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KR0166943B1 - 전자 기기 - Google Patents

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Publication number
KR0166943B1
KR0166943B1 KR1019940704370A KR19940704370A KR0166943B1 KR 0166943 B1 KR0166943 B1 KR 0166943B1 KR 1019940704370 A KR1019940704370 A KR 1019940704370A KR 19940704370 A KR19940704370 A KR 19940704370A KR 0166943 B1 KR0166943 B1 KR 0166943B1
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KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
display
electronic device
polymer
chiral
Prior art date
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KR1019940704370A
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English (en)
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KR950702041A (ko
Inventor
히데카즈 고바야시
에이지 치노
마사유키 야자키
히데히토 이사카
Original Assignee
야스카와 히데아키
세이코 엡슨 가부시키가이샤
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
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Publication of KR950702041A publication Critical patent/KR950702041A/ko
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Abstract

고분자 배향형 액정 표시소자(리버스 PDLC)에 있어서, 헤이즈를 감소시키고 콘트라스트를 향상시키며 액티브 소자 또는 칼러 필터를 사용하고 다양한 용도에 대응할 수 있는 표시소자를 제공하는 것이다. 또한, 리버스 PDLC를 전자장치와 조합시켜 전혀 새로운 가치를 갖는 전자장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이의 구성은 태양전지와 조합시키는 경우 등 헤이즈가 두드러지기 쉬운 용도에 사용할 때에, 액정 속에 2색성 색소를 적량 첨가하고 액정 및 고분자에 형광을 발하지 않는 것이나 키랄 고분자 전구체를 사용한다. 또한, 리버스 PDLC를 전자장치에 사용한다. 이에 따라 헤이즈가 두드러지지 않게 되고 충분한 콘트라스트를 실현시킬 수 있다. 태양전지나 기타 표시장치와 중첩시켜 사용할 수 있게 되고 태양전지 또는 다른 표시장치를 내장시켜 콘트라스트가 매우 높은 표시소자 및 전자장치를 제조할 수 있게 된다.

Description

[발명의 명칭]
전자 기기
[발명의 상세한 설명]
[기술 분야]
본 발명은 손목시계, 자동차 등의 계기판, 전자 수첩, 컴퓨터 또는 텔레비젼 등의 정보기기 단말기 또는 정보 게시판의 표시부분 등에 사용되는 반사형의 밝은 표시소자 및 전자장치의 구조와 구성에 관한 것이다.
[배경 기술]
손목시계에서 바늘식의 아날로그 시계, 액정 표시소자를 구비한 디지털 시계에 추가하여, 최근에는 표시되는 정보가 다종, 다양화되어 있으므로 액정의 작은 창을 구비한 하이브리드 시계 및 바늘식의 아날로그 시계의 표면에 액정 표시소자를 중첩시킨 2층식의 시계까지 개발되어 있다[참조: 일본국 공개특허공보 제(소)54-94940호, 제(소)54-136718호, 제(소)55-26986호, 제(소)55-46845호, 제(소)55-188786호, 제(소)56-23024호 및 제(소)56-65618호]. 이외에, 시계나 전자수첩의 분야에서 다양한 기능을 탑재한 다기능형의 기종이 개발되고 있다. 이러한 용도에도 새로운 시계의 모습으로 되도록 새로운 표시 소자의 개발이 기대되고 있다.
또한, 특수 용도의 전자기기의 표시부분, 예를 들면, 자동차의 계기판 등에서는 한정된 공간에 각종 다양한 정보를 표시하는 것이 필요하다. 또한, 자동차의 계기판에는 아날로그식과 디지털식의 모델중에서 하나를 선택하지 않으면 안된다.
또한, 시계도 포함되는 정보기기 분야에서는 소형 휴대화가 진행되고 있으며 이에 적재되는 표시장치도 전력 절감화가 요구되고 있다. 또한, 이러한 휴대형의 정보 표시장치 또는 정보 처리장치에서 전지를 사용하는 것이 일반적이며, 따라서 장치를 사용하는 이외에, 전지 수명이 매우 중요한 요소로 된다. 따라서, 최근에 태양 전지를 조합시킨 장치가 개발되고 있다. 예를 들면, 일본국 특허공보 제(평)3-61930호 등에서 액정 표시소자와 태양 전지를 조합시켜 장치의 공간 절약화를 도모하고 있다. 또한, 일본국 공개특허공보 제(소)63-106725호 등에서 액정 표시소자의 주변에 태양 전지를 배치하는 구성 및 이때의 액정 표시소자로서 고분자속에 액정이 캡슐상으로 분산된 표시소자를 사용한 예를 제시하고 있다.
한편으로, 이러한 과제를 해결하거나 이들 용도에 적합하도록 편광판을 사용하지 않는 밝은 반사형 표시소자가 개발되고 있다. 예를 들면, 전계 인가시 투명하고 전계 무인가시 산란되는 모드[참조: PDLC로 약기, 일본국 특허공보 제(소)58-501631호 등]나 전계인가시 산란되며 전계 무인가시 광흡수되거나 투명해지는 것[참조: 리버스 PDLC로 약기, 겔 네트워크형으로서 일본국 공개특허공보 제(평)4-227684호 등의 것, 입자 배향 분산형으로서 일본국 공개특허공보 제(평)5-119302호 등의 것, 액정의 액정 분산형으로서 미합중국 특허 제 4,994,204호 등의 것이 있다]이 개발되어 있다. 모두 사용되는 액정이나 고분자의 굴절율 이방성을 높여 산란도를 향상시키기 위해 터페닐 골격 또는 헤테로 원자를 함유하는 터페닐 골격을 갖는 액정 또는 고분자를 사용한다.
그러나, 종래의 하이브리드 시계에서 아날로그 표시부분과 디지털 표시부분을 따로 설치할 필요가 있으므로 각각의 표시 면적이 좁아지고 시각 인식성이 떨어지는 과제가 있다. 또한, 디지털 표시부분은 편광판을 사용하는 트위스트 네마틱형이므로 표시가 어둡고 추가로 시각 인식성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 이러한 하이브리드 시계에 태양 전지를 조합시키는 것은 면적상의 제약으로 인해 극히 곤란하다. 이러한 과제를 해결하기 위해, 하이브리드 시계나 전자 계산기 등에 태양 전지와 액정 표시 소자를 중첩시켜 사용하는 구성은 특허로서는 성립되어 있지만, 태양 전지에 조합시킨 액정 표시소자의 투과율이 나쁘므로(편광판을 사용하는 트위스트 네마틱형에서는 투과율이 30% 이하이고 게스트 호스트형 액정을 사용하는 경우에는 투과율이 60% 이하이다) 발전 효율이 떨어지고, 또한 이의 표시 모드가 배경으로서 태양 전지와 같은 색의 어두운 반사판을 사용하면 시각 인식성이 매우 저하되는 등의 문제가 있다. 또한, 동적 산란 효과를 이용하는 액정 표시소자와 태양 전지를 중첩시킨 경우에는 표시 원리가 이온 유동을 수반하므로 소비전력이 커지고 태양 전지와 조합시키는 것이 곤란하다.
또한, 차량 적재용의 계기판 등의 특수 용도와 전자 장치의 표시 부분에서 한정된 공간에 아날로그 표시와 디지털 표시를 모두 편입시키는 경우도 있으며, 이러한 경우에는 표시 공간을 크게 취하는 것이 필요하다.
또한, 최근에 카 내비게이숀 시스템, 차량 적재 텔레비젼 및 비디오가 보급되어 있지만, 통상적으로 디스플레이가 센터 컨소울 박스 부근에 부착되어 있으며 디스플레이를 볼 때마다 시선을 조수석 측으로 향하는 것이 필요하여 매우 위험하다.
또한, 종래의 차량 적재용의 계기판 등은 자발광 또는 백라이트식이므로 주위가 밝아지는 주간에는 보기가 매우 어려워지는 결점이 있다. 또한, 사용자에 따라서는 그날의 기분에 따라 아날로그식 또는 디지털식의 계기판을 선택하는 사람도 있다.
또한, 종래의 PDLC나 리버스 PDLC에서 굴절율 이방성을 높이기 위해 터페닐 골격 등의 가시영역에 형광을 갖는 화합물을 사용하므로, 또한 액정과 고분자의 굴절율을 미스매취하기 위해 투명 상태에서 형광이나 헤이즈가 두드러져서 이로 인해 투명 상태가 양호할 수 없으며, 표시 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있다. 예를 들면, PDLC에서 전압 인가시의 투명도가 저하되고 배경에 광흡수층을 배치할 때에 배경색이 액정층의 형광이나 헤이즈 때문에 탁해져 보인다.
또한, 리버스 PDLC의 경우, 액정층의 형광 및 헤이즈 때문에 전압 무인가시의 투명도가 저하되고 배경에 광흡수층을 배치시킬 때에 배경색이 탁해져 보이는 문제가 있다.
2색성 색소를 액정속에 혼합시켜 광반사층을 배경에 배치한 리버스 PDLC에서 전계 무인가시의 2색성 색소에 따른 착색 상태가 액정으로부터 발해지는 형광이나 헤이즈로 인해 탁해져 보여 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 기술에서는 산란도를 향상시키기 위해 액정속에 저분자 키랄 성분을 함유하며 이의 제조과정에서 액정속의 고분자 전구체가 중합되어 액정속의 저분자 키랄 성분의 함유 비율이 높아지는 데 따라 액정속의 키랄 피치가 짧아지고 중합 초기의 고분자의 트위스트 구조와 중합 후의 액정속의 트위스트 구조에 부조화가 발생하고 전계 무인가시의 투명 상태에서 헤이즈를 일으키는 문제점도 있다. 또한 이러한 저분자 키랄성분에 따른 키랄 피치는 온도 특성을 가지며 헤이즈의 원인으로 된다.
이러한 헤이즈는 2색성 색소를 함유하지 않는 투명-산란을 변환시키는 모드에서 심각한 문제이고 예를 들면, 시계의 커버 유리나 문자판으로서 사용하는 경우에는 표시 소자의 투명상태에서 헤이즈는 상품가치를 현저하게 저하시킨다. 또한, 2색성 색소를 함유하고 이면에 반사층을 배치하는 구성의 경우에는 표시소자는 광흡수와 광산란을 변환시키는 모드로 되며, 이러한 경우에도 광흡수 상태에서 형광 및 헤이즈는 콘트라스트를 저하시킨다.
그래서, 본 발명은 이러한 과제를 해결하는 것이며, 이의 목적으로 하는 바는 PDLC 및 리버스 PDLC에서 산란상태의 밝기를 종래의 것 이상으로 하며 투명상태에서 형광이나 헤이즈를 억제하고 콘트라스트를 향상시키는 동시에 신뢰성이 높은 액정 및 고분자를 사용함으로써 신뢰성을 높이고 액티브 소자 또는 칼러 필터를 사용하여 다양한 용도에 대응할 수 있는 표시소자를 제공하는 것이다. 또한, 리버스 PDLC를 임의의 표시장치 또는 태양 전지를 구비한 전자장치와 조합시켜 낮은 소비전력으로 전혀 새로운 가치를 갖는 전자장치를 제공하는 것과 아울러 이때 시각 인식성 향상기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[발명의 개시]
본 발명의 표시소자는 고분자 또는 고분자 전구체를 액정과 상용시키고, 이러한 혼합액을 한 쌍의 전극 사이에 배치하여 액정상태로부터 상 분리 수단을 사용하여 액정속에서 고분자를 상 분리시켜 수득하는 표시소자에 있어서, 표시소자에 전계를 인가하지 않은 상태에서 투과광을 1% 내지 20% 흡수하도록 2색성 색소를 액정속에 함유시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상 분리전의 액정상태에서 키랄 피치가, 상 분리 후의 액정에서의 키랄 피치와 대체적으로 동일한 것을 특징으로 한다. 또한, 상기한 키랄 피치를 실현시키는 키랄 성분으로서 저분자 키랄 성분과 키랄 고분자 전구체를 사용하고, 다시 기타 고분자 전구체 및 액정과 혼합하여 중합수단에 의해 액정상으로 고분자 전구체를 중합하여 생성되는 고분자속에서는 키랄 고분자 전구체가 수득되고 액정속에서는 저분자 키랄 성분이 수득되는 것을 특징으로 한다.
또한, 사용 온도영역에서 키랄 피치의 변화가 20% 이내인 키랄 성분을 사용하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기한 키랄 성분으로서 키랄 피치의 온도 의존성이 서로 반대인 2종류 이상의 키랄 성분을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액정 및 고분자 재료로서 가시광선 영역에서 형광양자 수율이 0.3 이하인 화합물을 60중량% 이상 사용함을 특징으로 한다. 형광의 양자 수율이 0.3 이상인 것은 예를 들면, 터페닐이나 안트라센, 페릴렌 골격이 있으며 이들을 액정 또는 고분자로서 사용하면 매우 큰 형광을 발하고 콘트라스트를 현저하게 저하시킨다. 형광 양자 수율이 0.3 이하인 화합물을 사용하는 예로서 상기한 액정 또는 고분자속에 미페닐 또는 톨란 골격을 갖는 화합물을 주로 함유하거나 터페닐 골격을 갖는 화합물의 함유율이 10% 이하임을 특징으로 한다.
또한, 고분자가 입자 또는 입자 연결체이거나 겔 네트워크상이거나 고분자속에 액정이 액정상으로 분산됨을 특징으로 한다.
또한, 액정속에 키랄 성분을 함유함을 특징으로 한다.
또한, 표시소자의 배면에 태양 전지등과 같은 광흡수성의 반사판을 배치함을 특징으로 한다.
또한, 액정 및 고분자를 끼우는 기판에 형성된 전극의 한쪽을 반사성 재료로 형성함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전자장치는 정보 표시부분에 전계 무인가에서 투명상태로 되는 표시소자와 태양 전지를 중첩시켜 사용함을 특징으로 한다.
