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Abstract
Description
本発明は、表示形態が可変な表示素子に関する。 The present invention relates to a display element whose display form is variable.
近年、モバイル・コンピューティングの普及に伴って、より軽量、薄型、低消費電力なディスプレイが求められており、環境に応じて、表示形態を切り替えられるディスプレイへの関心が高まっている。
照明光としては、反射光、透過光などの外光や、表示素子自体に備わる発光源（例えば、バックライト光など）からの自発光が考えられるが、表示形態は、照明光が反射光の場合は反射型表示であり、透過光や自発光の場合には透過型表示であり、照明光に応じて表示素子の表示形態は異なる。
しかしながら、現状、これらの照明光に応じて表示形態を切り替えられるディスプレイは知られていない。
In recent years, with the spread of mobile computing, there has been a demand for a display that is lighter, thinner, and consumes less power, and there is an increasing interest in displays that can switch display modes depending on the environment.
Illumination light may be external light such as reflected light or transmitted light, or self-emission from a light source (eg, backlight light) provided in the display element itself. However, the display mode is that the illumination light is reflected light. In this case, the display type is a reflection type display, and in the case of transmitted light or self-emission, the display type is a transmission type display.
However, at present, there is no known display capable of switching the display form according to these illumination lights.
本発明は、照明光に応じて、表示形態の切り替えが可能な表示素子を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the display element which can switch a display form according to illumination light.
本発明の上記目的は、表示形態を切り替え可能な表示素子であって、光の散乱状態を変調する機能を有する光散乱変調層と、透明な面状光源層と、光強度を変調する機能を有する光強度変調層とをこの順に有することを特徴とする表示素子によって達成される。 The object of the present invention is a display element capable of switching the display form, and has a light scattering modulation layer having a function of modulating a light scattering state, a transparent planar light source layer, and a function of modulating light intensity. It is achieved by a display element characterized by having a light intensity modulation layer having this order.
上記構成の本発明の表示素子においては、光散乱変調層の光の散乱状態を変調することができる。光散乱変調層の光散乱程度を強めることにより、該光散乱変調層で光を反射させることができ、反対に光散乱変調層の光散乱程度を弱めることにより、光を透過させることができる。したがって、照明光に応じて、光散乱変調層の状態を切り替えることで、反射型表示、透過型表示の表示形態の切り替えを行うことができる。
すなわち、反射型表示の場合には光散乱変調層の光散乱程度を強め、該光散乱変調層で反射させた反射光を光強度変調層に導くことで表示を行う。一方、透過型表示の場合には光散乱変調層の光散乱程度を弱め、該光散乱変調層を透過させた透過光で表示を行う。または、面状光源層からの自発光を照明光とする場合には、光散乱変調層の光散乱程度を強め、面状光源層からの自発光を直接または光散乱変調層で反射した反射光を光強度変調層に導くことで表示を行う。
反射型表示、透過型表示のいずれの表示形態においても、光散乱変調層からの光の強度を光強度変調層で変調することで、白黒またはフルカラー表示を行うことができる。
In the display element of the present invention configured as described above, the light scattering state of the light scattering modulation layer can be modulated. By increasing the light scattering degree of the light scattering modulation layer, light can be reflected by the light scattering modulation layer, and conversely, by reducing the light scattering degree of the light scattering modulation layer, light can be transmitted. Therefore, by switching the state of the light scattering modulation layer according to the illumination light, it is possible to switch between the display forms of the reflective display and the transmissive display.
That is, in the case of a reflective display, display is performed by increasing the degree of light scattering of the light scattering modulation layer and guiding the reflected light reflected by the light scattering modulation layer to the light intensity modulation layer. On the other hand, in the case of the transmissive display, the light scattering degree of the light scattering modulation layer is weakened, and the display is performed with the transmitted light transmitted through the light scattering modulation layer. Or, when the light emitted from the planar light source layer is used as illumination light, the light scattering degree of the light scattering modulation layer is increased, and the reflected light reflected directly or by the light scattering modulation layer from the planar light source layer is reflected. Is displayed by guiding the light to the light intensity modulation layer.
In any of the display modes of the reflection type display and the transmission type display, black and white or full color display can be performed by modulating the light intensity from the light scattering modulation layer with the light intensity modulation layer.
ここで、光散乱変調層は、光の散乱状態を変調する機能を有する層であり、その好ましい形態として、例えば、高分子材料中に液晶材料が分散された高分子分散型液晶層が挙げられる。高分子分散型液晶では、液晶分子の配向状態を制御することにより、層の光の散乱状態を変化させることができる。 Here, the light scattering modulation layer is a layer having a function of modulating the light scattering state, and preferred examples thereof include a polymer dispersion type liquid crystal layer in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer material. . In the polymer dispersed liquid crystal, the light scattering state of the layer can be changed by controlling the alignment state of the liquid crystal molecules.
また、光強度変調層は、光強度を変調する機能を有する層であり、その好ましい形態として、例えば、ホスト液晶及び二色性色素を含むゲストホスト液晶層が挙げられる。ゲストホスト液晶では、分子の長軸方向と、短軸方向とで吸光度の異なる二色性色素の配向を制御することにより、該二色性色素によって吸収される光の強度を変化させることができる。 The light intensity modulation layer is a layer having a function of modulating the light intensity, and preferred examples thereof include a guest host liquid crystal layer containing a host liquid crystal and a dichroic dye. In the guest-host liquid crystal, the intensity of light absorbed by the dichroic dye can be changed by controlling the orientation of the dichroic dye having different absorbance in the major axis direction and the minor axis direction of the molecule. .
本発明によれば、照明光に応じて、表示形態の切り替えが可能な表示素子を提供できる。該表示素子は、多様な環境下での使用が可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the display element which can switch a display form according to illumination light can be provided. The display element can be used in various environments.
以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の表示素子の一実施形態を示す模式図である。
本実施形態の表示素子は、一対の透明又は不透明層１３ａ，１３ｂと、これら一対の透明又は不透明層１３ａ，１３ｂの間に積層された光散乱変調層１１と、面状光源層１４と、光強度変調層１２とで概略構成されている。本実施形態の表示素子においては、光強度変調層１２の透明又は不透明層１３ａと接する側が表示面となり、表示形態に応じて、外部の光源から照射される入射光Ｌｒ（表示面側からの入射光），Ｌｔ（背面側からの入射光），自発光Ｌ（面状光源層からの発光）を使い分けて、表示を行う。本実施形態の表示素子において、光散乱変調層１１は高分子材料中に液晶材料が分散された高分子分散型液晶層であり、光強度変調層１２はホスト液晶及び二色性色素を含むゲストホスト液晶層である。
なお、透明又は不透明層１３ａ，１３ｂは、基板や保護フィルム、光学フィルム等であり、それぞれ電極等を含め素子を駆動するための駆動素子を有していてもよい。また、不透明層とは、表示の視認性を妨げない程度に光を散乱できる層であり、いわゆる外光の反射による映り込み等を防止したりするために防眩性が付与された層を意味する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the display element of the present invention.
The display element of this embodiment includes a pair of transparent or
The transparent or
図２は、本実施形態の表示素子において、照明光に応じた表示形態を説明する図である。図２（ａ）が表示面側からの入射光Ｌｒを照明光として用いる場合（反射型表示）、図２（ｂ）が面状光源層からの自発光Ｌを用いる場合（透過型表示）、図２（ｃ）が背面側からの入射光Ｌｔを用いる場合（透過型表示）を示す図である。
表示面側からの入射光Ｌｒを照明光として用いる場合は、図２（ａ）に示すように、光散乱変調層１１の光散乱程度を強めることにより、表示面側からの入射光Ｌｒを光散乱変調層１１により反射させ、その反射光強度を光強度変調層１２により変調することにより表示を行う。
面状光源層からの自発光Ｌを用いる場合、図２（ｂ）に示すように、面状光源層１４からの自発光Ｌの光強度を光強度変調層１２により変調することにより表示を行う。このとき、光散乱変調層１１の光散乱程度を強めることにより、光散乱変調層１１側に進んだ自発光Ｌを該光散乱変調層１１により反射させ、光強度変調層１２に向かわせることができる。
背面側からの入射光Ｌｔを用いる場合は、図２（ｃ）に示すように、光散乱変調層１１の光散乱程度を弱めることにより、背面側からの入射光Ｌｔを光散乱変調層１１を透過させ、その透過光強度を光強度変調層１２により変調することにより表示を行う。
FIG. 2 is a diagram for explaining a display mode corresponding to illumination light in the display element of the present embodiment. FIG. 2A shows a case where incident light Lr from the display surface side is used as illumination light (reflection type display), and FIG. 2B shows a case where self light emission L from a planar light source layer is used (transmission type display). FIG. 2C is a diagram showing a case where the incident light Lt from the back side is used (transmission type display).
