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JPH09160066A - Reflection type liquid crystal display device - Google Patents

Reflection type liquid crystal display device

Info

Publication number
JPH09160066A
JPH09160066A JP31514795A JP31514795A JPH09160066A JP H09160066 A JPH09160066 A JP H09160066A JP 31514795 A JP31514795 A JP 31514795A JP 31514795 A JP31514795 A JP 31514795A JP H09160066 A JPH09160066 A JP H09160066A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display device
liquid crystal
state
light
color
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.)
Pending
Application number
JP31514795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Okada
真和 岡田
Takuji Hatano
卓史 波多野
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.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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 Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP31514795A priority Critical patent/JPH09160066A/en
Priority to US08/759,347 priority patent/US6549261B1/en
Publication of JPH09160066A publication Critical patent/JPH09160066A/en
Priority to US09/586,955 priority patent/US6278505B1/en
Priority to US09/586,954 priority patent/US6320631B1/en
Priority to US09/586,953 priority patent/US6433843B1/en
Priority to US10/191,996 priority patent/US20020171789A1/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device capable of executing effective white display and color display. SOLUTION: In the full color liquid crystal display device 1, a red display device 40, a green display device 30 and a blue display device 20 which are high polymer dispersion type liquid crystal display devices capable of switching between a red, green or blue colored state and a colorless transparent state in response to voltage are successively laminated on a light absorbing body 50. A white display device 10 to be a high polymer dispersion type liquid crystal display device capable of switching between a white state and a colorless transparent state in response to voltage is arranged on the outermost layer of the laminated layers.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は反射型液晶表示デバ
イスに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reflective liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、様々な方式の液晶表示デバイ
スが提案されている。例えば、画素毎に薄膜トランジス
タを配置してなるTFT液晶が実用化されている。しか
しながら、TFT液晶は、高精細表示が可能である反
面、精密で複雑な製造工程が必要であり、しかも歩留り
が悪くコスト高になるという欠点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of liquid crystal display devices have been proposed. For example, a TFT liquid crystal in which a thin film transistor is arranged for each pixel has been put to practical use. However, the TFT liquid crystal is capable of high-definition display, but requires a precise and complicated manufacturing process, and has the disadvantage of low yield and high cost.

【0003】そこで、作製が比較的容易な、液晶を高分
子材料中に分散してなる液晶−高分子複合膜を用いた高
分子分散型液晶表示デバイスが注目されている。
Therefore, a polymer-dispersed liquid crystal display device using a liquid crystal-polymer composite film in which a liquid crystal is dispersed in a polymer material, which is relatively easy to produce, has attracted attention.

【0004】例えば、USP3,578,844には、
液晶材料としてコレステリック液晶を用い、この液晶を
高分子体中に分散してなる液晶−高分子複合膜を有する
液晶表示デバイスが双安定性を示すことが報告されてい
る。これは、カイラルネマティック液晶が、低電圧パル
ス印加によりヘリカル軸がランダムなフォーカル・コニ
ック状態になり光を透過する状態と、高電圧パルス印加
によりヘリカル軸が揃ったプレーナ配列による選択反射
状態となるのを利用して、反射型表示を行うものであ
る。
For example, in USP 3,578,844,
It has been reported that a liquid crystal display device using a cholesteric liquid crystal as a liquid crystal material and having a liquid crystal-polymer composite film obtained by dispersing this liquid crystal in a polymer exhibits bistability. This is because the chiral nematic liquid crystal becomes a focal conic state in which the helical axis becomes random when a low voltage pulse is applied and transmits light, and a selective reflection state in which the helical axis is aligned by applying a high voltage pulse. Is used to perform reflective display.

【0005】なお、以下の説明において、反射型液晶表
示デバイスの表示を行う面に対向する側を観察側とい
う。
In the following description, the side facing the display surface of the reflective liquid crystal display device is called the observation side.

【0006】上記のコレステリック液晶の2つの状態
は、電圧を印加しない状態において安定なメモリー性を
有したものである。このため、TFT液晶などのアクテ
ィブ素子を用いた複雑な回路を使用せずとも、単純なマ
トリクス駆動だけで高精細表示が可能となる。
The above two states of the cholesteric liquid crystal have a stable memory property when no voltage is applied. For this reason, a high-definition display is possible only by a simple matrix drive without using a complicated circuit using an active element such as a TFT liquid crystal.

【0007】このような高分子分散型液晶表示デバイス
として、例えば、USP5,200,845や特表平6
−507505には、コレステリック相の選択反射によ
る着色透明状態と散乱状態とでカラー表示を行う液晶表
示デバイスが開示され、また、LIQUID CRYS
TALS,1992,Vol.12,No.1,49−
58には、選択反射波長がそれぞれ赤色光、緑色光、青
色光に相当する液晶表示デバイスを積層し、各表示デバ
イスごとに単純マトリクス駆動することによって赤、
緑、青の混色の反射表示光が得られるようにしたものが
開示されている。
As such a polymer dispersion type liquid crystal display device, for example, USP 5,200,845 and Japanese Patent Publication No.
No. 507505 discloses a liquid crystal display device that performs color display in a colored transparent state and a scattered state by selective reflection of a cholesteric phase, and LIQUID CRYS.
TALS, 1992, Vol. 12, No. 1,49-
In 58, liquid crystal display devices having selective reflection wavelengths corresponding to red light, green light, and blue light are laminated, and a simple matrix drive is performed for each display device to obtain red,
It is disclosed that a reflective display light of a mixed color of green and blue can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コレス
テリック液晶の選択反射波長には視野角依存性があり、
斜めから見ると表示色が変わってしまうという欠点があ
った。このため、上記の3層積層構成の表示デバイスに
おいて、赤色表示デバイス、緑色表示デバイス、青色表
示デバイスの各層を同時に反射状態とすることにより白
色表示を行う場合に、良好な白色表示を行うことができ
なかった。
However, the selective reflection wavelength of the cholesteric liquid crystal has a viewing angle dependence,
There was a drawback that the display color changed when viewed from an angle. Therefore, in the above display device having a three-layer laminated structure, good white display can be performed when white display is performed by simultaneously setting the layers of the red display device, the green display device, and the blue display device to the reflective state. could not.