또한, 임의의 표시장치의 표면에 전계 무인가에서 투명상태로 되는 표시소자를 배치함을 특징으로 한다.
또한, 전계 무인가에서 투명상태로 되는 표시소자가 고분자 또는 고분자 전구체와 액정의 혼합액을 한 쌍의 전극간에 배치하여 액정 상태로부터 상 분리 수단을 사용하여 액정속에서 고분자를 상 분리시켜 수득함을 특징으로 한다.
또한, 표시소자의 안쪽에 반사를 증강시키는 층을 배치함을 특징으로 한다. 이러한 반사를 증강시키는 층은 투명한 재질인 것이 바람직하다.
또한, 표시소자와 임의의 표시장치의 사이에 전계 인가 수단을 구비한 2색성 색소를 함유한 액정 소자를 배치시킴을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 표시소자 또는 전자장치에서 표시소자의 관찰자측의 표면에 논글레어(non-glare) 처리 및/또는 반사 감소 처리가 실시됨을 특징으로 한다.
또한, 표시소자에 사용되는 기판중 적어도 한쪽의 기판의 액정에 접하는 쪽의 면에 칼러 필터가 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 표시소자에 사용되는 기판중 적어도 한쪽의 기판의 액정에 접하는 쪽의 면에 액티브 소자가 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 표시소자 또는 전자장치에 사용되는 액정속에 하기 화합물을 함유함을 특징으로 한다.
상기식에서, n은 정수이고, R은 알킬기, 알콕시기, 사이클로알킬기 또는 사이클로알콕시기이고, R1및 R2는 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 사이클로알콕시기, H 또는 F이고, X는 H, F, Cl 또는 CN이다.
또한, 표시소자 또는 전자장치에 사용되는 고분자가 하기 고분자 전구체를 하나 이상 중합하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기식에서, R 및 R'는 각각 독립적으로 H 또는 CH3이고, B, B' 및 B''는 각각 독립적으로 OCO, COO, OCONH, NHCOO, CONH, NHCO, -C≡C-, 각종 알킬, O, N, S중에서 선택되고, A1및 A2는 각각 독립적으로 방향족 환(예: 페닐, 비페닐, 터페닐, 쿼터페닐, 나프탈렌, 안트라센 등이며, 일부가 할로겐, 알킬기, 시아노기 등으로 치환될 수 있다)이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 실시예 2에서 사용한 TFT 소자를 형성하는 패널의 구성을 도시한 도면이다.
제2도는 실시예 5에서 사용한 패널의 구성을 도시한 도면이다.
제3도는 실시예 5와 비교실시예 5에서 표시소자의 전기광학 특성을 도시한 도면이다.
제4도는 실시예 6과 실시예 7에서 표시소자의 전기광학 특성을 도시한 도면이다.
제5도는 실시예 8과 비교실시예 6에서 표시소자의 전기광학 특성을 도시한 도면이다.
제6도는 실시예 12에서 사용한 MIM 소자를 형성하는 패널의 구성을 도시한 도면이다.
제7도는 실시예 22에서 사용한 칼러 필터 및 MIM 소자를 형성하는 패널의 구성을 도시한 도면이다.
제8도는 실시예 23의 정보 처리장치의 간단한 구성을 도시한 단면도이다.
제9도는 실시예 24의 정보 표시장치의 간단한 구성을 도시한 도면이다.
제10도는 실시예 25의 정보 표시장치의 간단한 구성을 도시한 도면이다.
제11도는 실시예 26의 정보 표시장치의 간단한 구성을 도시한 단면도이다.
제12도, 제13도 및 제14도는 실시예 27의 전자장치를 도시한 도면이다.
제15도, 제16도 및 제17도는 실시예 28의 전자장치의 간단한 구성을 도시한 도면이다.
제18도는 평탄한 기판 표면에 빛을 입사시킬 때의 반사율의 입사각 의존성을 도시한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2 : 전극
3 : 액정/고분자층 7 : 반사성 전극
8 : 기판 9 : 논글레어/반사 감소층
10 : 칼러 필터 12 : 절연층
13 : 신호 전극 14 : 소스 전극
15 : 게이트 전극 16 : 반도체층
17 : 트레인 전극 18 : 게이트 절연층
21 : 표시소자 22 : 태양 전지
23 : 터치 패널 24 : 정보 처리장치
25 : 정보 표시장치 26 : 시계바늘
27 : 보호패널 28 : 종래의 표시장치
29 : 고굴절율층 30 : 종래의 계기판
31 : 2색성 색소를 함유하는 액정층
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해 첨부한 도면에 따라 이를 설명한다.
본 발명의 구성에 따르면, 리버스 PDLC에서 2색성 색소를 적정량 첨가하거나 형광 양자수율이 작은 액정 또는 고분자를 사용함으로써 전계 무인가시의 표시의 탁해짐이 두드러지지 않게 할 수 있다.
2색성 색소의 첨가량은 사용하는 용도에 따라 상이하며, 전계 무인가시에 투명한 것이 필요한 경우에 헤이즈를 감소시키고 싶은 경우, 예를 들면, 배면에 태양 전지나 다른 표시 장치를 배치하도록 하는 경우에는 본 발명의 표시소자의 광흡수율이 1% 내지 20%이며, 바람직하게는 5% 내지 10% 정도가 되도록 색소를 혼합하면 헤이즈가 두드러지지 않게 되고 투명감도 손상되지 않는다. 표시소자의 배면에 반사층을 배치하여 전계 무인가시에 광흡수를 주로 하도록 하는 경우에는 2색성 색소를 혼합하여 표시소자의 광흡수율이 20% 이상으로 되도록 하면 콘트라스트가 양호해진다.
형광 양자 수율이 작은 액정 또는 고분자를 사용함으로써 전계 무인가시에 표시가 탁해지는 것을 작게 할 수 있다. 구체적인 구조로서 형광 양자 수율이 대체적으로 0.3 이하인 골격을 갖는 액정이나 고분자 전구체, 예를 들면, 톨란, 비페닐 등을 사용할 수 있다. 형광 양자 수율이 0.3 이상인 화합물, 예를 들면, 터페닐 골격등을 액정이나 고분자 전구체로서 사용하면 무전계하의 표시상태에서 형광이 관찰되어 콘트라스트가 저하된다.
또한, 리버스 PDLC의 제조과정에서 액정속의 고분자 전구체가 중합되어 고분자화함으로써 액정속의 저분자 키랄 성분의 함유 비율이 높아지는 한편, 액정속의 키랄 고분자 전구체가 고분자속에 수용되어져서 액정속의 함유 비율이 저하되므로 액정속의 키랄 성분의 함유 비율은 중합이 진행되어도 일정하게 유지되고 키랄 피치도 일정하게 유지된다. 따라서, 중합 초기의 고분자의 트위스트 구조와 중합후의 액정속의 트위스트 구조는 일치하며 전계 무인가시의 투명상태에서 헤이즈는 매우 작아진다.
또한, 키랄 피치의 온도변화가 작은 키랄 성분을 사용하는 경우, 리버스 PDLC를 제조한 다음에 액정의 배향 상태가 온도 변화하기가 어려워지므로 온도 변화에 따른 헤이즈의 발생을 방지할 수 있다. 이 경우에, 키랄 피치의 온도 의존성에 있어서 사용온도 영역에서 키랄 피치의 변화가 20% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 리버스 PDLC는 전계 무인가시에 거의 투명하므로 표시 소자를 임의의 표시장치의 표면에 배합하는 경우, 뒷면에 배치된 표시장치의 표시를 볼 수 있다. 표면의 리버스 PDLC에 전계를 인가하면 하부에 배치된 표시장치의 표시와 광산란에 따른 백색 표시를 동시에 볼 수 있다(제10도).
하부에 배치된 표시장치와 상부에 배치된 리버스 PDLC 사이에 반사성의 층, 특히 굴절율이 높고 투명한 층을 배치하면 주위로부터 표시장치에 입사된 빛이 효율적으로 리버스 PDLC에 입사되어 밝아지고 콘트라스트가 양호하게 보인다(제12도). 정면에서 입사된 빛은 그 정도로 반사되지 않으므로 안쪽의 표시를 읽을 수 있다. 이러한 점은 평탄한 기판표면에 빛을 입사시킬 때에 반사율의 입사각 의존성을 도시한 제18도를 보면 쉽게 이해할 수 있다. 제18도는 기판의 굴절율이 2이며 공기(굴절율1)에 접한 경우에 프레넬 공식을 사용한 계산 결과이다. 자연광을 2개의 직교하는 편광으로 분해하여 계산한다. 당해 반사성의 층은 투명하므로 하부에 배치된 표시장치를 보기 힘든 것은 아니다. 물론 이들 표시소자를 다층화시켜도 동일한 표시를 실현시킬 수 있다.
또한, 하부에 배치된 표시장치와 상부에 배치된 리버스 PDLC의 사이에, 2개의 전극 사이에 끼운 2색성 색소를 함유한 액정층을 배치함으로써 표면측의 표시소자를 보기 쉽게 하고 싶을 때에는 전계를 제어하여 2색성 색소를 함유한 액정층을 광흡수 상태로서 광산란에 의한 표시가 뜨게 하도록 할 수 있다(참조: 제9도). 물론, 고굴절층을 삽입함으로써 표시를 보기 쉽게 할 수 있다(참조: 제8도). 이때에 사용하는 리버스 PDLC 대신에 통상적인 PDLC를 사용할 수 있다. 안쪽의 표시장치를 보기 쉽게하고 싶을 때에는 전계를 미리 역으로 제어하여 2색성 색소를 함유하는 층을 투명하게 하면 된다.
또한, 본 발명에 따른 리버스 PDLC는 무전계 하에서 투명하므로 태양 전지의 표면에 이의 표시소자를 배치시켜도 태양전지의 발전효율을 손상시키는 경우가 적다. 태양 전지와 표시소자를 중첩시킬 수 있으므로 이러한 표시소자를 사용하는 전자장치에 대해서는 공간 절약화할 수 있으며 장치를 소형화시킬 수 있고 디자인의 자유도도 향상된다.
상기한 구성에서 리버스 PDLC에 사용되는 적어도 한쪽의 기판에 액티브 소자나 칼러 필터를 형성시키면 표시 용량이 보다 증대되고 칼러화시킬 수 있다. 최근 개발된 자동차의 내비게이숀 시스템의 디스플레이로서 사용하면 얼굴을 정면으로 향한 그대로 지도를 읽을 수 있으므로 운전할 때에 매우 안전하다. 물론, 텔레비젼 등의 표시도 수행할 수 있게 된다. 또한, 전자수첩등에 사용하면 전지의 소모와 연관이 없는 소형의 고기능 전자수첩을 실현시킬 수 있다.
또한, 상기한 구성에서 표면의 기판에 무반사 처리하거나 논클리어 처리를 실시하면 시각 인식성이 매우 향상된다.
[실시예 1]
본 실시예에서는 리버스 PDLC의 헤이즈를 눈에 띄지 않게 하기 위하여 2색성 색소를 약간 혼합하는 예를 나타냈다. 특히, 실시예 2부터 4에 사용하는 액정 조성물에 대하여 설명한다. 액정으로서 머크사 제품 TL202와 BL007의 7:3 혼합물을 99.25중량%, 2색성 색소로서 G470(닛폰간코시키소겐큐쇼 제품)을 0.25중량%, SI512(미쓰이도아쓰센료사 제품)을 0.4중량%, M137(미쓰이도아쓰센료사 제품)을 0.1중량% 혼합하여 게스트 호스트 액정으로 한다. 더욱이, 당해 액정 98중량%에 키랄 성분으로서 아사히덴카사 제품 CNL617을 2중량% 혼합하여 키랄 게스트 호스트 액정으로 한다.
액정의 골격으로서는, 표시소자를 액티브 소자로 조합한 경우에는 신뢰성이 높은 것을 사용할 필요가 있으며, 예를 들면 머크사 제품TL202, TL205, TL213, TL215, TL216 등으로 대표되는 염소계 비페닐 액정을 사용하면 충분하다. 기타 고신뢰성 액정으로서 로딕사 제품 RDP 80616, RDP 10248등, 칫소사 제품 SS5004등 고 복굴절성 액정으로서는 머크사 제품 BL007 등을 사용할 수 있다. 그 외의 용도에서는 구동 전압과 복굴절율만 만족하면 어떠한 골격의 액정을 사용해도 무방하다. 구체적인 액정 화합물로서는 예를 들면, 하기의 화합물을 함유하는 액정을 사용할 수 있다.
상기식에서, R은 알킬기, 알콕시기, 사이클로알킬기 또는 사이클로알콕시기이고, R1은 알킬기, 알콕시기, H 또는 F이고, X는 시아노기, 할로겐기, 수소 또는 니트로기이고, n은 정수이다.
또한, 이외의 액정으로서 유전이방성이 마이너스인 것도 사용할 수 있다. 이때에, 기판 표면에서 실시하는 배향처리는 수직 배향처리로 하는 것이 바람직하다.
사용하는 2색성 색소는, 2색성을 나타내는 것이면 어떠한 것이라도 사용할 수 있지만, 내광성의 관점에서 본 실시예에 나타낸 것처럼 안트라퀴논계, 나프토퀴논계, 페릴렌계의 것이 바람직하다. 또한, 헤이즈를 감소시키는 목적에서 어두운 색조가 바람직하고 형광의 양자 수율이 작은 것이 바람직하다. 혼합하는 양에 관해서는, 태양 전지를 배면에 사용하는 경우에는 발전 효율을 저하시키지 않기 위해 헤이즈를 억제하는 최소한의 2색성 색소를 첨가하면 좋다. 헤이즈의 크기는 사용하는 액정, 고분자 전구체, 키랄 성분, 중합조건에 따라 좌우되기 때문에 실상에 맞는 2색성 색소의 농도를 조정한다.
