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JP2806689B2 - Light scattering type liquid crystal display - Google Patents

Light scattering type liquid crystal display

Info

Publication number
JP2806689B2
JP2806689B2 JP4094115A JP9411592A JP2806689B2 JP 2806689 B2 JP2806689 B2 JP 2806689B2 JP 4094115 A JP4094115 A JP 4094115A JP 9411592 A JP9411592 A JP 9411592A JP 2806689 B2 JP2806689 B2 JP 2806689B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
light
polymer
layer
type liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4094115A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05289066A (en
Inventor
昌浩 足立
清 戸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP4094115A priority Critical patent/JP2806689B2/en
Publication of JPH05289066A publication Critical patent/JPH05289066A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2806689B2 publication Critical patent/JP2806689B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光散乱型液晶表示装
置に関し、より詳しくは、網目構造を有する高分子化合
物内に液晶材料を保持した光散乱型液晶表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light scattering type liquid crystal display device, and more particularly to a light scattering type liquid crystal display device in which a liquid crystal material is held in a polymer compound having a network structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光散乱型液晶表示装置は、図11
および図12に示すように、透明電極線113,114
を設けたガラス基板111,112の間に液晶120と
高分子化合物122とからなる高分子分散型液晶層13
0を挟持して構成されている。すなわち、図11に示す
ように、透明電極線113,114が形成された2枚の
ガラス基板(液晶パネルとなる)111,112を用意
し、このガラス基板111,112を透明電極線113,
114が交差するように10ミクロン程度の適当な間隙
を隔てて貼り合わせる。次に、この間隙に紫外線重合型
の高分子化合物前駆体と液晶材料との混合物を充填・封
入し、続いて、このパネルに紫外線を照射する。これに
より、図12に示すように、上記高分子化合物前駆体が
重合して高分子化合物122となり、液晶120との相
分離が起こる(高分子分散型液晶層130が形成され
る。)。すなわち、液晶分子121は、高分子化合物1
22の網目構造中に分散する。このとき、液晶分子12
1のうち高分子化合物(担体)122との界面近傍のもの
は、それぞれ界面に沿って配向するため、パネル中にお
ける液晶分子121の配向方向は全体としてランダムと
なる。
2. Description of the Related Art A conventional light scattering type liquid crystal display device is shown in FIG.
As shown in FIG. 12 and FIG.
Polymer-dispersed liquid crystal layer 13 composed of liquid crystal 120 and polymer compound 122 between glass substrates 111 and 112 provided with
0 is sandwiched. That is, as shown in FIG. 11, two glass substrates (to be liquid crystal panels) 111 and 112 on which transparent electrode lines 113 and 114 are formed are prepared, and these glass substrates 111 and 112 are connected to the transparent electrode lines 113 and 114.
Attach them with an appropriate gap of about 10 μm so that 114 intersect. Next, a mixture of a UV-polymerizable high molecular compound precursor and a liquid crystal material is filled and sealed in the gap, and subsequently, the panel is irradiated with UV light. As a result, as shown in FIG. 12, the polymer compound precursor is polymerized into the polymer compound 122, and phase separation occurs with the liquid crystal 120 (the polymer dispersed liquid crystal layer 130 is formed). That is, the liquid crystal molecules 121 are
Dispersed in 22 network structures. At this time, the liquid crystal molecules 12
Of 1, the liquid crystal molecules 121 in the vicinity of the interface with the polymer compound (carrier) 122 are oriented along the interface, and thus the orientation direction of the liquid crystal molecules 121 in the panel is random as a whole.

【0003】この状態(電圧無印加状態)で、パネルに光
を入射させると、入射光が散乱される(散乱状態)。この
理由は、液晶分子121の配向がランダムであるた
め、液晶120内に入射した光の複屈折が一様でないこ
とと、液晶120と高分子化合物122との界面にお
いて、液晶120の屈折率が異常光屈折率と常光屈折率
の平均された屈折率となった状態で屈折が生じることに
よると言われている。次に、この透明電極線113,1
14に電圧を印加してこの高分子分散型液晶層130に
電界を加えると、図13に示すように、液晶分子121
が電界方向に配向するため、上述の光の散乱作用が減少
して液晶層130が透明となる(透過状態)。光散乱型液
晶表示装置では、電極層113,114に対する電圧印
加の有無によって、上記散乱状態と透過状態とを制御し
て画像表示を行う。
In this state (in a state where no voltage is applied), when light is incident on the panel, the incident light is scattered (scattered state). This is because the orientation of the liquid crystal molecules 121 is random, so that the birefringence of the light incident on the liquid crystal 120 is not uniform, and the refractive index of the liquid crystal 120 at the interface between the liquid crystal 120 and the polymer compound 122 is high. It is said that refraction occurs when the refractive index is an average of the extraordinary refractive index and the ordinary light refractive index. Next, the transparent electrode lines 113, 1
When a voltage is applied to the liquid crystal layer 14 to apply an electric field to the polymer dispersed liquid crystal layer 130, as shown in FIG.
Are oriented in the direction of the electric field, the light scattering effect described above is reduced, and the liquid crystal layer 130 becomes transparent (transmission state). In the light scattering type liquid crystal display device, image display is performed by controlling the scattering state and the transmission state depending on whether or not a voltage is applied to the electrode layers 113 and 114.

