルス電圧を10msec印加すると、液晶素子は
透明状態を示し、背景色に応じて黒色に見えた。このと
きY値5.60を示し、この状態はその後も持続した。
さらに、この状態の液晶素子に80Vのパルス電圧を1
0msec印加すると、散乱白濁状態を示し、Y値1
1.35を示した。この状態はその後も持続した。コン
トラストは2.02であった。 実施例3 トラン系液晶MN1000XX(チッソ社製)と、シア
ノビフェニル系ネマティック液晶E44(メルク社製)
を80:20の割合で混合したものに、カイラル材料S
−811(メルク社製)を15.6wt%混合して選択
反射波長が1.3μmを示す液晶混合物を調製した。次
いで、前記実施例1と同様にして、前記調製した液晶と
樹脂材料とを混合し、1対の基板間に挟持させて相分離
させ、白濁した液晶素子を得た。この液晶素子に160
Vのパルス電圧を10msec印加すると、液晶素子は
透明状態を示し、背景色に応じて黒色に見えた。このと
きY値5.80を示し、この状態はその後も持続した。
さらに、この状態の液晶素子に80Vのパルス電圧を1
0msec印加すると、液晶素子は散乱白濁状態を示
し、Y値15.1を示した。この状態はその後も持続し
た。コントラストは2.61であった。 実施例4 トラン系液晶MN1000XX(チッソ社製)と、シア
ノビフェニル系ネマティック液晶E44(メルク社製)
を80:20の割合で混合したものに、カイラル材料S
−811(メルク社製)を13.5wt%混合して選択
反射波長が1.5μmを示す液晶混合物を調製した。次
いで、前記実施例1と同様にして前記調製した液晶と樹
脂材料とを混合し、1対の基板間に挟持させて相分離さ
せ、白濁した液晶素子を得た。この液晶素子に160V
のパルス電圧を10msecを印加すると、液晶素子は
透明状態を示し、背景色に応じて黒色に見えた。このと
きY値5.34を示し、この状態はその後も持続した。
さらに、この状態の液晶素子に80Vのパルス電圧を1
0msec印加すると、液晶素子は散乱白濁状態を示
し、Y値12.74を示した。この状態はその後も持続
した。コントラストは2.39であった。 比較例1 トラン系液晶MN1000XX(チッソ社製)と、シア
ノビフェニル系ネマティック液晶E44(メルク社製)
を80:20の割合で混合したものに、カイラル材料S
−811(メルク社製)を10.1wt%混合して選択
反射波長が2.0μmを示す液晶混合物を調製した。次
いで、前記実施例1と同様にして前記調製した液晶と樹
脂材料とを混合し、1対の基板間に挟持させて相分離さ
せ、白濁した液晶素子を得た。この液晶素子に120V
のパルス電圧を10msec印加すると、液晶素子は透
明状態を示し、背景色に応じて黒色に見えた。このとき
Y値5.75を示し、この状態はその後も持続した。さ
らに、この状態の液晶素子に50Vのパルス電圧を10
msec印加すると、液晶素子は散乱白濁状態を示し、
Y値10.30を示した。この状態はその後も持続し
た。コントラストは1.79であった。 比較例2 トラン系液晶MN1000XX(チッソ社製)と、シア
ノビフェニル系ネマティック液晶E44(メルク社製)
を80:20の割合で混合したものに、カイラル材料S
−811(メルク社製)を24.9wt%混合して選択
反射波長が0.87μmを示す液晶混合物を調製した。
次いで、前記実施例1と同様にして前記調製した液晶と
樹脂材料とを混合し、1対の基板間に挟持させて相分離
させ、白濁した液晶素子を得た。この液晶素子に160
Vのパルス電圧を10msec印加すると、液晶素子は
透明状態を示し、背景色により黒色に見えた。このとき
Y値7.88を示し、この状態はその後も持続した。さ
らに、この状態の液晶素子に80Vのパルス電圧を10
msec印加すると、液晶素子は散乱白濁状態を示し、
Y値10.44を示した。この状態はその後も持続し
た。コントラストは1.33であった。
Further, a black absorbing layer was provided on the substrate on the side opposite to the side where light was incident. When a pulse voltage of 160 V was applied to this liquid crystal element for 10 msec, the liquid crystal element showed a transparent state due to the planar arrangement and appeared black according to the background color. At this time, the Y value was 4.38, and this state continued thereafter. Further, when a pulse voltage of 80 V is applied to the liquid crystal element in this state for 10 msec, the liquid crystal element shows a scattered white turbid state due to a focal conic arrangement, and a Y value of 1
3.15 was indicated. This condition persisted thereafter. The contrast was 3.00. Example 2 Tolan liquid crystal MN1000XX (manufactured by Chisso) and cyanobiphenyl nematic liquid crystal E44 (manufactured by Merck)
Is mixed at a ratio of 80:20 with the chiral material S
-811 (manufactured by Merck) was mixed at 21.0 wt% to prepare a liquid crystal mixture having a selective reflection wavelength of 1.0 μm. Next, in the same manner as in Example 1, the prepared liquid crystal and the resin material were mixed, sandwiched between a pair of substrates, and phase-separated to obtain a cloudy liquid crystal element. 160
When a pulse voltage of V was applied for 10 msec, the liquid crystal element showed a transparent state, and appeared black according to the background color. At this time, the Y value was 5.60, and this state continued thereafter.
Further, a pulse voltage of 80 V is applied to the liquid crystal element in this state for one pulse.
When 0 msec is applied, a scattering white turbid state is exhibited, and a Y value of 1
1.35 was indicated. This condition persisted thereafter. The contrast was 2.02. Example 3 Tolan liquid crystal MN1000XX (manufactured by Chisso) and cyanobiphenyl nematic liquid crystal E44 (manufactured by Merck)
Is mixed at a ratio of 80:20 with the chiral material S
A liquid crystal mixture having a selective reflection wavelength of 1.3 μm was prepared by mixing 15.6 wt% of -811 (manufactured by Merck). Next, in the same manner as in Example 1, the prepared liquid crystal and the resin material were mixed, sandwiched between a pair of substrates, and phase-separated to obtain a cloudy liquid crystal element. 160
When a pulse voltage of V was applied for 10 msec, the liquid crystal element showed a transparent state, and appeared black according to the background color. At this time, the Y value was 5.80, and this state continued thereafter.
Further, a pulse voltage of 80 V is applied to the liquid crystal element in this state for one pulse.
When 0 msec was applied, the liquid crystal element showed a scattered white turbid state and a Y value of 15.1. This condition persisted thereafter. The contrast was 2.61. Example 4 Tolan liquid crystal MN1000XX (manufactured by Chisso) and cyanobiphenyl nematic liquid crystal E44 (manufactured by Merck)
Is mixed at a ratio of 80:20 with the chiral material S
A liquid crystal mixture having a selective reflection wavelength of 1.5 μm was prepared by mixing 13.5 wt% of -811 (manufactured by Merck). Next, the liquid crystal and the resin material prepared in the same manner as in Example 1 were mixed, sandwiched between a pair of substrates, and phase-separated to obtain a cloudy liquid crystal element. 160 V
When a pulse voltage of 10 msec was applied, the liquid crystal element showed a transparent state and appeared black according to the background color. At this time, the Y value was 5.34, and this state continued thereafter.
Further, a pulse voltage of 80 V is applied to the liquid crystal element in this state for one pulse.
When 0 msec was applied, the liquid crystal element showed a scattered white turbid state and a Y value of 12.74. This condition persisted thereafter. The contrast was 2.39. Comparative Example 1 Tolan liquid crystal MN1000XX (manufactured by Chisso) and cyanobiphenyl nematic liquid crystal E44 (manufactured by Merck)
Is mixed at a ratio of 80:20 with the chiral material S
-811 (manufactured by Merck) was mixed at 10.1 wt% to prepare a liquid crystal mixture having a selective reflection wavelength of 2.0 μm. Next, the liquid crystal and the resin material prepared in the same manner as in Example 1 were mixed, sandwiched between a pair of substrates, and phase-separated to obtain a cloudy liquid crystal element. 120V is applied to this liquid crystal element.
When the pulse voltage was applied for 10 msec, the liquid crystal element showed a transparent state, and appeared black according to the background color. At this time, the Y value was 5.75, and this state continued thereafter. Further, a pulse voltage of 50 V is applied to the liquid crystal element in this state for 10 seconds.
When msec is applied, the liquid crystal element shows a scattering white turbid state,
The Y value was 10.30. This condition persisted thereafter. The contrast was 1.79. Comparative Example 2 Tolan liquid crystal MN1000XX (manufactured by Chisso) and cyanobiphenyl nematic liquid crystal E44 (manufactured by Merck)
Is mixed at a ratio of 80:20 with the chiral material S
-811 (manufactured by Merck) was mixed at 24.9 wt% to prepare a liquid crystal mixture having a selective reflection wavelength of 0.87 μm.
Next, the liquid crystal and the resin material prepared in the same manner as in Example 1 were mixed, sandwiched between a pair of substrates, and phase-separated to obtain a cloudy liquid crystal element. 160
When a pulse voltage of V was applied for 10 msec, the liquid crystal element showed a transparent state and appeared black due to the background color. At this time, the Y value was 7.88, and this state continued thereafter. Further, a pulse voltage of 80 V is applied to the liquid crystal element in this state for 10 seconds.
When msec is applied, the liquid crystal element shows a scattering white turbid state,
The Y value was 10.44. This condition persisted thereafter. The contrast was 1.33.