사용하는 키랄 성분은 액정의 배향을 비트는 힘이 있는 것을 적정량 사용하면 좋다. 바람직하게는, 액정층의 두께 방향에 90°이상, 더욱 바람직하게는 270° 이상 액정층의 배향을 비틀도록 하면 좋다. 사용하는 키랄제로서 예를 들면, 머크사 제품 S811, R811, S1011, R1011, CB15, C15, CE2등 칫소사 제품 CM 시리즈, 아사히덴카사 제품 CNL 시리즈등을 사용할 수 있다.
여기서 나타낸 액정에 혼합하여 사용하는 고분자 전구체로서는, 액정속에서 광, 전자선, 열등으로 중합할 수 있는 것으로 복굴절성이 큰 메소젠을 가진 것이면 사용할 수 있다. 예를 들면, 중합부는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 크로토네이트, 신나메이트, 에폭시등이며 메소젠부는 페닐, 비페닐, 터페닐, 쿼터페닐등을 사용할 수 있다. 여기에 복굴절성이나 사용성을 개선하기 위하여 적당한 치환기를 도입하여도 좋다. 특히, 중합부와 메소젠부를 직접 결합한 전구체에서는 형성되는 고 분자는 입자상이 되는 경향이 있으며, 중합부와 메소젠부를 알킬쇄등의 스페이서로써 긴장시킨 전구체 또는 1분자 중에 중합부를 복수개 갖는 전구체에서는 형성되는 고분자는 겔 네트워크상으로 되기 쉽다. 전자의 예로서 하기의 것을 사용할 수 있다.
상기식에서, R 및 R'는 각각 독립적으로 H 또는 CH3이고, B, B' 및 B''는 각각 독립적으로 OCO, COO, OCONH, NHCOO, CONH, NHCO, -C≡C-, 각종 알킬, O, N, 및 S중에서 선택되고, A1및 A2는 각각 독립적으로 방향족 환(예: 페닐, 비페닐, 터페닐, 쿼터페닐, 나프탈렌, 안트라센 등이며, 일부가 할로겐, 알킬기, 시아노기 등으로 치환될 수 있다)이다.
후자의 예로서는 먼저 열거한 단량체중에서 2작용성의 것이나 중합부와 메소젠부의 사이에 알킬기등의 스페이서를 넣은 구조의 것을 사용할 수 있다. 또한, 시판품으로서는 도아고 세이사 제품인 아로닉스 및 레제다마크로 모노머, 닛폰가야쿠사 제품인 KAYARAD 및 KAYAMER, 산노푸고사 제품인 노푸코마, SICOMET 및 훼도마, 도토가세이사 제품인 에보토트, 네오토트, 도프렌 및 타프토트, 유가쉘사 제품인 에피코트, 아사이덴카사 제품인 아데카레진, 아데카오푸도마 및 아데카오프돈, 스리본드사 제품인 2200 시리즈, 쇼와고분시사 제품인 리폭시 및 스비락, 닛폰폴리우레탄 제품등을 사용할 수 있다. 이들 단량체를 전자(고분자가 입자 상으로 되는 예)에 일부 혼합하여 사용해도 좋다. 다른 고분자로서 에틸셀룰로즈와 같은 열가소성 고분자를 사용할 수 있다.
[비교실시예 1]
실시예 1에 표시한 액정 조성물에 있어서, 2색성 색소를 넣지 않은 것을 준비했다. 다른 재료 조건 등은 실시예 1과 동일하다.
[실시예 2]
본 실시예에서는 실시예 1로 제작한 액정 조성물을 사용해 고분자 입자 분산형의 리버스 PDLC를 제작하여 이의 헤이즈를 조절한 예를 나타냈다. 실시예 1에서 표시한 고분자 전구체에 비페닐메타크릴레이트를 액정에 대해서 7중량% 사용한 액정 혼합물을 제1도에 표시한 빈 패널에 봉입한다. 먼저, 빈 패널 제조방법을 나타낸다. 기판(1)에 투명전극(2)을 형성시킨 다음, 전극(2)표면을 배향처리한다. 다음에, 기판(8)에 액티브 소자로서 TFT 소자를 형성한다. 구체적으로는, 게이트 전극(15), 게이트 절연층(18), 반도체층(16), 소스 전극(14), 드레인 전극(17), 추가로 반사성 전극(7)으로서 알루미늄을 증착시킨다. 또한, 전극면을 배향 처리한다. 이들 2매의 기판을 전극면을 내측으로 하여 간격 5μm를 유지하면서 주위를 접속한다. 액정층의 두께는 5μm로 하지만, 3μm에서 10μm 의 사이에서 용도에 따라서 최적화하면 적당하다. 당해 액정/고분자 전구체 혼합층에 액정상에서 파장 300nm 내지 400nm, 강도 3.5mW/cm2인 자외선을 조사하여 액정중에서 고분자 입자를 석출시킨다. 당해 표시소자의 배면에 광흡수성의 반사판으로서 태양전지를 배치하고 표면에 논글레어 처리, 반사 감소처리를 시행한다. 물론 이와 같은 처리를 실시하지 않아도 충분하고 어느 한쪽만이라도 충분하게 시각 인식성은 향상한다.
이렇게 하여 제작한 표시소자의 액정/고분자층에 구동 전압 5V를 인가해서 표시소자 표면의 법선에서 20도 경사진 방향으로부터 빛을 입사하여 법선 방향으로의 반사광 강도를 측정한 경우에, 백지와 비교하여 30% 밝기가 얻어졌다. 또한, 구동 전압을 0V로 하고 흑 표시상태에서 반사율을 측정한 결과, 4%였다.
배향처리에 관해서는 여기에서는 폴리이미드 배향막을 형성하여 그의 표면을 러빙(rubbing) 처리했지만, 다른 배향막을 형성하여 러빙 처리해도 무방하다. 또한, 배향막을 형성시키지 않고 러빙만 할 수 있다. LB막이나 사방 증착막을 사용해도 무방하다. 배면에 배치한 광흡수성 반사판은 태양전지가 아니라도 무방하다.
광흡수판의 표면에 광반사 처리를 실시한 것도 바람직하다. 또한, 광흡수성 반사판이 아니라도 무방하다. 예를 들면 알루미늄, 크롬 등의 반사판이라도 무방하다. 반사율이 높은 반사판을 사용하는 경우에는 첨가하는 2색성 색소의 양을 증가시키면 시각 인식성을 향상할 수 있다.
기판에 칼러 필터를 형성시켜 놓으면 칼러 표시도 실시할 수 있다. 이 경우에, 칼러 필터에 사용하는 색은 풀 칼러를 재현할 수 있는 색의 조합에 한하지 않고, 용도에 따라서 시각 인식성이 좋은 색을 택하면 충분하다. 또한, 자외선 영역에서 흡수가 없는 칼러 필터 재료가 적합하다.
본 실시예에서는 표시소자 표면에 논글레어 처리와 반사 감소 처리를 실시했지만, 반드시 이들의 처리를 실시할 필요는 없고 실시하지 않아도 표시를 나타낼 수 있다.
시계등의 중소 용량의 용도에 있어서는 액티브 소자를 형성하지 않아도 충분한 정보를 표시할 수 있다.
액티브 소자에 대해선 여기서 표시한 TFT소자 이외에 다른 구성의 TFT소자, 트랜지스터, MIM소자, 강유전체 소자 등을 사용할 수 있다. 또 이들 액티브 소자를 형성하는 기판은 유리 이외에, 실리콘, 갈륨비소, 게르마늄 등의 반도체, 그 외의 무기물질, 플라스틱 등 유기물질을 사용할 수 있다. 기판으로서 반도체를 사용하면, 구동용 드라이버나 콘트롤러를 기판내에 모두 제작하여 넣을 수 있기 때문에 매우 저렴하게 표시장치를 제작할 수 있다.
[비교실시예 2]
실시예 2에 있어서, 액정 조성물로서 비교실시예 1의 재료를 사용한다. 이 때, 실시예 2와 동일한 측정 방법으로 전기 광학 특성을 측정한 바, 전계 인가시에 백지와 비교하여 35%의 밝기가 얻어졌다. 또한, 전계 무인가시에서의 반사율은 8%였다.
[실시예 3]
본 실시예에서는 실시예 1의 액정 조성물을 사용하여 고분자 겔 네트워크 배향형 표시 소자를 제작하여 헤이즈를 조절한 예를 표시했다.
실시예 1의 액정 조성물과 고분자 전구체로서 도아고세이가가쿠사 제품 M6200을 5중량%, 광중합 개시제로서 시바가이기사제 일가큐어 184를 2중량% 사용한다. 그외에 대해서는 실시예 2와 모두 동일하게 표시소자를 제작한다. 이렇게 하여 제작한 표시소자의 액정/고분자층에 구동전압 10V를 인가하여 표시소자 표면의 법선으로부터 20도 경사진 방향에서 빛을 입사하여 법선 방향으로의 반사광 각도를 측정한 경우에 백지의 20%의 밝기를 얻었다. 또한, 전압무인가에서 흑표시 상태에서의 반사율을 측정한 결과 3%였다.
사용한 고분자 전구체에 대해서는, 실시예 1에서 표시한 겔 네트워크를 만들기 쉬운 것을 사용할 수 있다.
그 외의 조건은 실시예 2와 동일하다.
[비교실시예 3]
비교실시예 1의 액정 조성물을 사용한 실시예 3의 구성의 표시소자를 제작하고 동일한 백 표시상태에서의 반사율을 측정하면 33%, 흑 표시상태에서의 반사율을 측정하면 5%였다.
[실시예 4]
본 실시예에서는 실시예 1의 액정 조성물을 사용하여 고분자 중에서 액정 액적이 배향하여 분산한 표시 소자를 제작하여 헤이즈를 조절한 예를 나타냈다.
실시예 1의 액정 조성물과 고분자 전구체 혼합물에 있어서, 고분자 전구체로서 도아고세이가가쿠사 제품 M6200을 30중량%, 광중합 개시제로서 시바가이기사제 일가큐어 184를 2중량% 사용한다. 그외에 대해서는 실시예 2와 모두 동일하게 표시소자를 제작한다.
이와 같이 제작한 표시소자의 액정/고분자층에 구동전압 20V를 인가하여, 표시소자 표면의 법선으로부터 20도 경사진 방향에서 빛을 입사해서, 법선 방향으로 반사광 강도를 측정한 경우에 백지의 28%의 밝기를 얻었다. 또한, 전압 무인가에서 흑 표시 상태에서의 반사율을 측정한 결과, 10%였다.
사용하는 고분자 전구체에 대해서는, 실시예 1에서 표시한 겔 네트워크를 제작하기 쉬운 것을 사용할 수 있다. 그 외의 조건은 실시예 2와 동일하다.
[비교실시예 4]
비교실시예 1의 결정 조성물을 사용하여 실시예 4의 구성의 표시소자를 제작하여 동일한 백 표시상태에서의 반사율을 측정하면 33%, 흑 표시상태에서의 반사율을 측정하면 15%였다.
[실시예 5]
본 실시예에서는 리버스 PDLC에서 톨란계 액정과 톨란계 고분자를 사용한 예를 표시했다. 제2도에서 본 실시예의 표시소자의 간단한 일부 단면도를 나타냈다.
우선, 액정/고분자 전구체를 봉입하기 위한 패널에 관하여 설명한다. 기판에 원하는 패턴의 투명 전극을 형성하여 다시 그 표면에 러빙 처리를 실시한다. 전극면을 내측으로 하여 2매의 기판을 간격 4μm로 유지하고 주위를 고정한다. 다음에, 당해 패널에 봉입한 액정 및 고분자 전구체에 대하여 설명한다. 우선 액정은 톨란계 액정으로서
화합물 군 I
(R 및 R'는 탄소수 1내지 12의 알킬기이다)
화합물군 II
(R 및 R'는 탄소수 1내지 12의 알킬기이다)
화합물군 III
(R은 탄소수 1내지 12의 알킬기를 나타내고, Ar은 페닐, 피리딘 또는 피리미딘을 나타내고, X는 F 또는 H를 나타낸다.)을 각각 47중량% : 33중량% : 20중량%로 혼합한 것을 사용했다. 각 화합물군의 알킬기의 탄소수에 대하여는 화합물군 I에서는
화합물군 II에서는
화합물군 III에서는
되는 화합물을 혼합하여 사용했다. 여기에서는 알킬기로서 직쇄의 것을 사용했지만, 이것에 한하지 않고 측쇄가 있는 알킬기라도 사용할 수 있다. 당해 액정 98.5중량%에 키랄 성분으로서 머크사 제품 R1011을 1.5중량% 혼합한다. 그리고, 당해 키랄 액정 95중량%에 고분자 전구체로서
를 각각 3.3중량% : 1.7중량% 혼합하여 액정/고분자 전구체 혼합물로 한다.
다음에, 이와 같은 수득된 혼합물을 앞서 표시한 패널에 진공중에서 봉입한다. 그리고, 고분자전구체를 중합시키기 위하여 파장 300~400nm, 강도 3.5mW/cm2인 자외선을 10분간 조사한다.
이렇게 하여 제작한 표시소자의 배면에 흑색 광흡수판을 배치하여 표시소자 표면의 법선에서 20도 경사진 방향에서 빛을 입사하고 법선 방향에서 반사한 빛을 검지하여 제3도에 표시한 전기광학 특성도를 제작한다.
본 실시예의 전기광학 특성은 실선으로 나타냈다. 한계치 전압 이하에서는 극도로 투과율이 높기 때문에 배면에 배치한 광흡수판에 따른 흑이 재현되어 있고, 그 때문에 콘트라스트가 27이었다.
사용한 액정 및 고분자 전구체로서는 실시예 1에서 표시한 바와 같은 재료를 사용할 수 있지만 그 중에서도 가시 영역에서 형광 양자수율이 작고, 동시에 굴절율 이방성이 큰 것이 적합하고, 그 골격으로서 톨란, 비페닐등이 적합하다. 역으로 적합하지 않은 것으로서, 안트라센 터페닐, 쿼터페닐, 기카 페닐기에 연결된 것 등이며 가시영역에서의 형광 양자 수율이 큰 것을 들 수 있다.