【0004】実際に、この液晶パネルを透過する光の透
過強度は、図14に示すように、入射角(液晶パネルに
入射する光の光軸に対する角度)0°付近で、液晶パネ
ルに電圧を印加しないときの透過強度(曲線a)よりも液
晶パネルに電圧を印加したときの透過強度(曲線b)の方
が大きくなっている。したがって、この透過強度の差を
利用して画像表示を行うことができる。
Actually, as shown in FIG. 14, the transmission intensity of the light transmitted through the liquid crystal panel is such that a voltage is applied to the liquid crystal panel when the incident angle (the angle with respect to the optical axis of the light incident on the liquid crystal panel) is around 0 °. The transmission intensity when a voltage is applied to the liquid crystal panel (curve b) is higher than the transmission intensity when no voltage is applied (curve a). Therefore, an image can be displayed using the difference in the transmission intensity.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記散乱状
態と透過状態との間で、光透過強度の差が大きいほどコ
ントラスト比が大きくなり、ディスプレイ特性が良くな
る。しかしながら、上記従来の光散乱型液晶表示装置で
は、図14に示した散乱状態の透過強度(曲線a)におい
て入射角0°付近が上に凸の形となっている。これは、
パネルに入射した光のうち、パネル内を直進する成分が
大きいことを示している(完全に散乱する場合は、入射
角0°に相当する透過強度の最大値の1/2の値となる
入射角が60°となるようななだらかな曲線にな
る。)。このため、従来の光散乱型液晶表示装置はコン
トラストが良くないという問題があった。
By the way, the greater the difference in light transmission intensity between the scattering state and the transmission state, the greater the contrast ratio and the better the display characteristics. However, in the above-mentioned conventional light scattering type liquid crystal display device, in the transmission intensity (curve a) in the scattering state shown in FIG. this is,
This indicates that, of the light incident on the panel, a component that travels straight in the panel is large (in the case where the light is completely scattered, the incident light becomes の of the maximum value of the transmission intensity corresponding to an incident angle of 0 °). It becomes a gentle curve with an angle of 60 °.) For this reason, the conventional light scattering type liquid crystal display device has a problem that contrast is not good.

【0006】ここで、散乱性を高めるコントラスト性を
改善するために、高分子分散型液晶層130の厚みを増
す手段が考えられる。しかし、液晶層130の厚みが増
すに伴って、十分な透過率を得るために駆動電圧を大き
くしなければならなくなり、また、液晶120の応答時
間も長くなる。このため、液晶層130の厚みを増すこ
とには限界が有る。むしろ、駆動電圧を低減し、応答を
高速化するために液晶層130の厚みを薄くしなければ
ならないのが実情である。
Here, in order to improve the contrast property which enhances the scattering property, means for increasing the thickness of the polymer-dispersed liquid crystal layer 130 can be considered. However, as the thickness of the liquid crystal layer 130 increases, the driving voltage must be increased in order to obtain a sufficient transmittance, and the response time of the liquid crystal 120 also increases. Therefore, there is a limit to increasing the thickness of the liquid crystal layer 130. Rather, the thickness of the liquid crystal layer 130 must be reduced in order to reduce the drive voltage and increase the response speed.

【0007】そこで、この発明の目的は、駆動電圧を増
大させたり応答時間を長くしたりすることなく、散乱状
態と透過状態とのコントラストを改善できる光散乱型液
晶表示装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a light scattering type liquid crystal display device which can improve the contrast between the scattering state and the transmission state without increasing the driving voltage or increasing the response time. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の光散乱型液晶表示装置は、対向す
る2枚の基板の内面にそれぞれ電極層を設け、この電極
層間に、網目状の高分子化合物の隙間に液晶を分散して
なる高分子分散型液晶層を挟持して、上記電極層に電圧
が印加されないとき、上記高分子分散型液晶層は液晶分
子の配向方向がランダムとなって入射光を散乱する一
方、上記電極層に電圧が印加されたとき、上記高分子分
散型液晶層は液晶分子の配向方向が揃って入射光を透過
するようにした光散乱型液晶表示装置において、上記電
極層と上記高分子分散型液晶層との間に、上記液晶の常
光線屈折率に略等しい屈折率を持ち、かつ、上記高分子
分散型液晶層側の面に凹凸が形成された中間層を備え、
上記両電極層は、それぞれストライプ状パターンをな
し、互いに交差して各交差箇所に画素を構成し、上記中
間層の上記高分子分散型液晶層側の面に、上記各画素毎
に各画素に相当する寸法の凹部が1つ設けられているこ
とを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a light-scattering type liquid crystal display device, wherein electrode layers are provided on inner surfaces of two opposing substrates, respectively. When a polymer-dispersed liquid crystal layer formed by dispersing a liquid crystal in a gap between network-like polymer compounds is sandwiched, and no voltage is applied to the electrode layer, the polymer-dispersed liquid crystal layer is oriented in the orientation direction of liquid crystal molecules. Is random and scatters incident light, while when a voltage is applied to the electrode layer, the polymer-dispersed liquid crystal layer is aligned in a liquid crystal molecule alignment direction so that incident light is transmitted. In the liquid crystal display device, between the electrode layer and the polymer-dispersed liquid crystal layer, the liquid crystal has a refractive index substantially equal to the ordinary light refractive index of the liquid crystal, and has an uneven surface on the polymer-dispersed liquid crystal layer side. Comprising an intermediate layer formed with
The two electrode layers each form a stripe pattern, intersect each other to form a pixel at each intersection, and on the surface of the intermediate layer on the polymer dispersed liquid crystal layer side, each pixel for each pixel. It is characterized in that one concave portion of a corresponding size is provided.