When the incident light Lr from the display surface side is used as illumination light, as shown in FIG. 2A, the incident light Lr from the display surface side is made light by increasing the degree of light scattering of the light
When the self-light emission L from the planar light source layer is used, display is performed by modulating the light intensity of the self-light emission L from the planar
When the incident light Lt from the back side is used, as shown in FIG. 2C, the light scattering degree of the light
光散乱変調層１１には電圧を印加することが可能な図示しない駆動素子が設けられ、光散乱変調層１１を構成する高分子材料中に分散された液晶分子の配向状態を印加電圧により制御することができる。液晶分子の配向状態を印加電圧により変えることで、光散乱変調層１１の光の散乱程度を用いる照明光に応じて変調する。
The light
本実施形態の表示素子では、光強度変調層１２に複数の絵素を形成し、各絵素について光強度の変調を行うことで、表示を行う。
図３は、フルカラー表示を行う場合に、光強度変調層１２により形成される一絵素の一構成例を示す模式図である。図３に示すように、光強度変調層１２は、Ｒ，Ｇ，Ｂからなる３原色画素を並置した上層と、Ｃ，Ｍ，Ｙからなる３原色画素を並置した下層とを２層積層してなり、上層と下層の画素が同位置で、かつ上層の画素と下層の画素が互いに補色関係になるよう重ね合わされて構成される。ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂは加法混色の３原色のレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）であり、Ｃ，Ｍ，Ｙは減法混色の３原色のシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）である。また、補色関係とは、混色によりニュートラルグレー（中性色）になるような色相互の関係であり、例えば、ＲとＣ，ＧとＭ，ＢとＹはそれぞれ互いに補色関係となる。
In the display element of this embodiment, a plurality of picture elements are formed in the light
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of one picture element formed by the light
各画素ともホスト液晶及び二色性色素を含むゲストホスト液晶層であり、各画素が呈する色の選択は、二色性色素を適宜選択して１種以上用いることにより行うことができる。各画素とも、印加電圧により、ホスト液晶中に含有される二色性色素の配向を変化させて、光の吸光度を変化させ、画素の表示色の表示・非表示を制御する。各画素の表示色を制御することにより、絵素単位ごとにカラー表示を行うことができる。
上層、下層とも図示しない駆動素子がそれぞれ設けられ、これら駆動素子を各々独立して駆動制御可能に設けることで、各画素独立して電圧を印加することができる。ここで、駆動方式としては、例えば、単純マトリックス駆動方式、又は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を用いたアクティブマトリックス駆動方式等の一般的な駆動方式を用いることができる。
Each pixel is a guest-host liquid crystal layer containing a host liquid crystal and a dichroic dye, and the color of each pixel can be selected by appropriately selecting one or more dichroic dyes. In each pixel, the orientation of the dichroic dye contained in the host liquid crystal is changed by the applied voltage, the light absorbance is changed, and display / non-display of the display color of the pixel is controlled. By controlling the display color of each pixel, color display can be performed for each pixel unit.
Drive elements (not shown) are provided for both the upper layer and the lower layer, and these drive elements can be independently driven and controlled, so that a voltage can be applied independently for each pixel. Here, as the driving method, for example, a general driving method such as a simple matrix driving method or an active matrix driving method using a thin film transistor (TFT) or the like can be used.
図３に示す構成の絵素によるカラー表示の仕方を図４に基づいて説明する。例えば、レッド（Ｒ）を表示させる場合には、上層では画素Ｒを発色ＯＮの状態にし、画素Ｇと画素Ｂを発色ＯＦＦの状態にする。また、下層では画素Ｍと画素Ｙを発色ＯＮ状態にし、画素Ｃを発色ＯＦＦの状態にする。このようにすると上層では画素Ｒによりレッド（Ｒ）が発色される。下層では画素Ｍによりマゼンタ（Ｍ）が発色され、画素Ｙによりイエロー（Ｙ）が発色されるが、両者の並置混色により下層全体としてレッド（Ｒ）が発色されることになり、上下両層合わせることで、絵素としてはレッド（Ｒ）が表示される。なお、図４中において、表示色が現れる画素を斜線で示している。
図３に示す構成の絵素では、一方の層にある特定の画素に着目したときに、該特定の画素と、もう一方の層にあり該特定の画素と同位置にある画素とが補色関係にあるように構成されている。したがって、上記のように、一方の層にある特定の画素の色を発色させる場合（上記例におけるレッド（Ｒ））、もう一方の層においても該特定の画素と同位置にない他の２つの画素（上記例における画素Ｍ、画素Ｙ）の表示色を並置混色させることより、該特定の画素の表示色を発色することができるので、絵素全体からの同色表示が可能であり、表示色の明るさを充分に確保できる。
A color display method using the picture elements having the configuration shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. For example, in the case of displaying red (R), in the upper layer, the pixel R is in a color ON state and the pixels G and B are in a color OFF state. Further, in the lower layer, the pixel M and the pixel Y are turned on, and the pixel C is turned off. In this way, red (R) is colored by the pixel R in the upper layer. In the lower layer, magenta (M) is colored by the pixel M, and yellow (Y) is colored by the pixel Y. However, red (R) is colored as a whole lower layer due to the juxtaposed color mixture of both, and the upper and lower layers are combined. As a result, red (R) is displayed as the picture element. In FIG. 4, pixels in which the display color appears are indicated by hatching.
In the picture element having the configuration shown in FIG. 3, when focusing on a specific pixel in one layer, the specific pixel and a pixel in the same position as the specific pixel in the other layer are complementary colors. It is configured to be in. Therefore, when the color of a specific pixel in one layer is developed as described above (red (R) in the above example), the other two layers not located at the same position as the specific pixel in the other layer Since the display colors of the pixels (pixel M and pixel Y in the above example) are mixed in parallel, the display color of the specific pixel can be developed, so that the same color display from the entire picture element is possible. Can ensure sufficient brightness.
光強度変調層１２により形成する一絵素は、図３で示される構成以外にも、公知の構成を取ることができる。例えば、図５に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂからなる３原色の画素を並置した一層のみからなる構成でもよいし（図５（ａ））、Ｃ，Ｍ，Ｙからなる３原色の画素を積層した構成でもよい（図５（ｂ））。また、図３のように３原色の画素を並置した層を２層積層させる場合でも、上下両層とも例えばＲ，Ｇ，Ｂからなる３原色の画素を並置した層とし、上層と下層とで同色の画素が重ね合わさらないようにする構成とすることもできる。
色再現性や充分な明るさ（輝度）を確保する上では、図３に示す構成が好ましい。なお、色再現性の点からは、３原色の画素を並置した層を３層以上積層させた構成も好ましいが、コスト面や製造適性を考慮すると現状では２層が妥当である。
One picture element formed by the light
In order to ensure color reproducibility and sufficient brightness (luminance), the configuration shown in FIG. 3 is preferable. From the viewpoint of color reproducibility, a configuration in which three or more layers in which pixels of three primary colors are juxtaposed is preferable, but two layers are appropriate at present in consideration of cost and manufacturing suitability.
以下、本発明の表示素子について更に説明する。なお、本発明の表示素子は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。 Hereinafter, the display element of the present invention will be further described. The display element of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications and improvements can be made.
〔光散乱変調層〕
本発明の表示素子において、光散乱変調層は、高分子材料中に液晶材料が分散された高分子分散型液晶層であることが好ましい。
高分子分散型液晶層は、高分子材料からなる媒体中に液晶材料をドロプレット状にして分散させた層であり、印加する電圧により、ドロプレット内の液晶分子の配向状態が変化し、層としての光散乱状態を変化させることができる。一般の液晶表示素子にこの高分子分散型液晶を用いた液晶表示素子は、大面積が可能であること、偏光板を必要としない等の特徴を有しており、すでに多くの研究がなされており、例えば、特開平８−２１９８６号公報、特開平７−１８１４５４号公報、特開２００２−２８７０６号公報、特開２００３−１０７４３８号公報、特開２０００−２０６５１４号公報等の報告例が挙げられる。本発明の表示素子においても、これらの文献に記載の高分子分散型液晶を用いることができる。
(Light scattering modulation layer)
In the display element of the present invention, the light scattering modulation layer is preferably a polymer dispersed liquid crystal layer in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer material.
A polymer-dispersed liquid crystal layer is a layer in which a liquid crystal material is dispersed in the form of a droplet in a medium made of a polymer material, and the orientation state of liquid crystal molecules in the droplet is changed by an applied voltage. The light scattering state can be changed. A liquid crystal display element using this polymer dispersion type liquid crystal as a general liquid crystal display element has features such as being capable of a large area and not requiring a polarizing plate. Examples include reports such as JP-A-8-21986, JP-A-7-181454, JP-A-2002-28706, JP-A-2003-107438, JP-A-2000-206514, and the like. . Also in the display element of the present invention, the polymer dispersed liquid crystal described in these documents can be used.
（液晶材料）
本発明の表示素子の高分子分散型液晶層において、高分子材料中に分散させる液晶材料としては、特に制限はないが、例えば、ネマチック相あるいはスメクチック相を示す液晶化合物が挙げられる。その具体例としては、アゾメチン化合物、シアノビフェニル化合物、シアノフェニルエステル、フッ素置換フェニルエステル、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、フッ素置換シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、シアノフェニルシクロヘキサン、フッ素置換フェニルシクロヘキサン、シアノ置換フェニルピリミジン、フッ素置換フェニルピリミジン、アルコキシ置換フェニルピリミジン、フッ素置換アルコキシ置換フェニルピリミジン、フェニルジオキサン、トラン系化合物、フッ素置換トラン系化合物、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリルなどが挙げられる。
また、「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第１５４〜１９２頁および第７１５〜７２２頁に記載の液晶化合物を用いることができる。
さらに、ＴＦＴ駆動に適したフッ素置換された液晶化合物を使用することもできる。例えば、Ｍａｒｃｋ社の液晶（ＺＬＩ−４６９２、ＭＬＣ−６２６７、６２８４、６２８７、６２８８、６４０６、６４２２、６４２３、６４２５、６４３５、６４３７、７７００、７８００、９０００、９１００、９２００、９３００、１００００など）、チッソ社の液晶（ＬＩＸＯＮ５０３６ｘｘ、５０３７ｘｘ、５０３９ｘｘ、５０４０ｘｘ、５０４１ｘｘなど）が挙げられる。
(Liquid crystal material)
In the polymer dispersed liquid crystal layer of the display element of the present invention, the liquid crystal material dispersed in the polymer material is not particularly limited, and examples thereof include a liquid crystal compound exhibiting a nematic phase or a smectic phase. Specific examples thereof include azomethine compounds, cyanobiphenyl compounds, cyanophenyl esters, fluorine-substituted phenyl esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, fluorine-substituted cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexane, fluorine-substituted phenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, Fluorine-substituted phenylpyrimidine, alkoxy-substituted phenylpyrimidine, fluorine-substituted alkoxy-substituted phenylpyrimidine, phenyldioxane, tolan compounds, fluorine-substituted tolane compounds, alkenylcyclohexylbenzonitrile, and the like.
In addition, the liquid crystal compounds described in pages 154 to 192 and pages 715 to 722 of “Liquid Crystal Device Handbook” (Japan Society for the Promotion of Science 142nd edition, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) can be used.