또한, 앞서 표시한 화합물군중의 R과 R'의 알킬기의 조합이나 혼합비에 대하여서는 이것에 한하지 않고, 액정상의 온도 범위, 구동 전압 등에 따라 정하면 충분하다. 또한, 기타 화합물을 혼합해도 무방하다.
키랄 성분이 정류 및 혼합양은 여기에 표시한 물질 및 혼합량에 한하지 않고, 실시예 1에서 표시한 것도 사용할 수 있는 용도에 따라서 정하면 충분하다.
액정/고분자층의 두께는 4μm가 아니라도 무방하고, 2μm에서 20μm의 범위에서 용도에 따라 결정하면 충분하다. 얇아지면 전압무인가시의 투명도는 증가하지만 산란도는 저하한다. 또한, 두꺼워지면 산란도는 증가하나, 구동전압과 전압무인가시의 탁함이 증가한다.
전극표면에 실시한 배향처리에 대하여서는, 배향막을 설치하여 러빙 처리해도 무방하다.
표시소자의 배면에 배치하는 흑색흡수판은 태양전지라도 무방하고, 또한 반사성의 재료라도 무방하다.
[비교실시예 5]
실시예 5에 대한 비교실시예를 설명한다. 여기서는 터페닐 골격화합물을 함유한 액정으로서 머크사 제품 TL202를 80중량% 및 4-시아노-4''-펜틸-터페닐(T 15)을 20중량% 혼합한 것을 사용한다. 당해 액정 조성물 95중량%에 대하여, 고분자 전구체 4-터페닐 메타크릴레이트와 터페닐-4, 4''-디메타크릴레이트를 각각 3.3중량% 및 1.7중량% 혼합한다. 다른 조건은 실시예 5와 동일하게 한다.
이렇게 하여 제작한 표시소자의 전기광학 특성을 실시예 5와 동일한 방법에 따라 측정하여 제3도에 파선으로 나타냈다. 한계치 전압 이하에서는 투명상태이지만 가시영역에서 형광을 볼 수 있기 때문에, 검은 배경색이 흰빛을 띠어 보여서 콘트라스트가 저하되어 있는 (대략3)것을 알았다.
[실시예 6]
본 실시예에서는 가시광 영역에 형광을 갖지 않는 톨란계 액정 및 형광을 가진 터페닐계 고분자 전구체를 사용한 예를 나타냈다. 액정으로서는 실시예 5에 표시한 액정을 사용하고, 고분자 전구체로서는 터페닐 메타크릴레이트, 및 터페닐디메타크릴레이트를 사용한다. 이외의 구성조건에 대하여서는 실시예 5에 따라서 표시소자를 제작한다.
이와 같이 제작한 표시 소자의 전기광학 특성을 제4도에 실선으로 표시했다. 실시예 5와 비교하면 한계치 전압 이하에서의 흑 표시가 약간 흰색을 띠어 콘트라스트가 저하(콘트라스트는 대략12)되고 있는 것을 알았다.
[실시예 7]
본 실시예에서는 가시광 영역에 형광을 갖지 않는 톨란계 고분자 및 형광을 가진 터페닐계 액정을 사용한 예를 나타냈다. 액정으로서는 비교실시예 5에 표시한 액정을 사용하여 고분자 전구체로서는 실시예 5에 표시한 톨란계의 물질을 사용한다, 그 외의 구성조건에 대해서는 실시예 5에 따라서 표시 소자를 제작한다.
이렇게 하여 제작한 표시 소자의 전기광학 특성을 제4도에 파선으로 나타냈다. 콘트라스트는 대략 6이다.
[실시예 8]
본 실시예에서는 가시광영역에서의 형광이 적은 액정 및 고분자 전구체를 사용하여, 고분자가 겔 네트워크 구조로 되는 예를 나타냈다. 사용하는 액정은 실시예 5에 표시한 것을 사용했다. 고분자 전구체는 A:
를 사용했다. 실시예 5와 동일하게 하여 소자를 제작하고 전기 광학 특성을 측정했다(제5도중의 실선참조).
여기서 사용한 고분자 전구체는 중합한 때에 겔 네트워크 구조를 형성하는 것이라면 어느 것도 사용할 수 있다. 특히 겔 네트워크 구조를 가지기 쉬운 화학 구조로서는, 중합부를 2개 가지며 중합부끼리 긴 알킬 스페이서를 개입시켜 결합한 구조를 가진 것이 바람직하다. 실시예 1의 경우 2작용성 단량체가 적합하다. 이상의 실시예는 본 발명의 다른 실시예에도 동일하게 응용할 수 있다.
[비교실시예 6]
본 비교실시예에서는 실시예 8에 있어서, 가시 영역에서 형광이 큰 액정을 사용한 경우의 예를 나타냈다. 사용한 액정은 형광을 발하는 펜틸 터페닐 카보니트릴을 함유한 제품인 머크사 제품인 E7이다.
실시예 8과 동일하게 하여 표시소자를 제작하고 전기광학 특성을 측정하여 제5도 중의 파선으로 나타냈다. 당해 비교실시예에 비해서 실시예 8은 콘트라스트가 개선되어 있는 것을 알았다.
[실시예 9]
본 실시예에서는 실시예 5에 있어서 액정중에 2색성 색소를 혼합하고, 또한 기판상에 형성하는 전극을 반사성 재료로 형성한 예, 즉, 전계 무인가에서 광흡수하는 모드에 관해서의 예를 나타냈다. 실시예 2에 따라서 빈 패널을 제작한다. 당해 패널 간격을 진공으로한 후, 실시예 5에서 표시한 액정/고분자 전구체 혼합물에 2색성 색소로서 M361: SI512: M137(모두 미쓰이도아쓰센료사 제품)= 1.5: 1.7: 0.43(중량%)을 혼합하여 봉입한다. 더욱이, 당해 패널에 파장 300내지 400nm, 강도 3.5mW/cm2인 자외선을 40℃에서 10분 조사하고, 고분자 전구체를 중합하여 액정 중에서 고분자를 석출시킨다.
당해 표시소자의 표면에 반사 감소처리를 시행한 논글레어 필름을 붙이고 추가로 당해 표시소자의 배면에 광 흡수층을 배치해서 본 발명의 표시소자를 응용한 표시장치를 완성한다. 당해 표시장치에 구동용 드라이버, 콘트롤러, 표시소자 구동용 전원, 및 컴퓨터(모두 도시하지 않았음)를 접속하여 컴퓨터 화면을 표시할 수 있었다. 물론, 텔레비젼 튜너와 접속하면 텔레비젼도 볼 수 있다.
여기서 사용한 2색성 색소는 내광성이 양호한 안트라퀴논계 색소가 적합하고, 또한 2색비와 용해성이 좋은 것이 적합하다. 또한, 이의 혼합량에 대해선 충분한 콘트라스트를 확보할 수 있도록 배려한다.
본 실시예에서는 액정/고분자층의 안쪽에 배치한 반사층을 전극과 겸했지만, 전극을 투명하게 하여 표시소자 배면에 반사층을 배치하여도 좋다.
또한, 액티브 소자를 형성한 기판은 액정/고분자층의 표면측에 배치하거나 이면측에 배치하여도 무방하다. 논글레어 처리, 반사 감소 처리는 필요에 따라서 실시하면 좋다.
[실시예 10]
본 실시예에서는 실시예 8의 액정과 고분자 전구체를 사용하고 2색성 색소를 혼합하여 실시예 9의 구성의 패널에 봉입한 예를 나타냈다. 사용한 액정 및 고분자는 실시예 8에 표시한 것을 사용한다. 단, 액정 96.7중량%에 대하여, 2색성 색소로서 미쓰이도아쓰센료사 제품 M361, SI512, M34를 각각 1.3:1.6:0.4(중량%) 혼합한다.
실시예 9에서 제작한 패널에 액정/고분자 전구체 혼합물을 봉입하고 자외선을 조사하여 표시소자를 제작한다. 당해 표시 소자의 표면에 반사 감소 처리를 시행한 논글레어 필름을 붙이고, 당해 표시소자의 배면에 광흡수층을 배치하여 본 발명의 표시소자를 응용한 표시장치를 완성한다. 당해 표시장치에 구동용 드라이버, 콘트롤러, 표시소자 구동용 전원 및 컴퓨터(모두 도시하지 않았음)를 접속하여 컴퓨터 화면을 표시할 수 있다. 물론 텔레비젼 튜너와 접속하면 텔레비젼도 볼 수 있다.
[실시예 11]
본 실시예에서는 본 발명의 헤이즈 감소 기술을 융합한 예를 나타냈다. 우선, 액정에 대하여 나타낸다. 액정으로서는 가시광영역에서 형광이 작은 액정으로서 로딕사 제품 RDP80616-2와 머크사 제품 ML1099를 7:3으로 혼합하여 사용한다. 당해 액정에 2색성 색소로서 G470 (닛폰간코시키소겐큐소 제품)를 0.25중량%, SI512(미쓰이도아쓰센료사 제품)을 0.4중량%, M137(미쓰이도아쓰센료사 제품)를 0.1중량%로 하여 미리 액정에 혼합하여 게스트 호스트 액정으로 한다. 여기에 키랄피치의 온도 의존성이 작은 CNL611(아사이덴키사 제품)를 2중량% 혼합하여 키랄 게스트 호스트 액정으로 한다. 당해 액정에 고분자 전구체로서 부틸페닐톨란메타크릴레이트와 비페닐디메타크릴레이트 및 키랄 고분자 전구체로서
을 각각 3.3중량%, 1.7중량% 및 0.3중량% 혼합한다. 이것을 앞의 빈 패널에 봉입하여 50℃에서 자외선을 조사한다. 당해 표시소자표면에 논글레어 처리 또는 반사 감소처리를 시행해도 좋다.
이렇게 하여 제작한 표시소자의 배면에 태양전지를 배치하여 반사형의 표시소자로서 실시예 2와 동일한 방법에 따라 전계 무인가시의 반사율을 측정한다. 20℃에서 반사율은 1%였다. 전계를 인가하여 여기서는 시계용의 세그먼트 표시를 실시할 수 있다. 게다가, 액정 구동 전원으로서 배면에 배치한 태양전지를 사용할 수 있다.
여기에서는 액티브 소자를 사용하지 않았었지만, 액티브 소자를 사용하여도 동일한 효과가 있다. 이때, 액정으로서 실시예 1에 나타낸 것과 같은 유지율이 좋은 액정을 사용할 필요가 있다. 칼러 필터를 조합하면 밝은 칼러표시가 가능하다. 액티브 소자를 사용하지 않는 경우는 네마틱 액정상을 갖는 재료이면 사용가능하다.
액정/고분자층의 두께는 3μm 내지 10μm가 적합하다. 이것보다 얇으면 산란이 엷게 되고, 이것보다 두꺼우면 구동 전압이 높게 되어, 콘트라스트도 저하하고 실용적이지 않다.
표시소자의 배면에 배치한 태양 전지 대신에, 광흡수층 및 광반사층을 배치해도 무방하다. 또한, 표시소자의 배면에 아무것도 배치하지 않고, 투명한 유리 위에 하얗게 산란하게 하여 표시를 실시할 수도 있다.
그 외의 부재, 제조조건등은 실시예 12와 동일하다. 실시예 15에 표시한 키랄 성분도 사용할 수 있다.
[실시예 12]
본 실시예에서는 2색성 색소함유 액정중에 고분자를 입자상 또는 입자 연결체로서 분산하는 표시소자를 액티브 소자로 조합한 표시장치에 키랄 고분자 전구체를 응용한 예를 나타냈다. 제6도에서 본 발명의 표시 장치에 사용한 MIM 소자를 형성한 빈 패널의 간단한 단면도를 나타냈다. 우선, 액정/고분자를 봉입한 빈 패널을 제작한다. 기판(1)에 투명전극(2)을 형성하여 배향처리를 실시한다. 배향처리는 통상 TN형 액정표시소자에 이용되고 있는 방법을 사용할 수 있고, 여기서는 폴리이미드 배향막을 형성하여 그의 표면을 러빙 처리한다. 다음에, 여기에 대향하는 기판(8)에 액티브 소자로서 480 x 640개의 MIM 소자 및 반사전극(7)을 형성하여 표면에 앞서 표시한 바와 같이 배향처리를 실시한다. 표면에 액티브 소자를 보호하는 층을 설치해도 무방하다. 다음에, 이들 기판을 서로 5μm의 간격을 유지하며 마주보는 봉입구를 남기고 주위를 접착고착한다. 다음에, 당해 빈 패널에 봉입한 액정/고분자 전구체 혼합물에 대하여 설명한다. 액정으로서 머크사 제품 TL213과 MJ91261의 8:2 혼합물을 사용하고, 당해 결정 97중량%에 키랄 성분으로서, 머크사 제품 S811을 3중량% 혼합하여 키랄 액정으로 한다. 당해 액정 96.3중량%에 2색성 색소로서 미쓰이도아 쓰센료사 제품 M361, SI512, M34를 각각 1.5중량%, 1.7중량%, 0.5중량% 혼합한다. 당해 게스트 호스트 키랄 액정 93중량%에 고분자 전구체로서 비페닐 메타크릴레이트와 키랄 고분자 전구체로서
을 각각 6.86중량% 및 0.14중량% 용해하여 앞서 제작한 빈 패널에 봉입한다. 50℃에서 당해 패널에 기판(1)측으로부터 자외선(300nm~400nm, 3.5mW/cm2)을 조사하여 액정중의 고분자 전구체를 중합하여 표시장치로 한다. 또한, 당해 표시소자의 표면에 논글레어 처리 및 반사 감소처리를 실시했다. 당해 처리는 없어도 무방하다.