【0009】請求項2に記載の光散乱型液晶表示装置
は、請求項1に記載の光散乱型液晶表示装置において、
上記中間層は上記高分子化合物と同一材料からなること
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a light scattering type liquid crystal display device according to the first aspect.
The intermediate layer is made of the same material as the polymer compound.

【0010】請求項3に記載の光散乱型液晶表示装置
は、請求項1または請求項2に記載の光散乱型液晶表示
装置において、上記2枚の基板のうち一方の基板に、上
記画素毎に薄膜トランジスタを有することを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the light scattering type liquid crystal display device according to the first or second aspect, wherein one of the two substrates is provided with each of the pixels. A thin film transistor.

【0011】[0011]

【作用】請求項1の光散乱型液晶表示装置は、電圧無印
加状態では、液晶分子の配向がランダムであるから、液
晶の屈折率は常光線屈折率よりも大きくなる。すなわ
ち、液晶の屈折率は中間層の屈折率(液晶の常光線屈折
率と略等しい)よりも大きくなっている。したがって、
入射光は、液晶と中間層との界面で屈折する。このと
き、液晶と中間層との界面は凹凸が形成されているの
で、入射光は大きく散乱され、従来に比して光の直進成
分が減少する。一方、電圧印加状態では、液晶分子が電
界方向に配向するので、液晶の屈折率は常光線屈折率と
等しくなる。すなわち、液晶の屈折率は中間層の屈折率
と略等しくなる。したがって、液晶との中間層との界面
では屈折や散乱が起こらず、従来と同様に入射光はその
まま直進する。この結果、電圧無印加状態(散乱状態)と
電圧印加状態(透過状態)との間の光透過強度の差が従来
と比して大きくなり、コントラストが改善される。駆動
電圧に関しては、中間層での電圧降下により液晶に印加
される電圧が低下する分だけ増大するが、許容範囲に入
る。なお、液晶層(高分子分散型液晶層)の厚みを増やす
わけではないので、応答時間が長くなったりすることは
ない。
In the light scattering type liquid crystal display device according to the first aspect, when no voltage is applied, the orientation of the liquid crystal molecules is random, so that the refractive index of the liquid crystal is larger than the ordinary ray refractive index. That is, the refractive index of the liquid crystal is larger than the refractive index of the intermediate layer (substantially equal to the ordinary light refractive index of the liquid crystal). Therefore,
Incident light is refracted at the interface between the liquid crystal and the intermediate layer. At this time, since the interface between the liquid crystal and the intermediate layer has irregularities, the incident light is largely scattered, and the straight component of the light is reduced as compared with the related art. On the other hand, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the direction of the electric field, so that the refractive index of the liquid crystal is equal to the ordinary light refractive index. That is, the refractive index of the liquid crystal is substantially equal to the refractive index of the intermediate layer. Therefore, no refraction or scattering occurs at the interface between the liquid crystal and the intermediate layer, and the incident light travels straight as it is in the prior art. As a result, the difference in the light transmission intensity between the voltage non-applied state (scattering state) and the voltage applied state (transmission state) is larger than in the related art, and the contrast is improved. The drive voltage increases by the amount of the voltage applied to the liquid crystal due to the voltage drop in the intermediate layer, but falls within the allowable range. Note that the response time does not increase because the thickness of the liquid crystal layer (polymer-dispersed liquid crystal layer) is not increased.

【0012】しかも、上記両電極層は、それぞれストラ
イプ状パターンをなし、互いに交差して各交差箇所に画
素を構成し、上記中間層の上記高分子分散型液晶層側の
面に、上記各画素毎にこの画素は相当する寸法の凹部が
1つ設けられているので、各画素において散乱状態と透
過状態との間の光透過強度の差が大きくなる。この結
果、コントラストが改善される。
In addition, the two electrode layers form a stripe pattern, and intersect each other to form a pixel at each intersection, and the intermediate layer has a surface on the polymer dispersion type liquid crystal layer side facing the pixel. Since each pixel has one concave portion of a corresponding size, the difference in light transmission intensity between the scattering state and the transmission state in each pixel increases. As a result, the contrast is improved.

【0013】請求項2の光散乱型液晶表示装置では、上
記中間層は上記高分子化合物と同一材料からなるので、
中間層と高分子分散型液晶層とが良く密着し、剥離が生
じるようなことがない。
In the light scattering type liquid crystal display device according to the second aspect, the intermediate layer is made of the same material as the polymer compound.
The intermediate layer and the polymer-dispersed liquid crystal layer adhere well and there is no occurrence of peeling.