【0028】前記実施例1〜4及び前記比較例1、2で
得られた各液晶素子について、液晶材料へのカイラル材
料の混合割合、それにより調整された液晶の選択反射波
長、透明状態でのY値、散乱状態でのY値及びコントラ
ストをまとめたものを表1に示す。
For each of the liquid crystal devices obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the mixing ratio of the chiral material to the liquid crystal material, the selective reflection wavelength of the liquid crystal adjusted thereby, Table 1 summarizes the Y value, the Y value in the scattering state, and the contrast.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】また、前記実施例1〜4及び前記比較例
1、2について、液晶の選択反射波長に対してコントラ
ストをプロットしたグラフを図7に示す。表1及び図7
の結果、コレステリック相を示す液晶の選択反射波長が
1.0μm〜1.5μmの範囲にある本発明実施例1〜
4ではいずれもコントラストは2以上で、選択反射波長
が1.0μm未満或いは1.5μmより長い比較例1、
2に比べて良好なコントラストを示していることが分か
る。
FIG. 7 is a graph in which the contrast is plotted with respect to the selective reflection wavelength of the liquid crystal in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2. Table 1 and FIG.
As a result, Examples 1 to 3 of the present invention in which the selective reflection wavelength of the liquid crystal exhibiting a cholesteric phase is in the range of 1.0 μm to 1.5 μm
In Comparative Example 1, the contrast was 2 or more, and the selective reflection wavelength was less than 1.0 μm or longer than 1.5 μm.
It can be seen that the contrast is better than that of No. 2.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、メ
モリ性を有するとともにコントラストの高い液晶素子を
提供することができる。また、本発明によると、反射型
で、背景色を利用して高コントラストの白・黒表示を行
える液晶素子を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal element having a memory property and a high contrast. Further, according to the present invention, it is possible to provide a reflective liquid crystal element capable of performing high-contrast white / black display using a background color.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る液晶素子の1例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one example of a liquid crystal element according to the present invention.