Further, a fluorine-substituted liquid crystal compound suitable for TFT driving can also be used. For example, a liquid crystal manufactured by Mark Co. (ZLI-4692, MLC-6267, 6284, 6287, 6288, 6406, 6422, 6423, 6425, 6435, 6437, 7700, 7800, 9000, 9100, 9200, 9300, 10000, etc.) Liquid crystal (LIXON 5036xx, 5037xx, 5039xx, 5040xx, 5041xx, etc.).
液晶材料としては、誘電率異方性が負の液晶が用いることも可能である。誘電率異方性が負の液晶と下記で述べる垂直配向膜を組み合わせることで、次に述べるように光透過状態と光散乱状態とを切り替えることができる。すなわち、電圧無印加時には液晶分子を垂直に配向しているために光は吸収されることなく透過する。一方、電圧印加時には液晶分子が水平に傾いてくるため高分子材料との屈折率差が生じ、光が散乱するようになる。つまり、電圧無印加時には透明で光透過状態となり、電圧印加時には光散乱状態となる。
誘電率異方性が負の液晶となるためには、液晶分子の短軸に誘電率異方性が大きくなるような構造にする必要があるが、例えば、「月刊ディスプレイ」（２０００年４月号）の第４頁〜９頁に記載のもの、Ｓｙｎｌｅｔｔ、第４巻、第３８９頁〜３９６頁、１９９９年に記載のものが挙げられる。なかでも、電圧保持率の観点から、フッ素系置換基を有する誘電率異方性が負の液晶が好ましい。例えば、Ｍａｒｃｋ社の液晶（ＭＬＣ−６６０８、６６０９、６６１０など）が挙げられる。
As the liquid crystal material, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy can be used. By combining a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy and a vertical alignment film described below, the light transmission state and the light scattering state can be switched as described below. That is, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned vertically, so that light is transmitted without being absorbed. On the other hand, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are inclined horizontally, so that a difference in refractive index from the polymer material occurs, and light is scattered. That is, it is transparent and light transmissive when no voltage is applied, and is in a light scattering state when voltage is applied.
In order to become a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, it is necessary to have a structure in which the dielectric anisotropy increases along the short axis of the liquid crystal molecule. For example, “Monthly Display” (April 2000) No.), pages 4 to 9, and Synlett, Vol. 4, pages 389 to 396, 1999. Among these, from the viewpoint of voltage holding ratio, a liquid crystal having a fluorine-containing substituent and having a negative dielectric anisotropy is preferable. For example, the liquid crystal (MLC-6608, 6609, 6610 etc.) of Mark company is mentioned.
液晶材料は、液晶化合物以外にも、液晶の物性を所望の範囲に変化させることを目的として（例えば、液晶相の温度範囲を所望の範囲にすることを目的として）、液晶性を示さない化合物が添加された液晶組成物であってもよい。液晶組成物には、添加剤として、更に、カイラル化合物、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの化合物を含有させてもよい。そのような添加剤は、例えば、「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第１９９〜２０２頁に記載のＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤が挙げられる。 In addition to the liquid crystal compound, the liquid crystal material is a compound that does not exhibit liquid crystallinity for the purpose of changing the physical properties of the liquid crystal to a desired range (for example, for the purpose of setting the temperature range of the liquid crystal phase to a desired range). May be added to the liquid crystal composition. The liquid crystal composition may further contain a compound such as a chiral compound, an ultraviolet absorber, or an antioxidant as an additive. Examples of such additives include chiral agents for TN and STN described in pages 199 to 202 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989). It is done.
（高分子分散化）
液晶材料を高分子材料に分散させる方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
（１）重合性のモノマーもしくはオリゴマーまたはそれらの混合物（以下、これらをまとめてプレポリマーという）に液晶組成物を溶解した溶液を、基板上に塗設してプレポリマー層を形成し、該プレポリマー層を紫外線もしくは電子線の照射によるかまたは熱による重合反応で硬化させて、高分子媒体層を形成するとともに、高分子媒体層中にプレポリマーに溶解していた液晶組成物をドロプレットとして析出させる方法。
（２）液晶組成物を加熱によりポリマーに溶解させた後、冷却して相溶性を低下させて液晶組成物をドロプレットとして析出させる方法。
（３）液晶組成物とポリマーとを共通の溶媒に溶解した後、溶媒を蒸発させて液晶組成物をドロプレットとして析出させる方法。
（４）汎用溶媒中に液晶組成物およびポリマーを混入し、乳化状態とした後、溶媒を蒸発させて、液晶成分をドロプレットとして析出させる方法。
（５）液晶組成物を低温化で結晶化し、これを粉砕して高分子溶媒中に分散させた後、基板上へ塗設する方法。
(Polymer dispersion)
Examples of the method for dispersing the liquid crystal material in the polymer material include the following methods.
(1) A solution in which a liquid crystal composition is dissolved in a polymerizable monomer or oligomer or a mixture thereof (hereinafter collectively referred to as a prepolymer) is coated on a substrate to form a prepolymer layer. The polymer layer is cured by ultraviolet or electron beam irradiation or heat polymerization to form a polymer medium layer, and the liquid crystal composition dissolved in the prepolymer in the polymer medium layer is deposited as a droplet. How to make.
(2) A method in which after the liquid crystal composition is dissolved in the polymer by heating, the liquid crystal composition is cooled to lower the compatibility to precipitate the liquid crystal composition as a droplet.
(3) A method in which after the liquid crystal composition and the polymer are dissolved in a common solvent, the solvent is evaporated to deposit the liquid crystal composition as a droplet.
(4) A method in which a liquid crystal composition and a polymer are mixed in a general-purpose solvent to form an emulsified state, and then the solvent is evaporated to deposit a liquid crystal component as a droplet.
(5) A method in which a liquid crystal composition is crystallized at a low temperature, pulverized and dispersed in a polymer solvent, and then coated on a substrate.
なお、電圧無印加時の液晶分子の配向状態は、高分子分散型液晶層を設ける基板上に行う配向処理により行うことができる。電圧無印加時の配向は、垂直配向または水平配向が好ましい。
配向処理の方法としては、特に制限はなく、ラビング処理、光照射、及び、蒸着等の種々の方法が挙げられる。これらの中でも、一対の基板の対向面における少なくとも一方に配向膜を形成し、該配向膜に、種々の条件でラビング処理、光照射等を施すことにより、液晶分子を基板に対し、任意の角度で、容易に配向させることができる点で好ましい。
配向膜の材料としては、特に制限はなく、例えば、「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第２４０〜２５６頁に記載の材料等が挙げられる。これらの中でも、ポリイミド系の材料等が好ましい。該ポリイミド系の材料を用いた配向膜としては、例えば、「月刊ディスプレイ」（２０００年、８月号、第１３頁〜１８頁）、「液晶便覧」（液晶便覧編集委員会編、丸善、２０００年）の第２５３頁〜２５８頁に記載の配向膜等が挙げられる。
ラビング処理としては、特に制限はなく、例えば、配向膜の表面をバフで一定方向に擦り、微細な溝を形成する一般的な方法等が挙げられる。
形成される配向膜としては、液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜では、プレチルト角が好ましくは６０°〜９０°、より好ましくは８０°〜９０°の垂直配向膜が望ましい。また、液晶分子を水平配向させる水平配向膜では、プレチルト角が好ましくは０°〜３０°、より好ましくは０°〜１０°の水平配向膜が望ましい。
The alignment state of the liquid crystal molecules when no voltage is applied can be performed by an alignment process performed on the substrate on which the polymer dispersed liquid crystal layer is provided. The alignment when no voltage is applied is preferably vertical alignment or horizontal alignment.
There is no restriction | limiting in particular as a method of orientation processing, Various methods, such as a rubbing process, light irradiation, and vapor deposition, are mentioned. Among these, an alignment film is formed on at least one of the opposing surfaces of a pair of substrates, and the alignment film is subjected to rubbing treatment, light irradiation, etc. under various conditions, so that liquid crystal molecules can be arranged at an arbitrary angle with respect to the substrate. It is preferable in that it can be easily oriented.
The material for the alignment film is not particularly limited. For example, the materials described in pages 240 to 256 of “Liquid Crystal Device Handbook” (Japan Society for the Promotion of Science 142nd edition, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) Can be mentioned. Of these, polyimide-based materials are preferable. Examples of the alignment film using the polyimide material include, for example, “Monthly Display” (2000, August, pages 13 to 18), “Liquid Crystal Handbook” (Liquid Crystal Handbook Editorial Committee, Maruzen, 2000). Alignment films described on pages 253 to 258 of the year).
The rubbing treatment is not particularly limited, and examples thereof include a general method for forming fine grooves by rubbing the surface of the alignment film in a certain direction with a buff.
As the alignment film to be formed, a vertical alignment film for vertically aligning liquid crystal molecules is preferably a vertical alignment film having a pretilt angle of preferably 60 ° to 90 °, more preferably 80 ° to 90 °. In the horizontal alignment film for horizontally aligning liquid crystal molecules, a horizontal alignment film having a pretilt angle of preferably 0 ° to 30 °, more preferably 0 ° to 10 ° is desirable.
（高分子材料）
本発明の表示素子の高分子分散型液晶層において用いられる高分子材料には特に制限はない。メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレン、ポリビニルブチラール、ゼラチンなどの水溶性高分子、ポリアクリレート類、ポリエステル類、ポリカーボネート類、酢酸ビニル、トリアセチルセルロースのようなセルロース誘導体類、ポリウレタン類、スチレン類などの非水溶性高分子が挙げられる。
(Polymer material)
There is no particular limitation on the polymer material used in the polymer-dispersed liquid crystal layer of the display element of the present invention. Water-soluble polymers such as methyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyoxyethylene, polyvinyl butyral, gelatin, polyacrylates, polyesters, polycarbonates, cellulose derivatives such as vinyl acetate and triacetyl cellulose, polyurethanes, styrenes, etc. A water-insoluble polymer is mentioned.