【0014】請求項3の光散乱型液晶表示装置は、上記
2枚の基板のうち一方の基板に、上記画素毎に薄膜トラ
ンジスタを有するので、良好なコントラストでもってア
クティブマトリクス駆動できるようになる。
In the light scattering type liquid crystal display device according to the third aspect, since a thin film transistor is provided for each pixel on one of the two substrates, active matrix driving can be performed with a good contrast.

【0015】[0015]

【実施例】以下、この発明の光散乱型液晶表示装置を実
施例により詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the light scattering type liquid crystal display device of the present invention will be described in detail with reference to embodiments.

【0016】図1は、この発明の基礎となる光散乱型液
晶表示装置の断面を示している。この光散乱型液晶表示
装置は、2枚のガラス基板11,12と、この基板11,
12の内面に設けられた透明電極線(電極層)13,14
と、透明電極線13,14の間に保持された高分子分散
型液晶層30を備えている。さらに、一方の基板11と
高分子分散型液晶層30との間に、高分子分散型液晶層
30内の液晶20の常光線屈折率と略等しい屈折率を持
ち、かつ、高分子分散型液晶層30側の面15aに凹凸
が形成された中間層15を備えている。
FIG. 1 shows a cross section of a light scattering type liquid crystal display device on which the present invention is based. This light-scattering type liquid crystal display device has two glass substrates 11, 12,
12, transparent electrode wires (electrode layers) 13 and 14 provided on the inner surface
And a polymer-dispersed liquid crystal layer 30 held between the transparent electrode lines 13 and 14. Further, between the one substrate 11 and the polymer dispersed liquid crystal layer 30, a refractive index substantially equal to the ordinary light refractive index of the liquid crystal 20 in the polymer dispersed liquid crystal layer 30, and the polymer dispersed liquid crystal An intermediate layer 15 having irregularities formed on a surface 15a on the layer 30 side is provided.

【0017】この光散乱型液晶表示装置は次のようにし
て作製する。
The light scattering type liquid crystal display device is manufactured as follows.

【0018】まず2枚のガラス基板11,12のそれ
ぞれに、酸化インジウムスズ(ITO)膜をスパッタリン
グ法によって成膜し、ホトリソグラフ手法を用いて、図
11に示したものと同様に、それぞれストライプ状にパ
ターニング加工して透明電極線13,14を形成する。
First, an indium tin oxide (ITO) film is formed on each of the two glass substrates 11 and 12 by a sputtering method, and is striped using a photolithographic method in the same manner as that shown in FIG. The transparent electrode lines 13 and 14 are formed by patterning.

【0019】次に、図3に示すように、一方の基板1
1上に、溶媒に溶かしたアクリル系樹脂(屈折率1.5)
をスピンコータを用いて塗布し、加熱して成膜し、中間
層15を形成する。この時、中間層15の膜厚は2μm
とした。続いて、この上に、パターニング用のレジスト
(図示せず)を塗布し、マスク露光、現像、中間層表面1
5aに対するエッチングおよびレジスト剥離を行って、
中間層表面15aに多数の凹部(結果的に凹凸となってい
る)16を形成する。なお、このとき中間層表面15aを
上方から見た場合、図2に示すようなパターンレイアウ
トとなっている(図3は図2におけるII−III'線断
面に相当する。なお、図2では、簡略のため、凹部1
6,…はその1部のみを示した。)。この例では、ストラ
イプ状の透明電極線13の1本の幅(したがって、1つ
の画素)の中に4組〜5組の凹凸を形成した。
Next, as shown in FIG.
Acrylic resin dissolved in a solvent (refractive index: 1.5)
Is applied using a spin coater and heated to form a film, thereby forming the intermediate layer 15. At this time, the thickness of the intermediate layer 15 is 2 μm.
And Then, on top of this, a resist for patterning
(Not shown), mask exposure, development, intermediate layer surface 1
Perform etching and resist stripping for 5a,
A large number of recesses (resulting in unevenness) 16 are formed on the intermediate layer surface 15a. At this time, when the intermediate layer surface 15a is viewed from above, the pattern layout is as shown in FIG. 2 (FIG. 3 corresponds to a section taken along the line II-III 'in FIG. 2. In FIG. Recess 1 for simplicity
6, ... indicate only one part. ). In this example, four to five sets of concavities and convexities were formed within one width (and thus one pixel) of the stripe-shaped transparent electrode line 13.

【0020】次に、図1に示すように、2枚の基板1
1,12を、透明電極13,14が内側になり、かつ、互
いに交差するように10ミクロン程度(従来並み)の間隙
を隔てて配置する。この2枚の基板11,12の間に、
直径15μmのプラスティックビーズを多数散布した
後、基板11,12をシール樹脂で貼り合わせる。続い
て、注入口より光重合型のアクリル系高分子化合物22
(屈折率1.5)のモノマーまたはオリゴマーと液晶材料
20(常光線屈折率1.5)との混合物を注入する。この
後、注入した混合物に紫外線を照射して、モノマーまた
はオリゴマーを重合させて、高分子化合物相22と液晶
相20とを構造的に相分離させる。この結果、高分子化
合物22は網目状の構造となり、液晶20はこの高分子
化合物22の網目の間に分散された状態となる(作製完
了)。
Next, as shown in FIG.
The electrodes 1 and 12 are arranged with a gap of about 10 microns (about the same as the conventional one) so that the transparent electrodes 13 and 14 are inside and cross each other. Between these two substrates 11 and 12,
After spraying a large number of plastic beads having a diameter of 15 μm, the substrates 11 and 12 are bonded with a sealing resin. Subsequently, the photopolymerizable acrylic polymer compound 22 was injected from the injection port.
A mixture of a monomer or oligomer (refractive index: 1.5) and the liquid crystal material 20 (ordinary refractive index: 1.5) is injected. After that, the injected mixture is irradiated with ultraviolet rays to polymerize the monomer or oligomer, and the polymer compound phase 22 and the liquid crystal phase 20 are structurally phase-separated. As a result, the polymer compound 22 has a network structure, and the liquid crystal 20 is dispersed between the networks of the polymer compound 22 (production completed).