당해 표시소자의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 20℃에서 3%이었다. 또한, 액정 구동용 드라이버와 콘트롤러 회로를 접속하여, 컴퓨터의 화면을 밝은 콘트라스트의 양호한 상태로 표시할 수 있다. 물론, 텔레비젼이나 게임기의 단말기로서 사용할 수도 있다. 칼러 필터를 조합하면 밝은 칼러 표시가 가능하다.
본 실시예에서 사용하는 키랄 성분, 액정, 고분자 전구체는, 실시예 1 및 실시예 15에 나타낸 것을 사용할 수 있다.
2색성 색소의 함유량에 대해서는, 무전계하에서 투과를 주로 하는 용도, 예를 들면 반사판으로서 태양 전지를 사용하기도하고, 다른 표시 장치를 배치하기도하는 경우에는, 2색성 색소의 함유량을 감소시켜 태양 전지의 발전효율을 향상시키고, 또는 안쪽에 배치한 표시장치의 시각인식을 향상하도록 한다. 그 외의 용도에 대해서는 여기에 표시한 것처럼, 무전계하에서 광흡수를 충분하게 실시하고, 콘트라스트를 충분하게 취하도록 한다.
또한, 키랄 고분자 전구체로서는
등, 및 이들의 화합물의 페닐, 비페닐을 페닐, 비페닐, 터페닐 등의 골격으로 바꾼 것이나, 알킬기의 구조를 바꾼 것 등도 사용할 수 있다. 어느것으로해도 그 혼합량에 대해서는, 액정 부분의 키랄 피치와 고분자 전구체 부분의 키랄 피치가 동일하게 되도록 키랄 고분자 전구체의 혼합량을 결정한다. 예를 들면, 저분자 키랄 성분 머크사제 S811에서는 액정에 대해서 1중량% 혼합한때의 키랄 피치는 10μm정도이다. 한편, 앞의 실시예 중에서 사용한 키랄 고분자 전구체는 액정에 대해서 1중량% 혼합한때의 키랄 피치는 20μm정도이다. 거기에 액정을 트위스트시키기 위한 저분자 키랄 성분 머크사제 S811을 액정에 대해서 3중량% 혼합하여 키랄 피치를 3μm 정도로 하고, 상기한 키랄 고분자 전구체를 고분자 전구체에 대해서 6중량% 혼합하여 고분자 전구체의 키랄 피치를 3μm로 가지런히 한 것이다. 즉, 중합체에 있어서는 고분자 전구체는 액정중에 용해되어 있고 액정의 양은 저분자 액정과 고분자 전구체의 합이고, 이것을 트위스트하기 위한 키랄 성분의 양은, 저분자 키랄 성분과 키랄 고분자 전구체의 합이 된다. 다음에, 중합수단으로 고분자 전구체를 중합하면, 고분자 전구체 및 키랄 고분자 전구체는 중합되어 액정층으로부터 상 분리하여 액정으로부터 제외된다.
이 때문에, 액정중에 남은 키랄 성분은 저분자 키랄 성분만으로 된다. 이 때문에 액정중의 키랄 피치는 변화하지 않는다.
이것에 비해서 종래는, 키랄 고분자 전구체를 사용하지 않기 때문에, 중합전에 있어서는 고분자 전구체는 액정중에 용해되어 액정의 양은 저분자 액정과 고분자 전구체의 합이고, 이것을 트위스트하기 위한 키랄 성분의 양은, 저분자 키랄 성분만으로 된다. 다음에, 중합수단으로 고분자 전구체를 중합하면, 고분자 전구체는 중합하여 액정층으로부터 상분리되어 액정으로부터 제외된다. 그 때문에 액정의 양은 고분자 전구체의 양만 감소시키는데도 불구하고, 안에 남아 있는 저분자 키랄 성분의 양은 바뀌지 않는다. 이 때문에 액정중의 키랄 피치는 짧아지고, 고분자와 액정과의 사이에 배향의 부조화가 생긴다.
액정/고분자층의 두께는 3μm 내지 10μm가 적합하다. 이것보다 얇으면 산란이 엷게 되고, 이것보다 두꺼우면 구동 전압이 높게 되어, 콘트라스트도 저하해서 실용적이지 않다.
여기서 사용되는 액티브 소자로서는, 여기서 표시한 MIM 소자 이외에 폴리실리콘 TFT 또는 무정형 실리콘 TFT소자 등 트랜지스터 구조를 가진 것, MIM 구조를 가진 것, 강유전체 소자 등을 사용할 수 있다.
액티브 소자의 갯수에 대해서는 여기에 표시한 수에 한하지 않고 용도에 따라서 결정하면 좋다. 물론, 액티브 소자를 형성하지 않고, 하기에 나타낸 것과 같은 시계나 전자수첩으로서 표시를 실시할 수도 있다.
반사전극(7)을 투명전극으로 하여 표시소자 배면에 반사층을 배치해도 무방하다. 당해 반사층에 대해서는 광산란성을 부여해도 무방하다. 물론, 반사층으로서 태양 전지를 사용해도 무방하다.
[비교실시예 7]
여기서는 실시예 12에 있어서 키랄 성분으로서 머크사제 S811만을 사용한 예를 나타냈다. 구체적으로는, 실시예 1로 표시한 게스트 호스트 키랄 액정에 대해서 고분자 전구체로서 비페닐메타크릴레이트를 7중량% 혼합하여 실시예 12와 동일하게 하여 표시소자를 제작한다.
이와 같이 제작한 표시 소자의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 20℃에서 5%였다.
[실시예 13]
본 실시예에서는 2색성 색소를 포함하지 않고, 액정 중에 고분자를 입자상 또는 연결체로서 분산시킨 표시소자에 키랄 고분자 전구체를 응용한 예를 나타냈다. 실시예 5에 따라 빈 패널을 제작한다. 다음에, 당해 빈 패널에 봉입하는 액정과 고분자 전구체 혼합물에 대하여 설명한다. 액정으로서 로딕사 제품 RDP 80616-2 98중량%로 키랄 성분으로서 아사이덴카사 제품 CNL 611 2중량% 혼합하여 키랄 액정으로 한다. 당해 키랄 액정에 고분자 전구체로서 부틸페닐톨란메타크릴레이트와 비페닐메타크릴레이트 및 키랄 고분자 전구체로서 실시예 11의 화합물을 각각 3.3중량%, 1.7중량% 및 0.3중량% 혼합한다. 이것을 이전의 빈 패널에 봉입하여 50℃에서 자외선을 조사한다. 당해 표시소자 표면에 논글레어 처리 또는 반사 감소처리를 실시해도 무방하다.
이렇게 하여 제작한 표시소자의 배면에 태양전지를 배치하여 반사형의 표시소자로 하여 실시예 2와 동일한 방법에 따라 전계 무인가시의 반사율을 측정한다. 20℃에서 반사율은 1.8%이다. 전계를 인가하여 여기서는 시계용의 세그먼트 표시를 실시할 수 있다. 게다가, 액정구동 전원으로서 배면에 배치한 태양전지를 사용할 수 있다. 여기서는 액티브 소자를 사용하지 않았지만, 액티브 소자를 사용하여도 동일한 효과가 있다. 이때, 액정으로서 실시예 1에서 표시한 것과 같은 유지율이 좋은 액정을 사용할 필요가 있다. 칼러 필터를 조합하면 밝은 칼로 표시가 가능하다. 액티브 소자를 사용하지 않는 경우는 네마틱 액정상을 가진 재료라면 사용할 수 있다.
액정/고분자층의 두께는 약 3μm 내지 10μm가 적합하다. 이것보다 얇으면 산란이 엷게 되고, 이것보다 두꺼우면 구동 전압이 높아지고, 콘트라스트도 저하해서 실용적이지 않다.
표시소자의 배면에 배치한 태양전지 대신에, 광흡수층 및 광반사층을 배치시킬 수 있다. 또한, 표시 소자의 배면에 어느것도 배치하지 않고, 투명한 유리위에 백색 산란으로 하여 표시를 실시할 수도 있다.
그외의 부재 및 제조 조건등은 실시예 12와 동일하다. 실시예 15에 기재된 키랄 성분도 사용할 수 있다.
[비교실시예]
여기에서는 실시예 13에서 저분자 키랄 성분만을 사용한 예를 기재한다. 구체적으로 실시예 13에 기재된 키랄 액정에 대하여 고분자 전구체로서 부틸페닐톨란메타크릴레이트와 비페닐메타크릴레이트를 각각 3.4중량% 및 1.6중량% 혼합한다. 기타의 부재 조건을 실시예 13과 동일하게 해서 표시소자를 제작한다.
이와 같이 제작한 표시소자의 부전계 하에서의 반사율을 측정한 바, 20℃에서 3%이었다.
[실시예 14]
본 실시예에서는, 2색성 색소 함유 액정이 고분자 겔 네트워크 중에 배향 분산된 표시소자와 액티브 소자를 조합시킨 표시장치에 키랄 고분자 전구체를 응용한 예를 기재한다. 실시예 9에 따라서 TFT 소자를 형성시킨 빈 패널을 제작한다. 다음에, 당해 빈 패널에 봉입된 액정/ 고분자 전구체 혼합물에 대해서 설명한다. 액정으로서 머크사 제품 TL 205와 BL 007의 7:3 혼합물을 사용하고, 당해 액정 98중량%에 키랄 성분으로서 아사히덴카사 제품 CNL 611을 2중량% 혼합해서 키랄 액정으로 한다. 당해 액정 96.3중량%에 2색성 색소로서 미쓰이도아쓰센료사 제품 M361, M370, M483을 각각 1.2중량%, 2중량% 및 0.5중량% 혼합한다. 당해 게스트 호스트 키랄 액정 97중량%에 고분자 전구체로서 실시예 8에서 사용한 A를 3중량%, 키랄 고분자 전구체로서
을 0.1중량% 혼합해서 앞서 제작한 빈 패널에 봉입한다. 50℃에서 이러한 패널에 기판(1)측으로부터 자외선(300nm 내지 400nm, 3.5mW/cm2)을 조사해서 액정중의 고분자 전구체를 중합하여 표시장치로 한다. 다시 당해 표시장치의 표면에 논글레어 처리 및 반사 감소처리를 실시한다. 당해 처리는 없어도 무방하다.
당해 표시장치의 무전계하에서의 반사율을 실시예 1에 따라 측정한 바, 20℃에서는 3%이다. 또한, 액정 구동용 드라이버와 콘트롤러 회로를 접속하여 컴퓨터의 화면을 밝은 콘트라스트의 양호한 상태로 나타낼 수 있다. 물론, 텔레비젼이나 게임기의 단말기로서 사용할 수도 있다. 칼러 필터를 조합하면 밝은 칼러 표시를 할 수 있다.
본 실시예에서 사용하는 키랄 성분, 액정, 고분자 전구체, 액티브 소자 및 제조조건등은 실시예 12에서 기재된 것을 사용할 수 있다. 키랄 성분에 대해서는 실시예 15에 기재된 것도 사용할 수 있다.
2색성 색소의 함유량에 대해서는, 무전계하에서 투과를 주로하는 용도, 예를 들면, 반사판으로서 태양전지를 사용하거나 다른 표시장치를 배치하거나 하는 경우에는, 2색성 색소의 함유량을 감소시키고 태양 전지의 발전효율을 향상시키거나 안쪽에 배치한 표시장치의 시각 인식을 향상하도록 한다. 기타 용도에 대해서는 여기에 표시한 것처럼, 무전계하에서 광흡수를 충분하게 실시하고, 콘트라스트를 충분하게 취하도록 한다.
액정/고분자층의 두께는 3μm 내지 10μm가 적합하다. 이것보다 얇으면 산란이 엷게 되고, 이것보다 두꺼우면 구동 전압이 높아지고, 콘트라스트도 저하하여 실용적이지 않다.
[비교실시예 9]
여기에서는 실시예 14에서 저분자 키랄 성분만을 사용한 예를 기재한다. 구체적으로는, 실시예 14에서 표시한 게스트 호스트 키랄 액정에 대해서 고분자 전구체로서 실시예 8에서 사용한 A를 3중량% 혼합한다. 기타 부재조건을 실시예 14와 동일하게 하여 표시소자를 제작한다.
이와 같이 하여 제작한 표시소자의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 20℃에서 4%였다.
[실시예 15]
본 실시예에서는 2색성 색소를 포함하지 않는 액정을 고분자 겔 네트워크 중에 배향분산한 표시소자에 키랄 고분자 전구체를 응용한 예를 기재한다. 우선, 액정/고분자 전구체를 봉입한 빈 패널을 실시예 5에 따라 제작한다. 다음에, 이러한 빈 패널에 봉입한 액정과 고분자 전구체 혼합물에 대해서 설명한다. 액정으로서 머크사 제품 BL007에 키랄 성분으로서 칫소사 제품 CM22를 10중량%, 머크사 제품 CB15를 2.5중량% 혼합해서 키랄 액정으로 한다. 당해 키랄 액정에 고분자 전구체로서 실시예 8에서 사용한 A를 3중량%, 키랄 고분자 전구체로서
를 0.1중량% 혼합한다. 이것을 앞서의 빈 패널에 봉입해서 50℃에서 자외선을 조사한다. 당해 표시소자 표면에 논글레어 처리 또는 반사 감소처리를 실시해도 무방하다.
이와 같이 제작한 표시소자의 배면에 태양전지를 배치해서 반사형의 표시소자로서 실시예 1과 동일한 방법에 따라 전계 무인가시의 반사율을 측정한다. 20℃에서 반사율은 1.5%였다.