〔光強度変調層〕
本発明の表示素子において、光強度変調層は、光強度を変調する層であり、実質的な画素が形成される層である。好ましくはホスト液晶及び二色性色素を含むゲストホスト液晶層であり、ゲストホスト液晶層の場合、表示素子の低消費電力化に優れる。
ゲストホスト液晶層以外にも、例えば、電界、熱、及び磁界等の刺激により、可逆的に光の変調（消色及び発色）が可能であればよく、例えば、電気化学的な酸化還元反応により可逆的に発色・消色するエレクトロクロミック色素及び電解質等により形成されるエレクトロクロミック着色層等が挙げられる。
[Light intensity modulation layer]
In the display element of the present invention, the light intensity modulation layer is a layer that modulates the light intensity, and is a layer in which substantial pixels are formed. A guest host liquid crystal layer containing a host liquid crystal and a dichroic dye is preferred, and the guest host liquid crystal layer is excellent in reducing power consumption of the display element.
In addition to the guest-host liquid crystal layer, for example, it is only necessary to be able to reversibly modulate light (decoloring and coloring) by stimulating electric fields, heat, and magnetic fields. For example, by electrochemical redox reaction An electrochromic coloring layer formed by an electrochromic dye that reversibly develops and decolors, an electrolyte, and the like.
＜ゲストホスト型液晶層＞
ゲストホスト型液晶層は、ホスト液晶及び二色性色素のほか、必要に応じてその他の成分を含有する。
<Guest host type liquid crystal layer>
The guest-host type liquid crystal layer contains other components as necessary in addition to the host liquid crystal and the dichroic dye.
（二色性色素）
二色性色素としては、特に制限はなく、どのような発色団を有する色素であってもよいが、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、ペリレン色素、メロシアニン色素、アゾメチン色素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、アズレン色素、ジオキサジン色素、及び、ポリチオフェン色素、等が挙げられる。具体的には、「Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｄｙｅｓ ｆｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ」（Ａ． Ｖ． Ｉｖａｓｈｃｅｎｋｏ著、ＣＲＣ社、１９９４年）に記載されている色素などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、アゾ色素、アントラキノン色素、及び、ペリレン色素等が好ましく、特に、アゾ色素、及び、アントラキノン色素等が好ましい。該二色性色素としては、例えば、液晶デバイス・ハンドブック（日本学術振興会第１４２委員会編：１９８９）ｐ１９２〜ｐ１９６、ｐ７２４〜ｐ７３０に記載の二色性色素の中から選択される。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
(Dichroic dye)
The dichroic dye is not particularly limited and may be any dye having any chromophore. For example, azo dyes, anthraquinone dyes, perylene dyes, merocyanine dyes, azomethine dyes, phthaloperylene dyes, indigo dyes, Examples include azulene dyes, dioxazine dyes, and polythiophene dyes. Specific examples include dyes described in “Dichroic Dies for Liquid Crystal Display” (A. V. Ivashcenko, CRC, 1994). These may be used alone or in combination of two or more. Among these, azo dyes, anthraquinone dyes, perylene dyes, and the like are preferable, and azo dyes, anthraquinone dyes, and the like are particularly preferable. The dichroic dye is selected from, for example, dichroic dyes described in Liquid Crystal Device Handbook (edited by the Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee: 1989) p192 to p196, p724 to p730. These may be used alone or in combination of two or more.
二色性色素のうち、ゲストホスト型液晶層に用いられる二色性色素の報告例として、例えば、以下に示すアゾ色素、アントラキノン色素、及び、ペリレン色素等が挙げられ、本発明の表示素子においても、これらの色素を用いることができる。 Among the dichroic dyes, examples of dichroic dyes used in the guest-host type liquid crystal layer include the following azo dyes, anthraquinone dyes, and perylene dyes. These dyes can also be used.
アゾ色素としては、例えば、特開昭５３−２６７８３号、特開昭５３−７５１８０号、特開昭５４−６８７８０号、特開昭５５−５２３７５号、特開昭５８−７９０７７号、特開昭５９−２４７８３号、特開昭６０−１８４５６４号、特開昭６１−１２３６６７号、特開昭６２−２５２４６１号、特開平５−５９２９２号、特開平５−５９２９３号、特開平５−５９２９４号、特開平６−１５７９２７号、特開平６−２５６６７４号、特開平７−２２４２８１号、特開平８−１４３８６５号、特開平９−１４３４７１号、特開平１０−９５９８０号、及び、特開平１１−１７２２５２号の各公報に記載のアゾ色素等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。 Examples of the azo dye include JP-A-53-26783, JP-A-53-75180, JP-A-54-68780, JP-A-55-52375, JP-A-58-79077, 59-24783, JP-A-60-184564, JP-A-61-123667, JP-A-62-252461, JP-A-5-59292, JP-A-5-59293, JP-A-5-59294, JP-A-6-157927, JP-A-6-256675, JP-A-7-224281, JP-A-8-143865, JP-A-9-143471, JP-A-10-95980, and JP-A-11-172252. And azo dyes described in each of the above publications. These may be used alone or in combination of two or more.
アントラキノン色素としては、例えば、特開昭５６−３８３７６号、特開昭５７−９６０７５号、特開昭５７−１９００４８号、特開昭５７−１９８７７７号、特開昭５７−１９８７７８号、特開昭５７−２０５４４８号、特開昭５８−１８５６７８号、特開昭６２−６４８８７号、特開昭６２−６４８８８号、特開平２−６７３９４号、特開平２−６９５９１号、特開平２−１７８３９０号、特開平７−７６６５９号、特開平７−２４７４８０号、特開平７−２５２４２３号、及び、特開平８−６７８２２号の各公報に記載のアントラキノン色素等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。 Examples of the anthraquinone dye include JP-A-56-38376, JP-A-57-96075, JP-A-57-190048, JP-A-57-198777, JP-A-57-198778, JP-A-57-1987. 57-205448, JP 58-185678, JP 62-64887, JP 62-64888, JP 2-67394, JP 2-69591, JP 2-178390, Examples include anthraquinone dyes described in JP-A-7-76659, JP-A-7-247480, JP-A-7-252423, and JP-A-8-67822. These may be used alone or in combination of two or more.
ペリレン色素としては、例えば、特開昭６２−１２９３８０号公報に記載のペリレン色素等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。 Examples of the perylene dye include perylene dyes described in JP-A No. 62-129380. These may be used alone or in combination of two or more.
好ましい二色性色素としては、特開２００３−１３８２６２号公報に記載の色素が挙げられる。 Preferred dichroic dyes include the dyes described in JP-A No. 2003-138262.
二色性色素のオーダーパラメーターとしては、０．６５〜０．９５が好ましく、０．７５〜０．９５がより好ましく、該オーダーパラメーターが高い程好ましい。
上記オーダーパラメーターが前記数値範囲内の二色性色素を用いることは、充分なコントラスト及び明るさの両立する上で好ましい。
The order parameter of the dichroic dye is preferably 0.65 to 0.95, more preferably 0.75 to 0.95, and the higher the order parameter, the more preferable.
The use of a dichroic dye having an order parameter within the above numerical range is preferable for achieving both sufficient contrast and brightness.
ここで、上記オーダーパラメーターは、熱的に揺らぎを受ける二色性色素分子の分子長軸が、ダイレクターに対して時間平均でずれ角θ傾いているとき、下記数式（１）で定義される。
オーダーパラメーター（Ｓ）＝（３ｃｏｓ２θ−１）／２ ・・・数式（１）
Here, the order parameter is defined by the following mathematical formula (1) when the molecular long axis of the dichroic dye molecule that is thermally fluctuated is inclined with respect to the director by the shift angle θ in terms of time average. .
Order parameter (S) = (3 cos 2θ−1) / 2 Expression (1)
上記数式（１）において、オーダーパラメーター（Ｓ）＝０．０の場合、分子は全く秩序が無い状態であることを示し、オーダーパラメーター（Ｓ）＝１．０の場合、分子は分子長軸がダイレクターの方向に一致して配列している状態にあることを示す。 In the above formula (1), when the order parameter (S) = 0.0, it indicates that the molecule has no order at all, and when the order parameter (S) = 1.0, the molecule has a molecular long axis. It shows that it is in a state of being aligned in the direction of the director.
二色性色素の、ゲストホスト液晶層における含有量としては、特に制限はないが、画素の領域ごとに、ホスト液晶に対し、０．１〜１５質量％が好ましく、０．５〜６質量％がより好ましい。
なお、前述した実施形態で説明した加法混合３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の画素は、減法混合３原色（Ｃ，Ｍ，Ｙ）の２色の色素を混合して含有させることにより設けることができる。具体的には、レッド（Ｒ）はマゼンタ（Ｍ）色素とイエロー（Ｙ）色素の混合、グリーン（Ｇ）はＹ色素とシアン（Ｃ）色素の混合、ブルー（Ｂ）はＣ色素とＭ色素の混合である。減法混合３原色の二色性色素の具体例としては、液晶デバイス・ハンドブック（日本学術振興会第１４２委員会編：１９８９）ｐ４８９に記載の色素が挙げられ、また、光学活性中心をもつ液晶等の光学活性物質を添加してもよい。通常、Ｙ色素は４３０〜４９０ｎｍの範囲に、Ｍ色素は５００〜５８０ｎｍの範囲に、Ｃ色素は６００〜７００ｎｍの範囲に、その極大吸収波長が存在する色素である。
Although there is no restriction | limiting in particular as content in a guest host liquid crystal layer of a dichroic dye, 0.1-15 mass% is preferable with respect to a host liquid crystal for every area | region of a pixel, 0.5-6 mass% Is more preferable.
It should be noted that the additive mixed three primary colors (R, G, B) pixels described in the above-described embodiment are provided by mixing two subtractive mixed three primary colors (C, M, Y). Can do. Specifically, red (R) is a mixture of magenta (M) dye and yellow (Y) dye, green (G) is a mixture of Y dye and cyan (C) dye, and blue (B) is C dye and M dye. Is a mixture of Specific examples of the dichroic dyes of the three subtractive primary colors include the dyes described in the Liquid Crystal Device Handbook (Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee Edition: 1989) p489, liquid crystals having an optically active center, etc. These optically active substances may be added. Usually, the Y dye has a maximum absorption wavelength in the range of 430 to 490 nm, the M dye has a range of 500 to 580 nm, and the C dye has a maximum absorption wavelength in the range of 600 to 700 nm.