【0021】この光散乱型液晶表示装置では、図4に曲
線aで示すように、電圧無印加状態(散乱状態)のとき、
透過光の直進成分(入射角0°付近)の強度が従来に比し
て減少した。これにより、散乱状態と透過状態とのコン
トラストを改善することができた。
In this light scattering type liquid crystal display device, as shown by a curve a in FIG. 4, when no voltage is applied (scattering state),
The intensity of the straight component of the transmitted light (in the vicinity of the incident angle of 0 °) was reduced as compared with the conventional case. Thereby, the contrast between the scattering state and the transmission state could be improved.

【0022】この理由は次のように考えられる。図5に
示すように、電圧を印加しないときに、下方から液晶2
0を入射した光Lは、液晶20内での散乱に加えて、高
分子分散型液晶20と中間層15の界面15aを通過す
る際、屈折する。これは、電圧を印加しない状態では、
液晶20の屈折率と中間層15の屈折率とが異なるから
である。すなわち、電圧を印加しない状態では、液晶分
子21の配向方向がランダムであるため、液晶20の屈
折率が常光線屈折率(中間層15の屈折率に等しい)より
大きくなるからである。したがって、液晶20と中間層
15の界面15aに達した入射光Lは直進せず、屈折す
る。このとき、液晶20と中間層15との界面15aに
は凹凸が形成されているので、入射光は従来に比して大
きく散乱されて、透過光の直進成分が減少する。一方、
電圧印加状態(透過状態)では、図6に示すように、液晶
分子21は電界方向に配向するため、液晶20の屈折率
は常光線屈折率となり、中間層15の屈折率と等しくな
る。したがって、液晶20と中間層15との界面15a
では屈折や散乱が起こらず、図4に曲線bで示すよう
に、透過光の強度は従来と同じレベルになる。このよう
にして、散乱状態と透過状態との間の光透過強度の差が
拡大し、コントラストが改善されたのである。駆動電圧
に関しては、中間層での電圧降下により液晶に印加され
る電圧が低下する分だけ増大するが、許容範囲に入る。
なお、高分子分散型液晶層30の厚みを増やすわけでは
ないので、応答時間が長くなったりすることは無かっ
た。
The reason is considered as follows. As shown in FIG. 5, when no voltage is applied,
The light L incident with 0 is refracted when passing through the interface 15a between the polymer-dispersed liquid crystal 20 and the intermediate layer 15 in addition to being scattered in the liquid crystal 20. This means that when no voltage is applied,
This is because the refractive index of the liquid crystal 20 and the refractive index of the intermediate layer 15 are different. That is, when no voltage is applied, the orientation direction of the liquid crystal molecules 21 is random, so that the refractive index of the liquid crystal 20 becomes larger than the ordinary light refractive index (equal to the refractive index of the intermediate layer 15). Therefore, the incident light L that has reached the interface 15a between the liquid crystal 20 and the intermediate layer 15 does not go straight but is refracted. At this time, since the unevenness is formed at the interface 15a between the liquid crystal 20 and the intermediate layer 15, the incident light is scattered more than in the conventional case, and the straight component of the transmitted light is reduced. on the other hand,
In the voltage applied state (transmission state), as shown in FIG. 6, the liquid crystal molecules 21 are oriented in the direction of the electric field, so that the refractive index of the liquid crystal 20 becomes the ordinary light refractive index and becomes equal to the refractive index of the intermediate layer 15. Therefore, the interface 15a between the liquid crystal 20 and the intermediate layer 15
In this case, refraction and scattering do not occur, and the intensity of the transmitted light is at the same level as in the related art, as shown by the curve b in FIG. In this way, the difference in light transmission intensity between the scattering state and the transmission state is enlarged, and the contrast is improved. The drive voltage increases by the amount of the voltage applied to the liquid crystal due to the voltage drop in the intermediate layer, but falls within the allowable range.
Since the thickness of the polymer-dispersed liquid crystal layer 30 was not increased, the response time did not increase.

【0023】図7、図8は、この発明の一実施例の光散
乱型液晶表示装置の要部断面(片側の基板81に中間層
85を設けた部分)を示している。図7は平面、図8は
図7におけるVIII−VIII'線断面を示してい
る。
FIGS. 7 and 8 show a cross section of a main part of the light scattering type liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention (a portion where an intermediate layer 85 is provided on a substrate 81 on one side). 7 shows a plane, and FIG. 8 shows a cross section taken along line VIII-VIII 'in FIG.