본 실시예에서 사용된 키랄 성분은, CM22 및 CB15에 대해서는 액정을 우측으로 선회시키는 능력을 가지며, CB 15는 온도가 상승하면 키랄 피치가 길어지는 경향을 가지며(온도 의존성이 플러스임), CM 22는 온도가 상승하면 키랄 피치가 짧아지는 경향을 가진다(온도의존성이 마이너스임). 이와 같이 키랄 피치의 온도의존성이 서로 반대인 경향을 가진 2종류 이상의 키랄 성분을 첨가하는 것이 바람직하다. 기타 온도의존성이 마이너스인 키랄 성분의 예로서는 칫소사제품 CM 22 또는
아사히덴카사 제품 FL 519, CNL 621, CNL 617, CNL 616, CNL 623, CNL 637, CNL638, CNL639 등이 있다. 온도의존성이 플러스인 키랄 성분의 예로서는, 칫소사 제품 CM 19, CM 20, 머크사 제품 CB 15, C 15, S 811, R 811, S 1011, R1011, S1082, R 1082등이 있다. 물론, 그외의 키랄 성분도 이용할 수 있다. 또한, 여기서는 2종류의 키랄 성분을 사용했지만, 3종류 이상 혼합해도 무방하다. 물론, 실시예 1에 표시한 것과 같은 키랄 피치의 온도의존성이 매우 작은 키랄 성분을 사용해도 무방하다.
여기서 사용한 액정, 고분자 전구체, 빈 패널, 그외의 부재 제조조건등은 실시예 13을 사용할 수 있다. 또한, 여기에 기재된 키랄 성분의 구성은 고분자가 입자 또는 입자 연결체인 경우에도 응용할 수 있다.
[비교실시예 10]
여기에서는 실시예 15에서 저분자 키랄 성분만을 사용한 예를 나타냈다. 구체적으로는 실시예 15에서 표시한 키랄 액정에 대해서 고분자 전구체로서 실시예 8에서 사용한 A를 3중량% 혼합한다. 그 외의 부재조건을 실시예 15와 동일하게 하여 표시소자를 제작한다.
이렇게 하여 제작한 표시소자의 무전계 하에서의 반사율을 측정한 바, 20℃에서 3%였다.
[실시예 16]
본 실시예에서는 2색성 색소 함유 액정이 고분자 매트릭스중에 배향 분산되어 있는 표시소자에 있어서 키랄 고분자 전구체와 액티브 소자를 조합한 예를 기재한다. 액정/고분자를 봉입한 빈 패널을 실시예 12와 동일한 방법에 따라 제작한다. 다음에, 당해 빈 패널에 봉입한 액정/고분자 전구체 혼합물에 대해서 설명한다. 액정으로서 머크사 제품 TL 313과 MJ 91261의 8:2혼합물을 사용하고, 당해 액정 98중량%에 키랄 성분으로서 아사히덴카사 제품 CNL 617을 2중량% 혼합하여 키랄 액정으로 한다. 당해 액정 96.4중량%에 2색성 색소로서 미쓰이도아쓰센료사 제품 M 361, SI 512, M 34를 각각 1.5중량%, 1.7중량% 및 0.4 중량% 혼합한다. 당해 게스트 호스트 키랄 액정 77.6중량%에 고분자 전구체로서 도아고세이가가쿠사 제품 M 6200을 2중량%, 키랄 고분자 전구체
을 0.4중량% 및 광중합 개시제로서 시바가이기사 제품 일가쿠어 184를 2중량% 혼합하여 앞서 제작한 빈 패널에 봉입한다. 50℃에서 당해 패널에 기판(1)측으로부터 자외선(300nm 내지 400nm, 3.5mW/cm2)을 조사하여 액정중의 고분자 전구체를 중합하여 표시장치로 한다. 또한, 당해 표시장치의 표면에 논글레어 처리 및 반사 감소처리를 실시한다. 당해 처리는 없어도 무방하다.
당해 표시장치의 무전계하에서의 반사율을 실시예 13에 따라 측정한 바, 20℃에서는 8%였다. 또한, 액정 구동용 드라이버와 콘트롤러 회로를 접속하고 컴퓨터를 접속하여 표시를 실시한 바, 콘트라스트가 양호한 상태로 표시할 수 있다. 물론, 텔레비젼, 게임기의 단말기등으로서 사용할 수도 있다. 칼러 필터를 조합하면 밝은 칼러 표시를 할 수 있다.
본 실시예에서 사용하는 키랄 성분은, 실시예 12 및 실시예 15에서 표시한 단성분계 다성분계를 사용할 수 있다.
액정, 고분자 전구체, 2색성 색소, 액티브 소자, 기타 부재 조건등은 실시예 1 및 실시예 12에 기재된 것을 사용할 수 있다.
2색성 색소의 함유량에 대해서는 무전계하에서 투과를 주로 하는 용도, 예를 들면, 반사판으로서 태양전지를 사용하거나 다른 표시장치를 배치하거나 하는 경우에는, 2색성 색소의 함유량을 감소시키고 태양전지의 발전효율을 향상시키거나 안쪽에 배치된 표시장치의 시각 인식을 향상하도록 한다. 기타 용도에 대해서는 여기에 기재된 바와 같이 무전계 하에서 광흡수를 충분하게 실시하고, 콘트라스트를 충분하게 취하도록 한다.
액정/고분자층의 두께는 3μm 내지 10μm가 적합하다. 이것보다 얇으면 산란이 엷게되고, 이것보다 두꺼우면 구동전압이 높아지고, 콘트라스트도 저하해서 실용적이 아니다.
[비교실시예 11]
여기에서는 실시예 16에서 저분자 키랄 성분만을 사용한 예를 기재한다. 구체적으로는, 실시예 16에서 기재된 키랄 액정에 대해서 고분자 전구체 및 광중합 개시제만을 혼합하여 고분자 전구체를 사용하지 않고, 기타 부재조건을 실시예 16과 동일하게 하여 표시소자를 제작한다.
이와같이 제작한 표시장치의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 20℃에서 10%였다.
[실시예 17]
본 실시예에서는 2색성 색소를 함유하지 않는 액정을 고분자 매트릭스중에 배향 분산시킨 표시소자에 키랄 고분자 전구체를 사용한 예를 기재한다. 우선, 액정/고분자 전구체를 봉입한 빈 패널을 실시예 5에 따라 제작한다. 당해 빈 패널에 봉입한 액정과 고분자 전구체 혼합물에 대해서 설명한다. 액정으로서 머크사 제품 BL007에 키랄 성분으로서 머크사 제품 R 811을 3중량% 혼합해서 키랄 액정으로 한다. 당해 액정에 고분자 전구체로서 도아고세이가가쿠사 제품 M 7100을 30중량%, 키랄 고분자 전구체로서
을 1중량%, 추가로 광중합 개시제로서 닛폰가야쿠사 제품 DETX를 2중량% 혼합한다. 이것을 이전의 빈 패널에 봉입하고 50℃에서 자외선을 조사한다. 당해 표시소자 표면에 논글레어 처리 또는 반사 감소처리를 실시해도 무방하다.
이와 같이 제작한 표시소자의 배면에 태양전지를 배치하여 반사형의 표시소자로서 실시예 1과 동일한 방법에 따라 전계 무인가시의 반사율을 측정한다. 20℃에서 반사율은 6%였다.
본 실시예에서 사용한 키랄 성분은 실시예 12 및 실시예 15에 기재된 것을 사용할 수 있다.
여기에서 사용한 액정, 고분자 전구체, 빈 패널, 기타 부재 제조조건등은 실시예 12를 사용할 수 있다.
[비교실시예 12]
여기서는 실시예 17에 있어서 저분자 키랄 성분만을 실시한 예를 기재한다. 구체적으로는, 실시예 17에 기재된 키랄 액정에 대해서 고분자 전구체 및 광중합 개시제만을 혼합하여 키랄 고분자 전구체를 사용하지 않고, 기타 부재조건을 실시예 17과 동일하게 하여 표시소자를 제작한다.
이와 같이 제작한 표시소자의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 20℃에서 10%였다.
[실시예 18]
본 실시예에서는 2색성 색소 함유 액정중에 고분자가 입자상 또는 입자 연결체로서 분산된 표시 소자를 액티브 소자와 조합한 표시장치에 키랄 피치의 온도의존성이 작은 키랄 성분을 사용한 예를 기재한다. 실시예 12와 동일한 빈 패널을 사용한다. 다음에, 당해 빈 패널에 봉입한 액정/고분자 전구체 혼합물에 대해서 설명한다. 액정으로서 머크사제품 TL 205와 MJ 91261의 8:2 혼합물을 사용하고, 당해 액정 98중량%에 키랄 성분으로서,
를 2중량% 혼합하여 키랄 액정으로 한다. 당해 액정 96.3중량%에 2색성 색소로서 미쓰이도아쓰센료사 제품 M 361, M 370, M 483을 각각 1.2중량%, 2중량% 및 0.5중량% 혼합시킨다. 당해 게스트 호스트 키랄 액정에 고분자 전구체로서 비페닐메타크릴레이트를 7중량% 용해시켜 앞서 제작한 빈 패널에 봉입한다. 50℃에서 당해 패널에 기판(1)측으로부터 자외선(300nm 내지 400nm, 3.5mW/cm2)을 조사하여 액정중의 고분자 전구체를 중합하여 표시장치로 했다. 또한, 당해 표시소자의 표면에 논글레어 처리 및 반사 감소처리를 실시한다. 당해 처리는 없어도 무방하다.
당해 표시장치의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 50℃에서는 2%, 20℃에서 3%였다. 또한, 액정 구동용 드라이버와 콘트롤러 회로를 접속하여 컴퓨터의 화면을 밝은 콘트라스트의 양호한 상태로 표시할 수 있다. 물론, 텔레비젼이나 게임기의 단말기로서 사용할 수 있다. 칼러 필터를 조합하면 밝은 칼러 표시를 할 수 있다.
본 실시예에서 사용하는 키랄 성분은 키랄 피치의 온도 의존성이 작은 것이면 좋고, 보다 바람직하게는 사용온도 영역에서 키랄 피치의 변화율이 20% 이내의 것이 적합하다. 당해 범위로부터 벗어나면 사용중에 온도 변화에 따라 콘트라스트가 현저하게 저하한다. 본 실시예에서 사용할 수 있는 키랄 성분으로서는
등을 사용할 수 있다. 또한 아사히덴카사 제품 CNL 611, CNL 621, CNL 617, CNL 616, CNL 623 등도 동등하게 사용할 수 있다. 또한, 실시예 15에 기재된 것과 같은 다성분계의 키랄 성분도 사용할 수 있다.
액정, 고분자 전구체는 실시예 1에 표시한 것을 사용할 수 있다.
액정/고분자층의 두께는 3μm 내지 10μm가 적합하다. 이것보다 얇으면 산란이 엷게되고, 이것보다 두꺼우면 구동전압이 높아지고, 콘트라스트도 저하하여 실용적이 아니다.
여기에서 사용되는 액티브 소자로서는, 여기서 표시한 MIM 소자 이외에, 폴리실리콘 TFT 또는 무정형 실리콘 TFT 소자등 트랜지스터 구조를 가진 것, MIM 구조를 가진 것 및 강유전체 소자등을 사용할 수 있다. 액티브 소자의 개수에 대해서는 여기에 표시한 수에 한하지 않고 용도에 따라서 정하면 양호하다. 물론, 액티브 소자를 형성하지 않고도 표시를 실시할 수 있다. 물론, 액티브 소자를 형성하지 않고, 단순 매트릭스 또는 스택틱 구동을 할 수 있다.
반사전극(7)을 투명전극으로 하여 표시소자 배면에 반사층 또는 태양전지등을 배치해도 무방하다. 반사층에 대해서는 광산란성을 부여해도 무방하다.
[비교실시예 13]
여기서는 실시예 18에 있어서, 키랄 성분으로서 키랄 피치의 온도의존성이 플러스인것만을 사용한 경우를 기재한다. 구체적으로는 키랄 성분으로서 머크사 제품 CB15를 액정에 대해서 2.5중량% 혼합한다. 기타 부재조건을 실시예 18과 동일하게 하여 표시장치를 제작한다.
이와 같이 제작한 표시소자의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 50℃에서 2%, 20℃에서 5%였다.
[실시예 19]
본 실시예에서는 2색성 색소를 함유하지 않고, 액정과 고분자를 서로 배향분산한 표시소자에 키랄 피치의 온도의존성이 적은 키랄 성분을 사용한 예를 나타냈다. 액티브 소자를 형성하지 않는 빈 패널을 실시예 5에서 배웠다. 다음에, 당해 빈 패널에 봉입하는 액정과 고분자 전구체 혼합물에 대해서 설명한다. 액정으로서 로딕사 제품 RDP 80616-2와 머크사 제품 ML 1009를 7:3으로 혼합한 것에 키랄 성분으로서 CNL 617(아사히덴카사 제품)을 2중량% 혼합하여 키랄 액정으로 한다. 당해 키랄 액정에 고분자 전구체로서 메틸터페닐디메타크릴레이트를 4중량% 혼합한다. 이것을 앞서의 빈 패널에 봉입하여 50℃에서 자외선을 조사한다. 당해 표시소자의 표면에 논글레어 처리 또는 반사 감소처리를 실시해도 무방하다.
이와 같이 제작한 표시소자의 배면에 태양전지를 배치하여 반사형의 표시소자로서 실시예 18과 동일한 방법에 따라 전계 무인가시의 반사율을 측정한다. 50℃에서 반사율은 1%, 20℃에서 반사율은 3%였다. 전계를 인가하여 여기서는 시계용의 세그멘트 표시를 실시할 수 있다.
여기서는 액티브 소자를 사용하지 않았지만, 액티브 소자를 사용해도 동일한 효과가 있다. 이때, 액정으로서 실시예 1에서 표시한 것과 같은 유지율이 좋은 액정을 사용할 필요가 있고 예를 들면, 머크사 제품 TL202, TL204, TL 205, TL 213, TL 215, TL 216등을 기초로 하여 사용해도 무방하다. 칼러 필터를 조합하면 밝은 칼러 표시가 가능하다. 액티브 소자를 사용하지 않는 경우는 네마틱 액정상을 가진 재료가 있으면 사용할 수 있다.