（ホスト液晶）
ホスト液晶としては、二色性色素と共存し得るものであれば特に制限はないが、例えば、ネマチック相やスメクチック相を示す液晶化合物等が挙げられる。
具体的には、アゾメチン化合物、シアノビフェニル化合物、シアノフェニルエステル、フッ素置換フェニルエステル、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、フッ素置換シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、シアノフェニルシクロヘキサン、フッ素置換フェニルシクロヘキサン、シアノ置換フェニルピリミジン、フッ素置換フェニルピリミジン、アルコキシ置換フェニルピリミジン、フッ素置換アルコキシ置換フェニルピリミジン、フェニルジオキサン、トラン系化合物、フッ素置換トラン系化合物、及び、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル等が挙げられる。また、液晶デバイス・ハンドブック（日本学術振興会第１４２委員会編：１９８９）ｐ１１６〜ｐ１９２記載のＰ型或いはＮ型の誘電異方性をもつシアノ基、フッ素原子、及び、クロル原子等を有し、ビフェニル、フェニルシクロヘキサン等を骨格とする各種のネマチック液晶、スメクチック液晶のほか、同ハンドブックｐ６４１〜ｐ６５３記載のポリアクリレート乃至ポリシロキサン等を主鎖とする側鎖型高分子液晶等が挙げられる。この場合、側鎖に二色性色素を有していてもよい。
好ましいホスト液晶としては、特開２００３−１３８２６２号公報に記載の液晶化合物が挙げられる。
(Host LCD)
The host liquid crystal is not particularly limited as long as it can coexist with the dichroic dye, and examples thereof include a liquid crystal compound exhibiting a nematic phase or a smectic phase.
Specifically, azomethine compounds, cyanobiphenyl compounds, cyanophenyl esters, fluorine-substituted phenyl esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, fluorine-substituted cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexane, fluorine-substituted phenylcyclohexane, cyano-substituted phenylpyrimidines, fluorine Examples thereof include substituted phenylpyrimidine, alkoxy-substituted phenylpyrimidine, fluorine-substituted alkoxy-substituted phenylpyrimidine, phenyldioxane, tolan compounds, fluorine-substituted tolan compounds, and alkenylcyclohexylbenzonitrile. Moreover, it has a cyano group, a fluorine atom, a chloro atom, etc. which have P type or N type dielectric anisotropy of p116-p192 description of liquid crystal device handbook (Japan Society for the Promotion of Science 142nd committee edition: 1989) In addition to various nematic liquid crystals and smectic liquid crystals having a skeleton of biphenyl, phenylcyclohexane, etc., side chain type polymer liquid crystals having polyacrylates or polysiloxanes described in the Handbook p641-p653 as the main chain can be used. In this case, the side chain may have a dichroic dye.
Preferred host liquid crystals include liquid crystal compounds described in JP-A No. 2003-138262.
液晶の動作モードとしては、特にネマチック−コレステリック相転移が好ましいが、特にこれに限定されるものではなく、基本的に液晶分子の配向に従って二色性色素の配向方向が制御可能であれば、どのような動作モードの液晶を用いても構わない。例えば、反射型液晶ディスプレイ、透過型液晶ディスプレイ、及び、半透過型液晶ディスプレイ、などが挙げられ、より具体的には、「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第３０９頁に記載のゲストホスト方式に記載された、「ホモジニアス配向」、「ホメオトロピック配向」、Ｗｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型（相転移型）として、「フォーカルコニック配向」及び「ホメオトロピック配向」、「Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ（ＳＴＮ）方式」との組合せ、「強誘電性液晶（ＦＬＣ）」との組合せ、などが挙げられる。また、「反射型カラーＬＣＤ総合技術」（内田龍男監修、シーエムシー社、１９９９年）の第２−１章（ＧＨモード反射型カラーＬＣＤ）、第１５〜１６頁に記載された、Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ型ＧＨモード、λ／４板型ＧＨモード、２層型ＧＨモード、相転移型ＧＨモード、及び、高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）型ＧＨモード、などが挙げられる。これらの中でも、特に、充分なコントラストを実現可能な点で、λ／４板型ＧＨモードで、初期配向をホメオトロピック配向とした液晶ディスプレイが好ましい。 The operation mode of the liquid crystal is particularly preferably a nematic-cholesteric phase transition, but is not particularly limited to this, and any mode can be used as long as the orientation direction of the dichroic dye can be controlled basically according to the orientation of the liquid crystal molecules. A liquid crystal in such an operation mode may be used. Examples include a reflective liquid crystal display, a transmissive liquid crystal display, and a transflective liquid crystal display. More specifically, “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the 142th Committee of the Japan Society for the Promotion of Science, Nikkan Kogyo Shimbun) 1989)), “homogeneous alignment”, “homeotropic alignment”, White-Taylor type (phase transition type), “focal conic alignment” and “homeo alignment”. Combination with “tropic alignment”, “Super Twisted Nematic (STN) system”, combination with “ferroelectric liquid crystal (FLC)”, and the like. Heilmeier type GH described in Chapters 2-1 (GH mode reflective type color LCD), pages 15 to 16 of "Reflective type color LCD integrated technology" (supervised by Tatsuo Uchida, CMC, 1999). Mode, λ / 4 plate type GH mode, two-layer type GH mode, phase transition type GH mode, polymer dispersed liquid crystal (PDLC) type GH mode, and the like. Among these, a liquid crystal display having a homeotropic alignment in the λ / 4 plate type GH mode is particularly preferable in that sufficient contrast can be realized.
（ゲストホスト液晶層に含まれるその他の成分）
ゲストホスト液晶層においては、例えば、液晶相の温度範囲を所望の範囲内に設定する等、前記ホスト液晶の物性を、所望の範囲に設定することを目的として、液晶性を示さない化合物を、その他の成分として含有させてもよい。また、カイラル化合物、紫外線吸収剤、及び、酸化防止剤等の化合物を、その他の化合物として含有させてもよい。このようなその他の成分としては、例えば、「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第１９９〜２０２頁に記載のＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤等が挙げられる。
(Other components contained in the guest-host liquid crystal layer)
In the guest-host liquid crystal layer, for example, a compound that does not exhibit liquid crystal properties for the purpose of setting the physical properties of the host liquid crystal in a desired range, such as setting the temperature range of the liquid crystal phase within a desired range, You may make it contain as another component. Moreover, you may contain compounds, such as a chiral compound, a ultraviolet absorber, and antioxidant, as another compound. Examples of such other components include TN and STN chiral agents described on pages 199 to 202 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989). Etc.
＜エレクトロクロミック着色層＞
エレクトロクロミック着色層としては特に制限はなく、通常公知のエレクトロクロミック色素、電解質等を用いることができる。
<Electrochromic colored layer>
There is no restriction | limiting in particular as an electrochromic coloring layer, A normally well-known electrochromic pigment | dye, electrolyte, etc. can be used.
（エレクトロクロミック色素）
エレクトロクロミック色素としては、電気化学的な酸化反応及び還元反応の少なくとも一方により発色又は消色する作用を示す限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機化合物、金属錯体などが好適にげられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
(Electrochromic dye)
The electrochromic dye is not particularly limited as long as it exhibits an action of coloring or decoloring by at least one of an electrochemical oxidation reaction and a reduction reaction, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, an organic compound, a metal Complexes and the like are preferred. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
エレクトロクロミック色素である金属錯体としては、例えば、プルシアンブルー、金属−ビピリジル錯体、金属フェナントロリン錯体、金属−フタロシアニン錯体、メタフェリシアニド、これらの誘導体などが挙げられる。 Examples of the metal complex that is an electrochromic dye include Prussian blue, metal-bipyridyl complex, metal phenanthroline complex, metal-phthalocyanine complex, metaferricyanide, and derivatives thereof.
エレクトロクロミック色素である有機化合物としては、例えば、（１）ピリジン化合物類、（２）導電性高分子類、（３）スチリル化合物類、（４）ドナー／アクセプター型化合物類、（５）その他有機色素類、などが挙げられる。 Examples of the organic compound that is an electrochromic dye include (1) pyridine compounds, (2) conductive polymers, (3) styryl compounds, (4) donor / acceptor type compounds, and (5) other organic compounds. Pigments, and the like.
上記（１）ピリジン化合物類としては、例えば、ビオローゲン、ヘプチルビオローゲン（ジヘプチルビオローゲンジブロミド等）、メチレンビスピリジニウム、フェナントロリン、アゾビピリジニウム、２，２−ビピリジニウム錯体、キノリン・イソキノリン、などが挙げられる。 Examples of (1) pyridine compounds include viologen, heptyl viologen (such as diheptyl viologen dibromide), methylene bispyridinium, phenanthroline, azobipyridinium, 2,2-bipyridinium complex, and quinoline / isoquinoline.
上記（２）導電性高分子類としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレンジアミン、ポリアミノフェノール、ポリビニルカルバゾール、高分子ビオローゲンポリイオンコンプレックス、ＴＴＦ、これらの誘導体などが挙げられる。 Examples of the conductive polymer (2) include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, polyphenylenediamine, polyaminophenol, polyvinylcarbazole, polymer viologen polyion complex, TTF, and derivatives thereof.
上記（３）スチリル化合物類としては、例えば、２−［２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル］−３，３−ジメチルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−［４−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１，３−ブタジエニル］−３，３−ジメチルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−［２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル］−３，３−ジメチル−５−メチルスルホニルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−［４−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１，３−ブタジエニル］−３，３−ジメチル−５−スルホニルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、３，３−ジメチル−２−［２−（９−エチル−３−カルバゾリル）エテニル］インドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、２−［２−［４−（アセチルアミノ）フェニル］エテニル］−３，３−ジメチルインドリノ［２，１−ｂ］オキサゾリジン、などが挙げられる。 Examples of the (3) styryl compounds include 2- [2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl] -3,3-dimethylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [4- [4- (Dimethylamino) phenyl] -1,3-butadienyl] -3,3-dimethylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl]- 3,3-dimethyl-5-methylsulfonylindolino [2,1-b] oxazolidine, 2- [4- [4- (dimethylamino) phenyl] -1,3-butadienyl] -3,3-dimethyl-5 -Sulfonylindolino [2,1-b] oxazolidine, 3,3-dimethyl-2- [2- (9-ethyl-3-carbazolyl) ethenyl] indolino [2,1-b] oxazolidine 2- [2- [4- (acetylamino) phenyl] ethenyl] -3,3-dimethyl-indolino [2,1-b] oxazolidine, and the like.