【0024】この光散乱型液晶表示装置は、中間層85
の表面85aに、ストライプ状の透明電極線83の1本
の幅(したがって、1つの画素)に相当する寸法の凹部8
6を設けている。すなわち、図1〜図6の例と同様に、
ガラス基板81上に透明電極線(ITO電極)83を形成
し、この上に、中間層85となるべきアクリル系樹脂
(膜厚2μm)を成膜する。続いて、フォトグラフィおよ
びエッチングを行って、中間層85の表面85aに凹部
86を形成する。このとき、レジストの現象を適正時間
よりも長く行うことにより、各凹部86のパターン周囲
のレジストの厚みを薄くする。この状態で中間層85の
エッチングを行うと、パターン周囲も若干エッチングさ
れ、図8に示すような凹状のパターンが得られる。この
後、図1〜図6の例と同様に、もう1枚のITO電極付
きのガラス基板と貼り合わせ、その間隙に高分子分散型
液晶層を形成する。
This light scattering type liquid crystal display device has an intermediate layer 85.
A concave portion 8 having a dimension corresponding to one width of the stripe-shaped transparent electrode line 83 (accordingly, one pixel) is formed on the surface 85a of the
6 are provided. That is, similar to the examples of FIGS.
A transparent electrode wire (ITO electrode) 83 is formed on a glass substrate 81, and an acrylic resin to be an intermediate layer 85 is formed thereon.
(Film thickness: 2 μm). Subsequently, a recess 86 is formed in the surface 85a of the intermediate layer 85 by performing photography and etching. At this time, by making the phenomenon of the resist longer than the appropriate time, the thickness of the resist around the pattern of each concave portion 86 is reduced. When the intermediate layer 85 is etched in this state, the periphery of the pattern is also slightly etched, and a concave pattern as shown in FIG. 8 is obtained. Thereafter, as in the examples of FIGS. 1 to 6, the glass substrate is bonded to another glass substrate with an ITO electrode, and a polymer dispersed liquid crystal layer is formed in the gap.

【0025】この実施例では、さらに散乱状態と透過状
態とのコントラストを改善でき、良好な特性を得ること
ができた。
In this embodiment, the contrast between the scattering state and the transmission state can be further improved, and good characteristics can be obtained.

【0026】図10は別の実施例の光散乱型液晶表示装
置の断面を示している。
FIG. 10 shows a cross section of a light scattering type liquid crystal display device of another embodiment.

【0027】この光散乱型液晶表示装置は、各画素毎に
スイッチ素子として薄膜トランジスタを有している。ま
ず、ガラス基板101の片面に、公知の手法により薄膜
トランジスタ109画素電極(ITO電極)106とをア
レイ状に形成し、その上に、上記実施例と同様に、アク
リル樹脂膜をパターニングして中間層108を形成す
る。このとき、図9に示すように、中間層108の表面
108aに、各画素106毎に各画素に相当する寸法の
凹部91を1つ設けている(なお、図10は図9におけ
るIX−IX'線断面を示している。)。94はゲート電
極線である。この後、図10に示すように、ITO電極
103に設けた対向基板102と貼り合わせ、上記実施
例と同様に、基板101,102の間隙に高分子化合物
104と液晶105とからなる高分子分散型液晶層90
を形成する。なお、107は窒化シリコンからなるパッ
シベーション膜である。
This light scattering type liquid crystal display device has a thin film transistor as a switching element for each pixel. First, on one surface of a glass substrate 101, a thin film transistor 109 and a pixel electrode (ITO electrode) 106 are formed in an array by a known method, and an acrylic resin film is patterned thereon, similarly to the above embodiment, to form an intermediate layer. 108 is formed. At this time, as shown in FIG. 9, one recess 91 having a size corresponding to each pixel is provided on the surface 108a of the intermediate layer 108 for each pixel 106 (FIG. 10 shows IX-IX in FIG. 9). 'Line section is shown.) 94 is a gate electrode line. Thereafter, as shown in FIG. 10, the substrate is bonded to a counter substrate 102 provided on an ITO electrode 103, and a polymer dispersion comprising a polymer compound 104 and a liquid crystal 105 is provided in the gap between the substrates 101 and 102, as in the above embodiment. Type liquid crystal layer 90
To form Reference numeral 107 denotes a passivation film made of silicon nitride.

【0028】この液晶パネルを通常の投影光学系に配置
した。このとき、中間層108を形成していない基板
側、すなわち対向基板102側から光を入射させた。こ
のようにした場合、スクリーン上の投影画像は明るく、
従来の液晶パネルを用いた場合に比してコントラストの
高い良好な特性を得ることができた。
This liquid crystal panel was arranged in a normal projection optical system. At this time, light was incident from the substrate side where the intermediate layer 108 was not formed, that is, from the counter substrate 102 side. In this case, the projected image on the screen is bright,
As a result, good characteristics with high contrast were obtained as compared with the case where a conventional liquid crystal panel was used.

【0029】なお、中間層108は、対向基板102側
に形成しても良い。この場合、光を入射させるのは、薄
膜トランジスタ基板101側とする。
Incidentally, the intermediate layer 108 may be formed on the counter substrate 102 side. In this case, light is incident on the thin film transistor substrate 101 side.