액정/고분자층의 두께는 3μm 내지 10μm가 적합하다. 이것보다 얇으면 산란이 엷게되고, 이것보다 두꺼우면 구동전압이 높아지고, 콘트라스트도 저하하여 실용적이 아니다.
표시소자의 배면에 배치한 태양전지 대신에 광흡수층, 광반사층을 배치해도 무방하다. 또한, 표시소자의 배면에 아무것도 배치하지 않고, 투명한 유리 위에 백색 산란으로서 표시를 실시할 수 있다.
그외의 부재 및 제조조건등은 실시예 18과 동일하다. 키랄 성분에 대해서는 실시예 15에 기재된 다성분계도 사용할 수 있다.
[비교실시예 14]
여기서는 실시예 19에 있어서, 키랄 성분으로서 키랄 피치의 온도의존성이 플러스인 것만을 사용한 경우를 나타냈다. 구체적으로는 키랄 성분으로서 머크사 제품 CB 15를 액정에 대하여 5중량% 혼합한다. 기타 부재조건은 실시예 19와 동일하게 하여 표시소자를 제작한다.
이와 같이 제작한 표시소자의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 50℃에서 1%, 20℃에서 3%였다.
[실시예 20]
본 실시예에서는, 2색성 색소 함유 액정이 고분자 겔 네트워크 중에 배향 분산된 표시소자와 액티브 소자를 조합한 표시장치에, 키랄 피치의 온도의존성이 작은 키랄 성분을 사용한 예를 표시했다. TFT 소자를 형성한 빈 패널을 실시예 2에 따라 제작한다. 다음에, 당해 빈 패널에 봉입하는 액정/고분자 전구체 혼합물에 대하여 설명한다. 액정으로서 머크사 제품 TL 205와 BL007의 7:3 혼합물을 사용하고, 당해 액정 98중량%에 키랄 성분으로서 아사히덴카사 제품 CNL 611을 2중량% 혼합하여 키랄 액정으로 한다. 당해 액정 96.3중량%에 2색성 색소로서 미쓰이도아쓰센료사 제품 M 361, M 370, M 483을 각각 1.2중량%, 2중량% 및 0.5중량% 혼합한다. 당해 게스트 호스트 키랄 액정 97중량%에 고분자 전구체로서 실시예 8에서 사용한 A를 3중량% 혼합하여 앞서 제작한 빈 패널에 봉입한다. 50℃에서 당해 패널에 기판(1)측으로부터 자외선(300nm 내지 400nm, 3.5mW/cm2)을 조사하여 액정중의 고분자 전구체를 중합하여 표시장치로 한다. 또한, 당해 표시장치의 표면에 논글레어 처리 및 반사 감소처리를 실시한다. 당해 처리는 없어도 무방하다.
당해 표시장치의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 50℃에서는 2%, 20℃에서 3%였다. 또한, 액정 구동용 드라이버와 콘트롤러 회로를 접속하여 컴퓨터의 화면을 밝은 콘트라스트의 양호한 상태로 표시할 수 있다. 물론, 텔레비젼이나 게임기의 단말기로서 사용할 수 있다. 칼러-필터를 조합하면 밝은 칼러 표시가 가능하다.
본 실시예에서 사용하는 키랄 성분, 액정, 고분자전구체, 액티브소자 및 제조조건등은, 실시예 2에서 표시한 것을 사용할 수 있다. 키랄 성분에 대해서는 실시예 15에 표시한 다성분계도 사용할 수 있다.
액정/고분자층의 두께는 3μm 내지 10μm가 적합하다. 이것보다 얇으면 산란이 엷게되고, 이것보다 두꺼우면 구동전압이 높아지고, 콘트라스트도 저하하여 실용적이지 않다.
[비교실시예 15]
여기서는 실시예 20에 있어서, 키랄 성분으로서 키랄 피치의 온도의존성이 플러스인 것만을 사용한 경우를 표시했다. 구체적으로는 키랄 성분으로서 머크사 제품 CB 15를 액정에 대하여 2중량% 혼합한다. 기타 부재조건을 실시예 20과 동일하게 하여 표시장치를 제작한다.
이렇게 하여 제작한 표시장치의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 50℃에서 3%, 20℃에서 10%였다.
[실시예 21]
본 실시예에서는 2색성 색소를 함유하지 않는 액정을 고분자 겔 네트워크 중에 배향분산한 표시소자에, 키랄 피치의 온도의존성이 작은 키랄 성분을 사용한 예를 표시했다. 우선, 액정 /고분자 전구체를 봉입하는 빈 패널을 실시예 5에 따라서 제작한다. 다음에, 당해 빈 패널에 봉입하는 액정과 고분자 전구체 혼합물에 대하여 설명한다. 액정으로서 머크사 제품 BL007에 키랄 성분으로서 칫소사 제품 CM 22를 10중량%, 머크사 제품 CB15를 2.5중량% 혼합하여 키랄 액정으로 한다. 당해 키랄 액정에 고분자 전구체로서 실시예 8에서 사용한 A를 3중량% 혼합한다. 이것을 앞서의 빈 패널에 봉입하여 50℃에서 자외선을 조사한다. 당해 표시소자 표면에 논글레어 처리 또는 반사 감소처리를 실시해도 무방하다.
이렇게 하여 제작한 표시소자의 배면에 태양전지를 배치하고 반사형의 표시소자로서 실시예1과 동일한 방법에 따라 전계 무인가시의 반사율을 측정한다.
50℃에서 반사율은 2%, 20℃에서 반사율은 5%였다.
본 실시예에서 사용한 키랄 성분은 실시예 15에 표시한 것을 사용할 수 있다.
여기서 사용한 액정, 고분자 전구체, 빈 패널, 그외의 부재 제조조건등은 실시예 19를 사용할 수 있다.
[비교실시예 16]
여기서는 실시예 21에 있어서, 키랄 성분으로서 키랄 피치의 온도의존성이 플러스인 것만을 사용한 경우를 나타냈다. 구체적으로는 키랄 성분으로서 머크사 제품 CB 15를 액정에 대하여 5중량% 혼합한다. 그외의 부재조건을 실시예 21과 동일하게 하여 표시소자를 제작한다.
이렇게 하여 제작한 표시소자의 무전계하에서의 반사율을 측정한 바, 50℃에서 1%, 20℃에서 3%였다.
[실시예 22]
본 실시예에서는, 앞서 표시한 실시예를 칼러 필터를 사용한 칼러 표시 장치에 응용한 예를 표시했다. 제7도에 본 실시예에서 사용한 칼러 필터(10)를 형성한 빈 패널의 간단한 일부 단면도를 표시했다. 칼러 필터 이외의 부재 및 제조조건에 대해서는, 각 실시예의 부재 및 조건을 사용했다. 단, 여기서는 2색성 색소를 첨가하지 않는다. 콘트라스트를 높게 하기 위해서는 2색성 색소를 첨가하여도 무방하다. 당해 칼러 표시장치에 칼러 표시용 액정 드라이버를 접속하여 컴퓨터 단말기로서 사용한 결과, 콘트라스트의 양호한 칼러표시를 실시할 수 있었다. 물론, 시계, 텔레비젼이나 게임기의 표시도 가능하다.
여기서 사용하는 키랄 성분, 액정/고분자층, 빈 패널의 구성 및 제조조건등에 대해서는, 실시예 1내지 실시예 21에 표시한 구성의 것을 사용할 수 있다. 또한, 이하에 표시한 전자 장치에도 동일하게 응용할 수 있다.
칼러 필터에 대하여는, 일반적으로 사용되는 투과형 칼러 필터보다도 색농도를 엷게 하면 밝은 표시가 얻어진다. 또한, 색에 대해서는, 적청록의 3원색 이외에, 옐로우, 시안, 마젠타등 칼러 표시가능한 색의 조합에 따라 자유롭게 선택할 수 있다.
또한, 칼러 필터를 삽입하는 위치에 대해서는 표시장치의 표시측의 기판(1)의 액정과 접하는 측에 칼러 필터를 형성하지만, 칼러 필터를 기판(8)위에 형성해도 무방하다. 또한 칼러 필터는 기판과 전극의 사이에 형성하는 것이 구동전압의 관점에서 적합하지만, 칼러 필터 위에 투명전극을 형성해도 무방하다.
칼러 필터를 기판(1)에 형성하는 경우에는, 고분자 전구체를 중합하기 위해 자외선을 투과하는 재료로 칼러 필터를 형성할 필요가 있다. 액티브 소자에 대해서는 여기서 표시한 TFT 소자 이외에, 기타구성의 TFT 소자, 트랜지스터, MIM 소자, 강유 전체소자등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 액티브 소자를 형성하는 기판은 유리 이외에, 실리콘, 갈륨, 비소, 게르마늄 등의 반도체, 그외의 무기물질, 플라스틱등 유기 물질을 사용할 수 있다. 기판으로서 반도체를 사용하면, 구동용 드라이버나 콘트롤러를 기판내에 모두 제작해 넣을 수 있기 때문에 매우 저렴하게 표시장치를 제작할 수 있다.
[실시예 23]
앞서 기술한 실시예 및 비교실시예에서 제작한 표시소자를 정보 처리장치인 전자 수첩의 표시부분에 사용한 실시예를 나타냈다. 제8도에 본 실시예의 정보처리 장치의 간단한 단면도를 나타냈다. 앞서 기술한 실시예 또는 비교실시예에 따라서 표시소자를 제작하여 그 배면에 태양전지를 배치하고, 태양전지의 전력을 전자 수첩의 전원에 접속하여 사용한 바, 시각인식성을 극히 향상시키는 것이 가능하고, 게다가 사용시간을 큰 폭으로 연장하는 것이 가능하게 되었다.
또한, 태양전지를 전자장치에 내장한 축전지에 접속하여, 태양전지로 발전시킨 전력을 축전지에 축적해 놓고 어두운 곳에서도 충분하게 장치를 작동하도록 할 수 있다.
이와 같이 종래에는 태양전지가 장소에 따라 디자인 및 크기에 제약이 있었다지만, 표시소자가 대체로 투명하기 때문에 태양전지도 표시패널을 중첩할 수 있도록 되어, 몹시 컴팩트하고 게다가 전지 소모의 걱정이 없는 전자 수첩을 실현하는 것이 가능하게 되었다.
당해 표시장치의 표면 또는 이면에 타블렛 또는 터치 패널과 같은 정보입력 장치를 배치해도 무방하다.
[실시예 24]
앞서 기술한 실시예 또는 비교실시예에서 제작한 표시소자를 정보표시장치로서의 시계에 응용한 예를 나타냈다. 특히 여기서는 문자판에 표시소자를 사용한 예를 나타냈다. 제9도에 본 실시예의 정보표시 장치의 간단한 단면도를 나타냈다. 중심에 구멍이 뚫린 표시소자를, 앞서 나타낸 실시예 또는 비교실시예에 따라 제작하여 배면에 태양전지를 배치하고, 아날로그 시계의 축을 통하여 침을 붙여서 하이브리드 손목시계를 제작한 바, 시각인식성이 극히 높은 표시를 나타내는 것이 가능하였다.
또한, 태양전지를 전자장치에 내장한 축전지에 접속하여, 태양전지로 발전시킨 전력을 축전지에 축적해 놓고 어두운 곳에서도 충분하게 장치를 작동하도록 할 수 있다.
또한, 태양전지의 전압에서는 충분하게 표시소자를 구동할 수 없기 때문에, 승압회로를 조합하여 태양전지의 전압을 5V까지 승압한바, 매우 밝은 표시를 얻을 수 있었다.
또한, 구동방법으로서, 액정 드라이버의 그라운드를 구동 타이밍에 맞추어 흔듦에 따라, 실질적으로 전원 전압의 2배의 전압을 인가할 수 있고, 이것에 의하면 앞서의 실시예에서 열거하였던 표시소자를 충분하게 구동할 수 있고, 매우 밝은 표시를 얻을 수 있다.
앞서의 실시예에서 열거한 표시소자는 충분하게 저소비 전력이지만, 시계로서 더욱 전지 수명을 연장하기 위해서는, 스위치를 누를 때만 표시소자에 표시를 나타내도록 할 수도 있다.
물론, 태양전지 대신에 광흡수판을 배치하여도 동일한 표시를 나타낼 수 있다. 이때 구동전원은 내장전지만으로 한다.
[실시예 25]
앞서 기술한 실시예 또는 비교실시예에서 제작한 표시소자를 정보표시 장치로서의 시계에 응용한 예를 나타냈다. 특히 여기서는 시계의 커버유리에 표시소자를 사용한 예를 표시했다(제10도 참조). 표시소자를 앞서 나타낸 실시예 또는 비교실시예에 따라서 제작하고, 문자판으로서 태양전지를 사용하고, 아날로그 시계의 축을 통하여 침을 달아서 하이브리드 손목시계를 제작한 바, 시간 인식성이 극히 높은 표시를 나타내는 것이 가능하였다.
다른 구성에 대해서는 실시예 24에서 기술한 것을 그대로 사용할 수 있다.
[실시예 26]
앞서 기술한 실시예 또는 비교실시예에서 제작한 표시소자를 정보 표시장치로서의 휴대형 텔레비젼에 응용한 예를 나타냈다(제11도). 표시소자를 앞서 나타낸 실시예 또는 비교실시예에 따라 제작하고, 배면에 태양전지를 배치하고, 휴대형 텔레비젼의 개체에 조립한바, 시각인식성이 극히 높은 표시를 나타내는 것이 가능하였고, 동시에 사용시간을 대폭연장할 수 있었다.
다른 구성에 대해서는 실시예 24에서 기술한 것을 그대로 사용할 수 있다. 종래에는 태양전지가 장소에 따라서 디자인 및 크기에 제약이 있었다지만, 표시소자가 대체로 투명하기 때문에 태양전지에 표시패널을 중첩할 수 있도록 되어, 극히 컴팩트하고 게다가 전지 소모의 걱정이 없는 휴대형 정보 표시장치를 실현하는 것이 가능하게 되었다.