上記（４）ドナー／アクセプター型化合物類としては、例えば、テトラシアノキノジメタン、テトラチアフルバレン、などが挙げられる。 Examples of the (4) donor / acceptor type compounds include tetracyanoquinodimethane and tetrathiafulvalene.
上記（５）その他有機色素類としては、例えば、カルバゾール、メトキシビフェニル、アントラキノン、キノン、ジフェニルアミン、アミノフェノール、tris−アミノフェニルアミン、フェニルアセチレン、シクロペンチル化合物、ベンゾジチオリウム化合物、スクアリウム塩、シアニン、希土類フタロシアニン錯体、ルテニウムジフタロシアニン、メロシアニン、フェナントロリン錯体、ピラゾリン、酸化還元指示薬、ｐＨ指示薬、これらの誘導体、などが挙げられる。 Examples of (5) other organic dyes include carbazole, methoxybiphenyl, anthraquinone, quinone, diphenylamine, aminophenol, tris-aminophenylamine, phenylacetylene, cyclopentyl compound, benzodithiolium compound, squalium salt, cyanine, rare earth Examples include phthalocyanine complexes, ruthenium diphthalocyanines, merocyanines, phenanthroline complexes, pyrazolines, redox indicators, pH indicators, and derivatives thereof.
これらの中でも、ビオローゲン、ヘプチルビオローゲン（ジヘプチルビオローゲンジブロミド等）などのビオローゲン系色素が好適である。 Among these, viologen dyes such as viologen and heptyl viologen (such as diheptyl viologen dibromide) are preferable.
エレクトロクロミック色素を２種以上併用する場合の組合せとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ビオローゲンとポリアニリンとの組合せ、ポリピロールとポリメチルチオフェンとの組合せ、ポリアニリンとプルシアンブルーとの組合せ、などが挙げられる。 The combination when two or more electrochromic dyes are used in combination is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a combination of viologen and polyaniline, a combination of polypyrrole and polymethylthiophene, Examples include a combination of polyaniline and Prussian blue.
（電解質）
電解質としては、例えば、ヨウ素、臭素、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、ＣａＩ2、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、ＣａＢｒ2等の金属ハロゲン化物、ヨウ化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラプロピルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム等のアンモニウム化合物のハロゲン化塩、メチルビオロゲンクロリド、ヘキシルビオロゲンブロミド等のアルキルビオロゲン、ハイドロキノン、ナフトハイドロキノン等のポリヒドロキシベンゼン、フェロセン、フェロシアン酸塩等の鉄錯体等の少なくとも１種を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
(Electrolytes)
As the electrolyte, for example, iodine, bromine, LiI, NaI, KI, CsI , CaI 2, LiBr, NaBr, KBr, CsBr, metal halides such as CaBr 2, tetraethylammonium iodide, tetrapropyl ammonium iodide, iodide Halogenated salts of ammonium compounds such as tetrabutylammonium, tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, alkyl viologens such as methyl viologen chloride and hexyl viologen bromide, polyhydroxybenzenes such as hydroquinone and naphthohydroquinone At least one of iron complexes such as ferrocene and ferrocyanate can be used, but is not limited thereto.
（その他）
光強度変調層には、色素成分等が他色の画素と混合するのを防止するため、隣接する画素の境界部に隔壁状に境界領域を設けてもよく、境界領域は、いわゆるブラックマスク等画素周辺部のカバーを兼ねさせてもよい。これら境界領域および画素周辺部のカバーは、無彩色であることが好ましく、基板上に設けてもよい。
(Other)
In the light intensity modulation layer, in order to prevent a pigment component or the like from mixing with pixels of other colors, a boundary region may be provided in the shape of a partition at the boundary between adjacent pixels. It may also serve as a cover for the pixel periphery. The boundary region and the pixel peripheral cover are preferably achromatic, and may be provided on the substrate.
光強度変調層の厚みとしては、１μｍ〜１００μｍが好ましく、１μｍ〜５０μｍがより好ましい。 The thickness of the light intensity modulation layer is preferably 1 μm to 100 μm, and more preferably 1 μm to 50 μm.
（光強度変調層の形成方法）
本発明の光強度変調層の形成方法としては、以下の方法等が挙げられる。
例えば、ゲストホスト液晶層の場合には、適宜光学活性物質を含むいずれかの原色のゲストホスト液晶組成物を、コアセルベーション法等の公知の方法でマイクロカプセル化し、これを高分子バインダーと混合して調製した原色インキを、印刷法により、基板等の上に３原色の画素の繰返しを有するように形成する方法、レジストにより不要部分を順次カバーし、各々の原色インキを順次塗布する方法等のように、公知の液晶用カラーフィルターの製造法のうち、印刷法または顔料分散法として知られている方法を、顔料の代わりにゲストホスト液晶を含むマイクロカプセルを使用し、基板上に３原色の繰返し単位をもつように形成する方法等が挙げられる。
(Method for forming light intensity modulation layer)
Examples of the method for forming the light intensity modulation layer of the present invention include the following methods.
For example, in the case of a guest host liquid crystal layer, any primary color guest host liquid crystal composition containing an optically active substance is microencapsulated by a known method such as a coacervation method and mixed with a polymer binder. The primary color ink prepared in this way is formed on a substrate or the like by a printing method so that the pixels of the three primary colors are repeated, unnecessary portions are sequentially covered with a resist, and each primary color ink is sequentially applied, etc. Among the known methods for manufacturing color filters for liquid crystals, a method known as a printing method or a pigment dispersion method is used, and microcapsules containing guest-host liquid crystals are used instead of pigments, and three primary colors are formed on the substrate. The method of forming so that it may have a repeating unit of, etc. are mentioned.
ゲストホスト液晶のカプセル化及び印刷は、各々公知の各種の方法が挙げられる。具体的には、特表昭６２−５０２７８０号公報、特開平６−３４９４９号公報に記載の方法等が挙げられる。また前記特開平６−３４９４９号公報に、電着コーティング法として記載されている方法により、ゲストホスト液晶及び高分子マトリクス、又は、カプセル化ゲストホスト液晶及び高分子マトリクスを電着コーティングし、３原色の繰返し単位をもつように形成する方法等が挙げられる。 Various methods are known for encapsulating and printing the guest-host liquid crystal. Specific examples include the methods described in JP-A-62-2502780 and JP-A-6-34949. In addition, the guest host liquid crystal and the polymer matrix or the encapsulated guest host liquid crystal and the polymer matrix are electrodeposited and coated by the method described as the electrodeposition coating method in JP-A-6-34949. The method of forming so that it may have a repeating unit of, etc. are mentioned.
図３に示す表示素子のように、ゲストホスト液晶層を２層積層する場合には、積層される下層を形成した後、その上に透明層を設けて中間透明層を形成してもよい。また、基板及び中間透明層の間に、予めストライプ状等の隔壁を設け、３原色の繰返し単位をもつように原色のゲストホスト液晶を挟持させてもよい。原色の繰返しパターンとしては、ストライプ状、モザイク状等が挙げられる。積層される上層は、前記と同様の方法により下層の上に形成することができる。更にその上に透明層を形成してもよい。上層、下層の画素を各々予め透明層上に形成し、これらを互いに貼り合わせて２層型のゲストホスト液晶層を形成してもよい。
また、ゲストホスト液晶層におけるホスト液晶の配向は、前述した高分子分散型液晶層と同様に、ゲストホスト液晶層が設けられる基板あるいは上記透明層等を配向処理することにより調整することができる。
When two guest-host liquid crystal layers are stacked as in the display element shown in FIG. 3, after forming a lower layer to be stacked, a transparent layer may be provided thereon to form an intermediate transparent layer. Further, a stripe-shaped partition wall may be provided in advance between the substrate and the intermediate transparent layer, and the primary-color guest-host liquid crystal may be sandwiched so as to have the repeating units of the three primary colors. Examples of the primary color repeating pattern include stripes and mosaics. The upper layer to be laminated can be formed on the lower layer by the same method as described above. Further, a transparent layer may be formed thereon. The upper layer and lower layer pixels may be formed in advance on a transparent layer and bonded together to form a two-layer guest-host liquid crystal layer.
Further, the orientation of the host liquid crystal in the guest-host liquid crystal layer can be adjusted by subjecting the substrate on which the guest-host liquid crystal layer is provided, the transparent layer, or the like, in the same manner as the polymer dispersed liquid crystal layer described above.
〔面状光源層〕
本発明の表示素子において、面状光源層は自発光可能な層であり、非発光時には他の照明光による表示の視認性を妨げない程度に透明な層であればよい。
面状光源層としては、ＥＬ素子（無機または有機ＥＬ）、サイドライト型バックライト等が挙げられる。
(Surface light source layer)
In the display element of the present invention, the planar light source layer is a self-luminous layer and may be a layer that is transparent to the extent that the visibility of display by other illumination light is not hindered when no light is emitted.
Examples of the planar light source layer include EL elements (inorganic or organic EL), sidelight type backlights, and the like.
（ＥＬ素子）
面状光源層を形成するＥＬ素子は、発光材料として無機ＥＬ材料または有機ＥＬ材料を含む素子であり、その構成としては公知の無機ＥＬ素子または有機ＥＬ素子の構成を用いることができる。ＥＬ素子からの発光色は特に限定されないが、フルカラー表示を行う場合には白色発光であることが望ましい。
ＥＬ素子は薄膜であることが、表示素子の薄型・軽量化の上で、好ましい。薄膜シート状の無機ＥＬ素子としては、例えば、「ＢＬ サイン」（株式会社ディセンター、開発元：Ｓｕｎｗｉｓｅ co. ltd）などが挙げられる。
(EL element)
The EL element that forms the planar light source layer is an element including an inorganic EL material or an organic EL material as a light emitting material, and a known inorganic EL element or organic EL element can be used as its configuration. The color of light emitted from the EL element is not particularly limited, but white light emission is desirable when performing full color display.