【0030】上記各例では、中間層15,85,108を
いずれもアクリル樹脂を材料として形成したが、これに
限られるものではない。中間層の材料は、用いる液晶の
常光線屈折率と略等しいものであれば良く、例えば、ポ
リイミドなどを用いることもできる。
In each of the above examples, the intermediate layers 15, 85, and 108 are all formed of an acrylic resin, but the present invention is not limited to this. The material for the intermediate layer may be any material as long as it is substantially equal to the ordinary light refractive index of the liquid crystal to be used. For example, polyimide may be used.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1の光
散乱型液晶表示装置は、電極層と高分子分散型液晶層と
の間に、液晶の常光線屈折率に略等しい屈折率を持ち、
かつ、上記高分子分散型液晶層側の面に凹凸が形成され
た中間層を備えているので、電圧無印加状態(散乱状態)
では液晶の屈折率が中間層の屈折率よりも大きくなっ
て、上記高分子分散型液晶層と中間層との凹凸のある界
面で入射光を従来に比して大きく散乱でき、従来に比し
て光の直進成分を減少させることができる。一方、電圧
印加状態(透過状態)では液晶の屈折率が中間層の屈折率
と等しくなって、上記界面では屈折や散乱が起こらず、
従来と同様に入射光を直進させることができる。したが
って、散乱状態と透過状態との間の光透過強度の差を従
来に比して大きくでき、コントラストを改善することが
できる。駆動電圧に関しては、中間層での電圧降下によ
り液晶に印加される電圧が低下する分だけ増大するが、
許容範囲に入る。また、液晶層の厚みを増やすわけでは
ないので、応答時間が長くなるのを避けることができ
る。
As is apparent from the above description, the light scattering type liquid crystal display device according to the first aspect has a refractive index substantially equal to the ordinary ray refractive index of the liquid crystal between the electrode layer and the polymer dispersed type liquid crystal layer. Holding
In addition, since an intermediate layer having irregularities formed on the surface on the polymer dispersed liquid crystal layer side is provided, no voltage is applied (scattering state).
In this case, the refractive index of the liquid crystal becomes larger than the refractive index of the intermediate layer, and the incident light can be scattered at the uneven interface between the polymer-dispersed liquid crystal layer and the intermediate layer as compared with the conventional case. Thus, the straight component of light can be reduced. On the other hand, in the voltage applied state (transmission state), the refractive index of the liquid crystal becomes equal to the refractive index of the intermediate layer, and no refraction or scattering occurs at the interface,
As in the conventional case, the incident light can travel straight. Therefore, the difference in light transmission intensity between the scattering state and the transmission state can be increased as compared with the related art, and the contrast can be improved. As for the driving voltage, the voltage applied to the liquid crystal decreases due to the voltage drop in the intermediate layer.
Enter the acceptable range. In addition, since the thickness of the liquid crystal layer is not increased, it is possible to prevent the response time from being lengthened.

【0032】しかも、上記両電極層は、それぞれストラ
イプ状パターンをなし、互いに交差して各交差箇所に画
素を構成し、上記中間層の上記高分子分散型液晶層側の
面に、上記各画素毎に各画素は相当する寸法の凹部が1
つ設けられているので、各画素において散乱状態と透過
状態との間の光透過強度の差が大きくなる。この結果、
コントラストを改善することができる。
In addition, the two electrode layers form a stripe pattern, and cross each other to form a pixel at each crossing point. Each pixel has one recess of the corresponding size.
As a result, the difference in light transmission intensity between the scattering state and the transmission state in each pixel increases. As a result,
The contrast can be improved.

【0033】請求項2の光散乱型液晶表示装置では、上
記中間層は上記高分子化合物と同一材料からなるので、
中間層と高分子分散型液晶層とが良く密着し、剥離が生
じるのを避けることができる。
In the light scattering type liquid crystal display device according to the second aspect, the intermediate layer is made of the same material as the polymer compound.
The intermediate layer and the polymer-dispersed liquid crystal layer are in good contact with each other, and the occurrence of peeling can be avoided.

【0034】請求項3の光散乱型液晶表示装置は、上記
2枚の基板のうち一方の基板に、上記画素毎に薄膜トラ
ンジスタを有するので、良好なコントラストでもってア
クティブマトリクス駆動を行うことができる。
In the light scattering type liquid crystal display device according to the third aspect, since the thin film transistor is provided for each of the pixels on one of the two substrates, active matrix driving can be performed with a good contrast.

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

【図1】 この発明の基礎となる光散乱型液晶表示装置
の断面構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of a light scattering type liquid crystal display device on which the present invention is based.

【図2】 上記光散乱型液晶表示装置の一方の基板に設
けた中間層の表面を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a surface of an intermediate layer provided on one substrate of the light scattering type liquid crystal display device.

【図3】 図2におけるIII−III'線断面を示す
図である。
FIG. 3 is a view showing a cross section taken along line III-III ′ in FIG. 2;

【図4】 上記光散乱型液晶表示装置の散乱状態、透過
状態における光の透過強度を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a light transmission intensity in a scattering state and a transmission state of the light scattering type liquid crystal display device.

【図5】 上記光散乱型液晶表示装置の散乱状態におけ
る動作を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation of the light scattering type liquid crystal display device in a scattering state.