[실시예 27]
본 실시예에서는, 앞서 기술한 실시예 또는 비교실시예에서 제작한 표시소자를 임의의 표시장치 또는 태양전지와 중첩시키고, 이들 사이에 고굴절율층을 배치한 예를 기재한다. 제12도에 본 실시예의 전자장치의 간단한 도면을 표시했다. 시계의 위에 배치한 표시소자로서는 앞서 나타낸 실시예 또는 비교실시예에 따라 제작하여 사용한다. 당해 표시소자는 종래의 시계용의 IC로 충분하게 구동할 수 있는 것이다. 당해 표시소자를 어두운 색의 문자판의 시계에 중첩한다. 이때 평활한 어두운 색의 문자판의 표면에 고굴절율층으로서 ITO(굴절율 1.8)를 증착하여 사용한다. 이렇게 하여 제조한 2층형 표시장치에 날짜, 시간, 계시기능을 표시한 바, 종래의 아날로그 시계의 표면 위에 큰 글자로 디지탈 표시를 나타낼 수 있고, 매우 기능적이었다. 또한, 밝기에 대해서는 고굴절율층을 증착하지 않은 경우에 비해서 1.5배 밝았다.
다른 구성에 대해서는 실시예 24에서 기술한 것을 그대로 사용할 수 있다.
여기서 사용한 표시장치는 손목시계, 탁상시계에 한하지 않고 기계의 계기, 가정용 전기제품이나 전자기기의 표시부 등에도 개의치 않으며, 아날로그식이나 디지탈식 혹은 하이브리드식의 어떠한 것에도 무방하다. 단, 문자판은, 표시를 보기쉽게 하기 위해서 어두운 색 또는 반사성인 것이 적합하다. 당해 문자판으로서 태양전지를 사용하고, 발전되는 전력을 장치의 구동용 전원으로서 사용하면, 장치의 전지수명을 대폭 연장시킬 수 있다.
또한, 자동차등의 계기판에도 동일하게 응용할 수 있다. 고굴절율층의 재료로서는 ITO이외에, 고굴절율 유리(예를 들면, HOYA사 제품 FDSI(굴절율 2)등), 무기 산화물, 금속의 얇은 막, 유기물이나 고분자의 얇은 막(터페닐, 페릴렌, 테트라센등 방향족 환을 많이 함유한 것이 적합하다)등 굴절율이 높은것이라면 사용할 수 있다. 고굴절율층을 삽입하는 위치로서는 제13도 또는 제14도에 표시한 것과 같은 위치도 동일하게 효과가 있다.
본 실시예는 시계나 차량적재용 계기판, 기계식 계기 또는 가정용 전기제품, 전자기기의 표시부등에 응용할 수 있고, 아날로그 표시와 디지털 표시를 1개의 표시창에 실현할 수 있다. 특히, 아날로그 표시의 질감을 손상하는 것이 전혀 없기 때문에, 고급스러운 느낌을 요구하는 용도에는 최적이다. 물론, 디지탈 표시장치(트위스트 네마틱형 액정소자, LED, VFD, 플라즈마 디스플레이등)에 본 발명을 응용해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
[실시예 28]
본 실시예에서는, 실시예 23에 있어서 하부측에 배치한 표시장치와 상부측에 배치한 표시소자의 사이에 2색성 색소를 함유한 액정층을 배치한 예를 표시했다(제15도 참조). 2색성 색소를 함유한 층에 대하여 설명한다. 2매의 투명한 전극 부착 기판을 배향처리한 다음, 7μm(용도에 따라서 조정한다)의 간격을 유지하게 한다. 당해 간격에 액정[ZLI 1840(머크사 제품), S 344(미쓰이도아쓰센료사 제품) 및 CB 15(머크사 제품)을 95:3:2로 혼합한 것, 사용한 재료와 혼합비를 용도에 따라서 최적화하면 좋다]을 봉입한다. 이렇게 하여 제작한 패널을 제15도에 나타낸 것처럼 배치한다.
표측의 표시소자를 쉽게 보고싶을 때는, 전계를 제어하고 2색성 색소를 함유한 액정층을 광흡수 상태로 하여 광산란에 따른 표시가 뜨도록 할 수 있다. 이때 사용하는 리버스 PDLC 대신에 통상의 PDLC를 사용할 수 있다. 이면측의 표시장치를 쉽게 보고 싶을 때는, 전계를 앞과 역으로 제어하여 2색성 색소를 함유한 층을 투명하게 하면 좋다.
2색성 색소를 함유한 액정층은, 여기에 표시한 유전이방성이 플러스인 액정을 사용하는 이외에, 유전이방성이 마이너스인 액정을 사용할 수 있다. 이때, 당해 액정을 좁은 기판 표면에서 수직배향 처리를 실시하면 좋다. 이렇게 하므로써 앞의 예와는 역으로 전계무인가에서 투명하고 전계인가에서 광흡수를 생기게 할 수 있다.
제15도에서는 고굴절층을 배치했지만, 제16도에 표시한 것처럼 이것을 배치하지 않아도 표시는 가능하다.
본 실시예는 시계나 차량적재용 계기판, 그외의 기계식 계기, 가정용 전기제품, 전자기기등의 표시부에 응용할 수 있고, 아날로그 표시와 디지탈 표시를 1개의 표시창에 실현할 수 있다. 특히, 아날로그 표시의 질감을 손상하는 것이 전혀 없기 때문에, 고급스러운 느낌을 요구하는 용도에는 최적이다. 응용예로서 제17도에 표시된 것처럼, 아날로그 미터 위에, 실시예 2 또는 비교실시예 2에서 반사전극을 투명 전극으로 치환한 패널을 중첩시켜 사용하면, 카 내비게이숀, 텔레비젼 또는 비디오의 디스플레이로서 사용할 수 있고, 운전중에 있어서 머리를 진행방향으로 향한 채 디스플레이를 볼 수 있기 때문에 극히 안전하다.
디지털 표시장치(트위스트 네마틱형 액정소자, LED, VFD, 플라즈마 디스플레이등)에 본 발명을 응용해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
[산업상 이용가능성]
이상 본 발명에 의하면, PDLC나 리버스 PDLC를 헤이즈가 눈에 띄기 쉬운 용도에 사용함에 있어서, 액정중에 2색성 색소를 적량 첨가하고 형광 양자 수율이 작은 재료 또는 액정층의 트위스트를 중합 전과 후에 보정하는 재료, 온도의존성이 작은 재료를 사용함으로써, 헤이즈를 눈에 띄지 않게 하여, 시각인식성을 향상할 수 있도록 되었다. 본 발명의 표시소자의 헤이즈 감소 기술은, 시계 등의 패션성, 디자인성을 중시하는 용도에서는 극히 유효하다. 예를 들면, 팔목시계에 있어서, 문자판 또는 커버 유리로서 리버스 PDLC를 배치하는 경우에는, PDLC 패널의 경우 헤이즈가 거의 눈에 띄지 않게 되고 콘트라스트가 현저하게 높아진다. 물론, 다른 전자장치, 예를 들면 전자수첩이나 텔레비젼 계기판 등에 있어서도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또 종래의 표시장치 또는 태양전지 상에 리버스 PDLC를 그대로, 또는 고굴절율층을 개입시켜서 중첩함에 따라, 밝게 보기 쉬운 다기능 전자장치를 제공하는 것이 가능하게 되었다.
본 발명을 사용하면, 표시 용량이 극히 커지는 동시에, 극히 보기 쉬운 팔목 시계, 탁상시계, 가정용 전기제품, 전자기기등의 전자장치를 제조하는 것이 가능하게 된다.
또한, 태양전지를 내장하는 경우, 매우 보기 쉽고 저소비 전력으로 콤팩트한 표시소자 및 전자장치를 제작하는 것이 가능하게 되었다. 예를 들면, 태양전지 부착 아날로그 시계의 커버 유리 또는 문자판으로서 리버스 PDLC를 응용할 수 있도록 되고, 아날로그 시계의 미관과 디지탈 시계의 다기능성을 함께 갖는 것도 가능하게 된다.
또한, 전자수첩이나 휴대형 텔레비젼의 표시부분에 사용함에 따라, 태양전지 내장에도 상관없이 매우 콤팩트한 보기 쉬운 세트를 제작할 수 있도록 되었다. 태양전지 내장에 따라 전지 소모없이 장치를 사용할 수 있도록 되었다.
또한, 시각인식성이 양호한 차량적재용 계기판으로서도 사용할 수 있을 것이다. 예를 들면, 이면에 배치한 패널을 종래의 아날로그식 표시장치로서, 표면측에 리버스 PDLC를 배치하고 이면측의 표시를 백라이트로 조명하고 표면측의 표시소자를 표면측으로부터 조명(주간에는 필요가 없을지도 모른다)하면, 표면측의 표시가 이면측의 표시위에 떠오른다. 극히 시각인식성이 좋은 표시를 얻을 수 있다. 이와같이 본 발명은 종래의 기계식 계기상에 배치할 수 있기 때문에 그 응용범위가 넓다. 본 발명의 전자장치는 기본적으로 반사형이고, 주위가 밝을수록 잘 보이기 때문에 자발광형이나 백라이트형과 같은 결점이 없다. 또한, 종래의 백라이트형 또는 반사형 트위스트 네마틱 액정을 사용한 표시소자를 안쪽에 배치해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명을 최근 개발된 자동차의 내비게이션 시스템, 텔레비젼 또는 비디오의 디스플레이로서 사용하면, 얼굴을 정면으로 향한 채 지도를 파악하는 것이 가능하기 때문에 운전에 극히 안전하다.

Claims (20)

  1. 표시장치와 액정 표시소자로 이루어진 전자 기기로서, 액정 표시장치에서는 액정과 고분자로 이루어진 액정 층이 한 쌍의 기판 사이에 삽입되어 있으며, 액정 층에 인가되는 전압에 따라 광투과 상태와 광산란 상태가 제어되고, 표시장치와 액정 표시소자를 적층시킴으로써 표시장치의 표시와 액정 표시소자의 표시를 중첩시켜 표시함을 특징으로 하는 전자 기기.
  2. 제1항에 있어서, 액정이 키랄 성분을 함유함을 특징으로 하는 전자 기기.
  3. 제1항에 있어서, 혼합물 층의 키랄 피치가 액정 고분자 층의 액정 부분의 키랄 피치와 거의 동일함을 특징으로 하는 전자 기기.
  4. 제1항에 있어서, 액정이 비페닐 골격 또는 톨란 골격을 갖는 화합물을 함유함을 특징으로 하는 전자 기기.
  5. 제1항에 있어서, 액정이 터페닐 골격을 갖는 화합물을 10% 이하 함유함을 특징으로 하는 전자 기기.
  6. 제1항에 있어서, 고분자가 비페닐 골격 또는 톨란 골격을 갖는 화합물을 함유함을 특징으로 하는 전자 기기.
  7. 제1항에 있어서, 고분자가 터페닐 골격을 갖는 화합물을 10% 이하 함유함을 특징으로 하는 전자 기기.
  8. 제1항에 있어서, 2색성 색소를 액정 속에 함유함을 특징으로 하는 전자 기기.
  9. 제1항에 있어서, 고분자가 입자 또는 입자 연결체임을 특징으로 하는 전자 기기.
  10. 제1항에 있어서, 고분자가 겔 네트워크 형태임을 특징으로 하는 전자 기기.
  11. 제1항에 있어서, 표시소자의 관찰자측의 표면에 무광 처리(non-glare treatment) 또는 반사 감소처리가 실시되어 있음을 특징으로 하는 전자 기기.
  12. 제1항에 있어서, 표시소자에 사용되는 기판 중의 적어도 한쪽 기판의 액정에 접하는 쪽의 면에 칼러 필터가 형성되어 있음을 특징으로 하는 전자 기기.
  13. 제1항에 있어서, 표시소자에 사용되는 기판 중의 적어도 한쪽 기판의 액정에 접하는 쪽의 면에 액티브 소자가 형성되어 있음을 특징으로 하는 전자 기기.
  14. 제1항에 있어서, 하기 일반식의 화합물들을 액정 속에 함유함을 특징으로 하는 전자 기기.
    상기식에서, n은 정수이고, R은 알킬기, 알콕시기, 사이클로알킬기 또는 사이클로알콕시기이고, R1및 R2는 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 사이클로알콕시기, H 또는 F이고, X는 H, F, Cl 또는 CN이다.
  15. 제1항에 있어서, 고분자가 하기 일반식의 고분자 전구체를 하나 이상의 성분으로서 중합하여 이루어짐을 특징으로 하는 전자 기기.
    상기식에서, R 및 R'는 각각 독립적으로 H 또는 CH3이고, B, B' 및 B''는 각각 독립적으로 OCO, COO, OCONH, NHCOO, CONH, NHCO, -C≡C-, 각종 알킬, O, N 및 S 중에서 선택되고, A1및 A2는 각각 독립적으로 일부가 할로겐, 알킬기, 시아노기 등으로 치환될 수 있는 페닐, 비페닐, 터페닐, 쿼터페닐, 나프탈렌 또는 안트라센과 같은 방향족 환이다.
  16. 제1항에 있어서, 전극의 한쪽이 반사성 재료로 형성되어 있음을 특징으로 하는 전자 기기.
  17. 제1항에 있어서, 광흡수성 반사판이 표시소자의 배면에 배치되어 있음을 특징으로 하는 전자 기기.
  18. 제1항에 있어서, 광흡수성 반사판이 태양 전지임을 특징으로 하는 전자 기기.
  19. 제1항에 있어서, 액정 표시소자와 표시장치 사이에 굴절율층이 형성되어 있음을 특징으로 하는 전자 기기.
  20. 제1항에 있어서, 굴절율층이 투명한 재질임을 특징으로 하는 전자 기기.
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