The EL element is preferably a thin film in terms of thinning and weight reduction of the display element. Examples of the thin-film sheet-like inorganic EL element include “BL sign” (decenter, developer: Sunwise co. Ltd).
（サイドライト型バックライト）
面状光源層に用いるサイドライト型バックライトとしては、液晶表示装置に用いられる公知のサイドライト型バックライトを使用できるが、本発明の表示素子においては、非発光時に透明であることが求められるので、公知のサイドライト型バックライトにおいて光源からの光を反射し、背面に向かうのを防ぐ、いわゆる反射板（通常、金属筐体）を除いた構成とする必要がある。
図６に、本発明の表示素子の面状光源層として用いることのできるサイドライト型バックライトの一実施形態を示す。図６に示すように、サイドライト型バックライト１１０は、導光板１１１と、その表面側に設けられたプリズム・シート１１２、拡散シート１１６とを備えている。さらに導光板１１１の一辺には、サイドライト型バックライト１１０を構成するランプ・ユニット１１３が設けられている。
(Side light type backlight)
As the sidelight-type backlight used for the planar light source layer, a known sidelight-type backlight used for a liquid crystal display device can be used, but the display element of the present invention is required to be transparent when not emitting light. Therefore, it is necessary to remove the so-called reflecting plate (usually a metal casing) that reflects light from the light source and prevents it from going to the back in a known sidelight type backlight.
FIG. 6 shows an embodiment of a sidelight type backlight that can be used as a planar light source layer of the display element of the present invention. As shown in FIG. 6, the sidelight-type backlight 110 includes a
拡散シート１１６は均一な面状の光を得るために後述するプリズム・シート１１２からの光を拡散する機能を有している。拡散シート１１６としては、例えばＰＥＴからなるシート状の基材表面に、拡散材として例えば直径３０〜５０μｍ程度のアクリルビーズを配したものがあり、アクリルビーズにより形成される拡散シート１１６表面の凹凸形状により拡散効果が得られる。また、この拡散シート１１６としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ）からなるシート状の基材に、拡散材として例えば直径３０〜５０μｍ程度のアクリルビーズを練り込んだものもあり、基材（ポリカーボネート）と練り込まれたアクリルビーズとの屈折率の違いにより拡散効果が得られる。
The
また、プリズム・シート１１２は正面方向の輝度を増すために用いられている。ここで、図６示すように、プリズム・シート１１２には、その下面側に拡散プリズム面としての凹溝と凸溝とが交互に形成された、いわゆる「下向き」のものが用いられる。もっとも「上向き」のプリズム・シートを用いてもよい。また、拡散シート１１６の上にさらにプリズム・シートを設け、拡散シート１１６を上下からプリズム・シートで挟む形態にしてもよい。
The prism sheet 112 is used to increase the luminance in the front direction. Here, as shown in FIG. 6, the prism sheet 112 is a so-called “downward” sheet in which concave grooves and convex grooves as diffusion prism surfaces are alternately formed on the lower surface side thereof. However, an “upward” prism sheet may be used. Further, a prism sheet may be further provided on the
導光板１１１は、ランプ・ユニット１１３から入射した光を内部で全反射させながら進行させ、プリズム・シート１１２に接する面から前方（図６では上方）に光を出射させる機能を有する。同光板１１１としては、厚さ１〜４ｍｍ程度のアクリル樹脂、例えばポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９、臨界反射角４８°）を代表とする光透過率の優れたアクリル樹脂、より詳しくはアクリル系モノマー・コモノマーのみで形成されるのが好ましい。なお、導光板１１１として、光を散乱させるために酸化チタン（ＴｉＯ2）を含有するものもあり、それを利用することもできる。
この導光板１１は１、ランプ１１４からの光を入射するための入射面１１１ａ、入射面１１１ａへ入射した光が外部へ向かって出射するための出射面（表面）１１１ｂと、出射面１１１ｂに対向する対向面（裏面）１１１ｃを有する。この導光板１１１の対向面１１１ｃ、出射面１１１ｂ、または両面には、拡散反射を起こすため、例えば光を反射するドット状の印刷等が施されているのが好ましい。また、導光板１１１の厚さは、入射面１１１ａ側から他端側まで均一な厚さであっても良いが、光拡散性を向上させるため入射面１１１ａ側から他端側に向けて漸次薄くなるよう形成されているのが好ましい。
The
The
〔その他の構成・部材〕
本発明の表示素子におけるその他の構成・部材としては、例えば、光散乱変調層及び光強度変調層を保護あるいは把持等する一対の基板等の透明又は不透明層が挙げられ、該透明又は不透明層には保護フィルム、反射防止フィルム等の光学フィルムが設けられていてもよい。また、その他の構成・部材としては、有機層間絶縁膜、位相差板、配向膜、フロントライト等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
[Other components and components]
Examples of other components and members in the display element of the present invention include a transparent or opaque layer such as a pair of substrates that protect or grip the light scattering modulation layer and the light intensity modulation layer. May be provided with an optical film such as a protective film or an antireflection film. Other configurations / members include an organic interlayer insulating film, a phase difference plate, an alignment film, a front light, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
光散乱変調層や光強度変調層を各々狭持するように一対の電極を、透明又は不透明層を含め、その他の部材に形成することにより、本発明の表示素子を電気光学素子として用いることができる。特に、光強度変調層が二色性色素及びホスト液晶を含むゲストホスト型液晶層、又は電気化学的な酸化還元反応により可逆的に発色・消色するエレクトロクロミック色素及び電解質等により形成されるエレクトロクロミック着色層である場合、一対の電極間に光強度変調層を設け、光強度を印加電圧により制御することによって可逆的に発色・消色可能であり、好ましい。さらに、光散乱変調層についても、高分子材料に液晶材料が分散された高分子分散型液晶層である場合に、一対の電極間に設けることで、印加電圧により可逆的に光の散乱状態を調整できるので、好ましい。 The display element of the present invention can be used as an electro-optical element by forming a pair of electrodes on other members including a transparent or opaque layer so as to sandwich the light scattering modulation layer and the light intensity modulation layer, respectively. it can. In particular, the light intensity modulation layer is a guest-host type liquid crystal layer containing a dichroic dye and a host liquid crystal, or an electrochromic dye and an electrolyte that are reversibly developed and decolored by an electrochemical oxidation-reduction reaction. In the case of a chromic colored layer, a light intensity modulation layer is provided between a pair of electrodes, and the light intensity can be reversibly developed and decolored by controlling the applied voltage, which is preferable. Furthermore, when the light scattering modulation layer is a polymer-dispersed liquid crystal layer in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer material, the light scattering state is reversibly changed by an applied voltage by being provided between a pair of electrodes. This is preferable because it can be adjusted.
透明又は不透明層としては、特に制限はなく、表示素子の保護又は平坦化を目的とした、比較的機械的強度の低いものであってもよいが、一対の透明又は不透明層のうち少なくとも一方は、基板又は基紙としての機能を有するのが好ましい。
上記透明又は不透明層を含め電極を有する層は、通常、ガラス、プラスチック、紙、及び、金属等からなる基板上に、電極層を形成した電極基板であることが好ましい。
プラスチック基板の材質としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、及び、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの基板としては、例えば、「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第２１８〜２３１頁に記載の基板等を用いることができる。
電極層としては、透明電極層が好ましい。該電極層は、例えば、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、及び、酸化スズ等から形成することができる。透明電極層としては、例えば、「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第２３２〜２３９頁に記載の電極層等が用いられる。
The transparent or opaque layer is not particularly limited and may have a relatively low mechanical strength for the purpose of protecting or flattening the display element. At least one of the pair of transparent or opaque layers is It preferably has a function as a substrate or a base paper.
The layer having an electrode including the transparent or opaque layer is preferably an electrode substrate in which an electrode layer is usually formed on a substrate made of glass, plastic, paper, metal, or the like.
Examples of the material of the plastic substrate include acrylic resin, polycarbonate resin, and epoxy resin. As these substrates, for example, the substrates described on pages 218 to 231 of “Liquid Crystal Device Handbook” (Japan Society for the Promotion of Science 142nd edition, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) can be used.
As the electrode layer, a transparent electrode layer is preferable. The electrode layer can be formed of, for example, indium oxide, indium tin oxide (ITO), tin oxide, or the like. As the transparent electrode layer, for example, the electrode layers described on pages 232 to 239 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the 142th Committee of the Japan Society for the Promotion of Science, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) are used.
本発明の表示素子は、光強度変調層に対して光散乱変調層を有する側とは反対側にフロントライト等を設けて、反射型表示の場合に、該フロントライトからの光を照明光として用いてもよい。 The display element of the present invention is provided with a front light or the like on the side opposite to the side having the light scattering modulation layer with respect to the light intensity modulation layer, and in the case of a reflective display, the light from the front light is used as illumination light. It may be used.
本発明の表示素子において絵素の大きさは、特に制限はなく、通常の大きさ（０．３５ｍｍ×０．３５ｍｍ程度）が好ましい。また絵素形状としては、特に制限はないが、通常公知の形状、例えば、正方形等が挙げられる。絵素数としては、表示素子の用途により異なり、通常表示素子の絵素数として知られている範囲であれば特に制限はない。 In the display element of the present invention, the size of the picture element is not particularly limited, and a normal size (about 0.35 mm × 0.35 mm) is preferable. Further, the shape of the picture element is not particularly limited, but a generally known shape such as a square is exemplified. The number of picture elements varies depending on the application of the display element, and is not particularly limited as long as it is a range known as the number of picture elements of the normal display element.