【図2】カイラルネマティック液晶のヘリカルピッチを
説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a helical pitch of a chiral nematic liquid crystal.

【図3】図(a)、(b)及び(c)は、本発明に係る
液晶素子の製造工程の1例を示す図である。
3 (a), 3 (b) and 3 (c) are views showing one example of a manufacturing process of a liquid crystal element according to the present invention.

【図4】図(a)及び(b)はそれぞれ本発明に係る液
晶素子の複合膜の電圧印加による状態変化の1例を説明
する図である。
FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating an example of a state change of the composite film of the liquid crystal element according to the present invention due to voltage application.

【図5】図(a)は本発明に係る液晶素子の他の例の側
面からみた断面図であり、図(b)は図(a)の液晶素
子の斜視図である。
5A is a cross-sectional view of another example of the liquid crystal element according to the present invention as viewed from the side, and FIG. 5B is a perspective view of the liquid crystal element of FIG.

【図6】本発明に係る液晶素子のさらに他の例を示す図
である。
FIG. 6 is a view showing still another example of the liquid crystal element according to the present invention.

【図7】カイラルネマティック液晶の選択反射波長とコ
ントラストとの関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a selective reflection wavelength of a chiral nematic liquid crystal and contrast.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b 透明基板 2a、2b 透明導電膜 3 複合膜 3a コレステリック相を示す液晶 3b 光硬化性樹脂 4、41、42 パルス電源 40 書き込みユニット 5 外部電極アレイ 5a、5b 電極支持体 61 ペン電極 62 消去電極 71、72 搬送ローラ P ヘリカルピッチ 1a, 1b Transparent substrate 2a, 2b Transparent conductive film 3 Composite film 3a Liquid crystal showing cholesteric phase 3b Photocurable resin 4, 41, 42 Pulse power supply 40 Writing unit 5 External electrode array 5a, 5b Electrode support 61 Pen electrode 62 Erase Electrodes 71, 72 Transport roller P Helical pitch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−265942(JP,A) 特開 平6−82813(JP,A) 特表 平6−507505(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1334 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-265942 (JP, A) JP-A-6-82813 (JP, A) Table 6-507505 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1334

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも一方が透明である1対の基板
と、該基板間に保持され、樹脂マトリクスとコレステリ
ック相を示す液晶を含む複合膜を有する液晶素子であっ
て、前記液晶の選択反射波長が1.0μm〜1.5μm
であることを特徴とする液晶素子。
1. A liquid crystal device comprising a pair of substrates at least one of which is transparent, and a composite film held between the substrates and including a liquid crystal exhibiting a resin matrix and a cholesteric phase, wherein the selective reflection wavelength of the liquid crystal is Is 1.0 μm to 1.5 μm
A liquid crystal element characterized by the following.
【請求項2】 前記コレステリック相を示す液晶が、ト
ラン系ネマティック液晶とピリミジン系ネマティック液
晶とシアノビフェニル系ネマティック液晶とカイラル材
料とを含むカイラルネマティック液晶である請求項1記
載の液晶素子。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal exhibiting a cholesteric phase is a chiral nematic liquid crystal including a trans nematic liquid crystal, a pyrimidine nematic liquid crystal, a cyanobiphenyl nematic liquid crystal, and a chiral material.
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