【図6】 上記光散乱型液晶表示装置の透過状態におけ
る動作を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of the light scattering type liquid crystal display device in a transmission state.

【図7】 この発明の一実施例の光散乱型液晶表示装置
の一方の基板に設けた中間層の表面を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a surface of an intermediate layer provided on one substrate of the light scattering type liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention.

【図8】 図7におけるVIII−VIII'線断面を
示す図である。
FIG. 8 is a view showing a cross section taken along line VIII-VIII ′ in FIG. 7;

【図9】 この発明の別の実施例の光散乱型液晶表示装
置の一方の基板に設けた中間層の表面を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a surface of an intermediate layer provided on one substrate of a light scattering type liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

【図10】 上記光散乱型液晶表示装置の断面構造を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a cross-sectional structure of the light scattering type liquid crystal display device.

【図11】 従来の光散乱型液晶表示装置の構成する2
枚の基板を示す図である。
FIG. 11 shows a configuration 2 of the conventional light scattering type liquid crystal display device.
FIG. 3 is a diagram illustrating a single substrate.

【図12】 従来の光散乱型液晶表示装置の断面(散乱
状態)を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a cross section (scattering state) of a conventional light scattering type liquid crystal display device.

【図13】 従来の光散乱型液晶表示装置の断面(透過
状態)を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a cross section (transmission state) of a conventional light scattering type liquid crystal display device.

【図14】 従来の光散乱型液晶表示装置の散乱状態、
透過状態における光の透過強度を示す図である。
FIG. 14 shows a scattering state of a conventional light scattering type liquid crystal display device,
FIG. 3 is a diagram illustrating transmission intensity of light in a transmission state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12,81,101,102 ガラス基板 13,14 透明電極線 15,85,108 中間層 15a,85a,108a 中間層表面 16,86,91 凹部 20,105 液晶 21 液晶分子 22,104 高分子化合物 30,90 高分子分散型液晶層 103,106 ITO電極 107 パッシベーション膜 109 薄膜トランジスタ 11, 12, 81, 101, 102 Glass substrate 13, 14 Transparent electrode wire 15, 85, 108 Intermediate layer 15a, 85a, 108a Intermediate layer surface 16, 86, 91 Concave 20, 105 Liquid crystal 21 Liquid crystal molecule 22, 104 Polymer Compound 30,90 Polymer dispersed liquid crystal layer 103,106 ITO electrode 107 Passivation film 109 Thin film transistor

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対向する2枚の基板の内面にそれぞれ電
極層を設け、この電極層間に、網目状の高分子化合物の
隙間に液晶を分散してなる高分子分散型液晶層を挟持し
て、上記電極層に電圧が印加されないとき、上記高分子
分散型液晶層は液晶分子の配向方向がランダムとなって
入射光を散乱する一方、上記電極層に電圧が印加された
とき、上記高分子分散型液晶層は液晶分子の配向方向が
揃って入射光を透過するようにした光散乱型液晶表示装
置において、 上記電極層と上記高分子分散型液晶層との間に、上記液
晶の常光線屈折率に略等しい屈折率を持ち、かつ、上記
高分子分散型液晶層側の面に凹凸が形成された中間層を
備え、 上記両電極層は、それぞれストライプ状パターンをな
し、互いに交差して各交差箇所に画素を構成し、 上記中間層の上記高分子分散型液晶層側の面に、上記各
画素毎に各画素に相当する寸法の凹部が1つ設けられて
いることを特徴とする光散乱型液晶表示装置。
1. An electrode layer is provided on each of inner surfaces of two opposing substrates, and a polymer-dispersed liquid crystal layer formed by dispersing liquid crystal in a gap between mesh-like polymer compounds is sandwiched between the electrode layers. When a voltage is not applied to the electrode layer, the polymer-dispersed liquid crystal layer scatters incident light while the orientation direction of liquid crystal molecules is random, and when a voltage is applied to the electrode layer, the polymer is dispersed. In a light-scattering type liquid crystal display device in which the dispersion type liquid crystal layer is arranged such that the orientation direction of liquid crystal molecules is aligned and the incident light is transmitted, an ordinary ray of the liquid crystal is provided between the electrode layer and the polymer dispersion type liquid crystal layer. It has an index of refraction substantially equal to the index of refraction, and comprises an intermediate layer in which irregularities are formed on the surface on the side of the polymer-dispersed liquid crystal layer. The two electrode layers each form a stripe pattern and intersect each other. Pixels are formed at each intersection, and A light-scattering type liquid crystal display device, characterized in that one concave portion having a size corresponding to each pixel is provided for each of the pixels on a surface of the intermediate layer on the side of the polymer-dispersed liquid crystal layer.
【請求項2】 上記中間層は上記高分子化合物と同一材
料からなることを特徴とする請求項1に記載の光散乱型
液晶表示装置。
2. The light-scattering type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the intermediate layer is made of the same material as the polymer compound.
【請求項3】 上記2枚の基板のうち一方の基板に、上
記画素毎に薄膜トランジスタを有することを特徴とする
請求項1又は請求項2に記載の光散乱型液晶表示装置。
3. The light-scattering type liquid crystal display device according to claim 1, wherein a thin film transistor is provided for each of the pixels on one of the two substrates.
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