以下、本発明の表示素子を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 Hereinafter, the display element of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
＜光散乱変調層の形成＞
（実施例１）（電圧印加時に光錯乱モードとなる方式）
ＩＴＯ透明電極層、及びポリイミド垂直配向膜（ＪＳＲ製ＪＡＬＳ２０２１）が形成されたガラス板（厚さ０．７ｍｍ）に対して、下記液晶組成物をアプリケータを用いて塗設し、ＩＴＯ透明電極層、及びポリイミド垂直配向膜（ＪＳＲ製ＪＡＬＳ２０２１）が形成されたガラス板をラミネートし、液晶素子を作成した。
<Formation of light scattering modulation layer>
(Example 1) (Method in which a light confusion mode is set when a voltage is applied)
The following liquid crystal composition was applied to the glass plate (thickness 0.7 mm) on which the ITO transparent electrode layer and the polyimide vertical alignment film (JALS2021 manufactured by JSR) were formed using an applicator, and the ITO transparent electrode layer And a glass plate on which a polyimide vertical alignment film (JALS2021 made by JSR) was formed was laminated to prepare a liquid crystal element.
液晶組成物
・ＺＬＩ−２８０６（メルク製） ７９．６質量％
・３，５，５−トリメチルヘキシルアクリレート １５．０質量％
・ヘキサンジオールジビニルエーテル ５．０質量％
・イルガキュア６５１（メルク製） ０．４質量％
Liquid crystal composition / ZLI-2806 (Merck) 79.6% by mass
・ 3,5,5-trimethylhexyl acrylate 15.0% by mass
・ Hexanediol divinyl ether 5.0% by mass
・ Irgacure 651 (Merck) 0.4% by mass
その後、該液晶素子に対して、３０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線を４０秒間照射して、重合性組成物を硬化させ、光散乱変調層を形成した。
このとき、液晶分子は基板に対して垂直に配向しているため透明な液晶素子となった。この液晶素子の電圧無印加時の光透過率は、Ｔｏｆｆ＝８５．１％であった。
次に、この液晶素子に対して、交流電圧１０Ｖ（６０Ｈｚ）を印加させた場合の光透過率を測定したところ、白色の光散乱状態となり、その光透過率はＴｏｎ＝５．２％であった。該液晶素子のコントラスト比は１６．３であった。
Thereafter, the liquid crystal element was irradiated with 30 mW / cm 2 of ultraviolet light for 40 seconds to cure the polymerizable composition, thereby forming a light scattering modulation layer.
At this time, since the liquid crystal molecules were aligned perpendicular to the substrate, a transparent liquid crystal element was obtained. The light transmittance of the liquid crystal element when no voltage was applied was Toff = 85.1%.
Next, when the light transmittance when an AC voltage of 10 V (60 Hz) was applied to the liquid crystal element was measured, a white light scattering state was obtained, and the light transmittance was Ton = 5.2%. It was. The contrast ratio of the liquid crystal element was 16.3.
（実施例２）（電圧無印加時に光散乱モードとなる方式）
実施例１の液晶をＺＬＩ−２８０６からＺＬＩ−５０８１（フッ素系水平配向用ネマチック液晶、メルク製）に、実施例１の垂直配向膜をポリイミド水平配向膜（ＪＳＲ製ＡＬ１０５１）に変更し、ラビング処理を施した以外は、実施例１と同様にして作成した液晶素子について、電圧印加時の光透過率を同様に測定した。電圧無印加時には光散乱状態の白色となり、その光透過率Ｔｏｆｆ＝６．５％であり、交流電圧１０Ｖ（６０Ｈｚ）を印加させた場合、透明となり、その光透過率は、Ｔｏｎ＝８３．０％であった。該液晶素子のコントラスト比＝１２．７であった。
(Example 2) (Method in which light scattering mode is set when no voltage is applied)
The liquid crystal of Example 1 is changed from ZLI-2806 to ZLI-5081 (fluorine-based nematic liquid crystal for horizontal alignment, manufactured by Merck), and the vertical alignment film of Example 1 is changed to a polyimide horizontal alignment film (AL1051 manufactured by JSR) for rubbing treatment. The light transmittance at the time of voltage application was measured in the same manner for the liquid crystal element produced in the same manner as in Example 1 except that. When no voltage is applied, the light scattering state is white, the light transmittance Toff is 6.5%, and when an alternating voltage of 10 V (60 Hz) is applied, the light transmittance becomes transparent, and the light transmittance is Ton = 83.0. %Met. The contrast ratio of the liquid crystal element was 12.7.
（実施例３）
−液晶組成物の作製−
表１に示す化合物（二色性色素）３ｍｇ、ホスト液晶（メルク社製、「ＭＬＣ−６６０８」）９７ｍｇとを混合した後、８０℃に加熱攪拌し、その後室温まで冷却することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各画素に対応するゲストホスト液晶組成物を作製した。
なお、表１において、Ｍ，Ｙの二色性色素の混合比率は、次の通りである。
(Example 3)
-Preparation of liquid crystal composition-
After mixing 3 mg of the compound (dichroic dye) shown in Table 1 and 97 mg of host liquid crystal (Merck, “MLC-6608”), the mixture was heated and stirred at 80 ° C., and then cooled to room temperature to obtain R, A guest-host liquid crystal composition corresponding to each pixel of G, B, C, M, and Y was prepared.
In Table 1, the mixing ratio of the dichroic dyes M and Y is as follows.
Ｍ；（化合物2-1）：（化合物2-2）＝１：１、
Ｙ；（化合物1-1）：（化合物1-2）：（化合物1-3）＝１：１：１
M; (Compound 2-1): (Compound 2-2) = 1: 1
Y; (Compound 1-1): (Compound 1-2): (Compound 1-3) = 1: 1: 1
また、Ｒ，Ｇ，Ｂには、Ｃ，Ｍ，Ｙに用いた二色性色素を混合して用い、その混合比率（モル比）を表１に示した。ここで、例えば、Ｒの場合のＭ：Ｙ＝１：１とは、Ｍに用いた二色性色素（化合物2-1と2-2とを上記モル比で混合した混合物）１モルとＹに用いた二色性色素（化合物1-1，1-2，1-3を上記モル比で混合した混合物）１モルを混ぜ合わせることを意味する。 For R, G, and B, the dichroic dyes used for C, M, and Y were mixed and used, and the mixing ratio (molar ratio) is shown in Table 1. Here, for example, in the case of R, M: Y = 1: 1 means that 1 mol of dichroic dye (mixture obtained by mixing compounds 2-1 and 2-2 in the above molar ratio) used in M and Y This means that 1 mol of the dichroic dye (compound in which compounds 1-1, 1-2, 1-3 are mixed in the above molar ratio) used in 1) is mixed.
−光強度変調層の形成、表示素子の作製−
２枚の透明電極基板（ＩＴＯ透明電極層、及びポリイミド垂直配向膜（ＪＳＲ製ＪＡＬＳ２０２１）が形成されたガラス板（厚さ０．７ｍｍ））に、接着性レジストを塗布した後、紫外線を照射し、ストライプ状の壁を形成し、両面に透明電極が敷設された中間基板（ＩＴＯ透明電極層、及びポリイミド垂直配向膜（ＪＳＲ製ＪＡＬＳ２０２１）が形成されたガラス板（厚さ０．７ｍｍ））と貼り合わせて焼成し、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各画素に対応するゲストホスト液晶組成物を注入することによって、図３に概略的に断面図を示した構成からなる絵素を複数有する光強度変調層を形成した。
続いて実施例１で作製した液晶素子、図６に示すサイドライト型バックライト、上記で作製した光強度変調層を有する素子を積層させることにより、図３に概略的に断面図を示した表示素子を作製した。
-Formation of light intensity modulation layer, production of display element-
After applying an adhesive resist to two transparent electrode substrates (a glass plate (thickness 0.7 mm) on which an ITO transparent electrode layer and a polyimide vertical alignment film (JALS2021 made by JSR) are formed), ultraviolet rays are irradiated. And an intermediate substrate (a glass plate (thickness 0.7 mm) on which an ITO transparent electrode layer and a polyimide vertical alignment film (JALS2021 made by JSR) are formed) on which striped walls are formed and transparent electrodes are laid on both sides; A picture element having a configuration schematically shown in a cross-sectional view in FIG. 3 is obtained by injecting a guest-host liquid crystal composition corresponding to each pixel of R, G, B, C, M, and Y after bonding and baking. A light intensity modulation layer having a plurality of layers was formed.
Subsequently, by laminating the liquid crystal element produced in Example 1, the side light type backlight shown in FIG. 6, and the element having the light intensity modulation layer produced above, a display schematically showing a sectional view in FIG. An element was produced.
作製した表示素子をカラー表示させたところ、反射型表示、透過型表示のいずれの表示形態においても良好な視認性が得られた。また、光散乱変調層として実施例２で作製した液晶素子を用いても同様に良好な視認性が得られた。 When the produced display element was displayed in color, good visibility was obtained in any of the display forms of the reflective display and the transmissive display. Further, even when the liquid crystal element produced in Example 2 was used as the light scattering modulation layer, good visibility was obtained in the same manner.
１１ 光散乱変調層
１２ 光強度変調層
１３ａ，１３ｂ 透明又は不透明層
Ｒ 画素（レッド）
Ｇ 画素（グリーン）
Ｂ 画素（ブルー）
Ｃ 画素（シアン）
Ｍ 画素（マゼンタ）
Ｙ 画素（イエロー）
１１０ サイドライト型バックライト
１１１ 導光板
１１２ プリズム・シート
１１３ ランプ・ユニット
１１４ ランプ
１１５ ランプ・リフレクタ
１１６ 拡散シート
11 Light scattering
G pixel (green)
B pixel (blue)
C pixel (cyan)
M pixel (magenta)
Y pixel (yellow)
110
Claims (3)
光の散乱状態を変調する機能を有する光散乱変調層と、透明な面状光源層と、光強度を変調する機能を有する光強度変調層とをこの順に有することを特徴とする表示素子。 A display element capable of switching a display form,
A display element comprising a light scattering modulation layer having a function of modulating a light scattering state, a transparent planar light source layer, and a light intensity modulation layer having a function of modulating light intensity in this order.
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