【0009】このように、これまで、良好な白色表示と
カラー表示とを行うことのできる液晶表示デバイスは得
られていなかった。
As described above, a liquid crystal display device capable of performing excellent white display and color display has not been obtained so far.

【0010】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、良好な白色表示およびカラー表示を行う
ことのできる液晶表示デバイスを提供することを目的と
している。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of performing excellent white display and color display.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、液晶を高分子体に分散してなる液晶−高
分子複合膜を透明の導電性基板の間に挟持してなり、印
可される電圧に応答して特定波長の可視光を選択的に反
射する選択反射状態と可視光を透過する光透過状態とが
切り替わる少なくとも1つのカラー表示デバイスと、液
晶を高分子体に分散してなる液晶−高分子複合膜を透明
の導電性基板の間に挟持してなり、印可される電圧に応
答して可視光を透過する光透過状態と可視光を散乱する
光散乱状態とが切り替わる白色表示デバイスとを積層し
てなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a liquid crystal-polymer composite film in which a liquid crystal is dispersed in a polymer, sandwiched between transparent conductive substrates, At least one color display device that switches between a selective reflection state that selectively reflects visible light of a specific wavelength and a light transmission state that transmits visible light in response to an applied voltage; and a liquid crystal dispersed in a polymer. The liquid crystal-polymer composite film formed by sandwiching it between transparent conductive substrates switches between a light transmission state in which visible light is transmitted and a light scattering state in which visible light is scattered in response to an applied voltage. It is characterized by being laminated with a white display device.

【0012】[0012]

【実施例】図1は本発明の一実施例であるフルカラー液
晶表示デバイス1の断面図である。図1に示すように、
この表示デバイス1は、透明基体94の上に赤色表示を
行う赤色表示デバイス40を積層し、ついで順番に透明
基体93、緑色表示を行う緑色表示デバイス30、透明
基体92、青色表示を行う青色表示デバイス20、透明
基体91、白色表示を行う白色表示デバイス10、およ
び、透明基体90を積層してなり、さらに、各表示デバ
イスに電圧を印可するための電源200を備えている。
1 is a sectional view of a full-color liquid crystal display device 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG.
In this display device 1, a red display device 40 that performs red display is stacked on a transparent substrate 94, and then a transparent substrate 93, a green display device 30 that performs green display, a transparent substrate 92, and a blue display that performs blue display in order. The device 20, the transparent substrate 91, the white display device 10 for displaying white, and the transparent substrate 90 are laminated, and a power supply 200 for applying a voltage to each display device is further provided.

【0013】図1において上方からフルカラー表示デバ
イス1に向かって、自然光等の白色光が照射されると、
各表示デバイスのいずれかが特定波長の可視光を反射
し、これが特定色の表示として観察される。
In FIG. 1, when white light such as natural light is radiated from above toward the full-color display device 1,
One of the display devices reflects visible light of a specific wavelength, which is observed as a display of a specific color.

【0014】なお、符号50は所望により観察側から見
て最下層に設ける光吸収体を示している。光吸収体50
を設けた場合、カラー液晶表示デバイスによる選択反射
光以外の波長の光を吸収し、黒色表示を行うことが可能
となる。
Reference numeral 50 indicates a light absorber provided in the lowermost layer as viewed from the viewing side, if desired. Light absorber 50
When the above is provided, it becomes possible to absorb light having a wavelength other than the selective reflection light from the color liquid crystal display device and display black.

【0015】各色の表示デバイス10、20、30およ
び40は、それぞれ、シート状の透明電極と、この透明
電極間に挟持された液晶−高分子複合膜とを備えたもの
である。
Each of the display devices 10, 20, 30 and 40 of each color is provided with a sheet-like transparent electrode and a liquid crystal-polymer composite film sandwiched between the transparent electrodes.

【0016】白色表示デバイス10は、液晶−高分子複
合膜12を、それぞれ電源200に接続された透明電極
11および13の間に挟持したものであり、透明電極間
に印可される電圧に応答して、可視光を透過する光透過
状態から可視光を散乱する光散乱状態へ、あるいは逆
に、光散乱状態から光透過状態へと切り替わる。白色表
示デバイスは、光散乱状態においては可視光が散乱され
るため白色く見え、また、光透過状態においては可視光
が透過されるため無色透明となる。
The white display device 10 comprises a liquid crystal-polymer composite film 12 sandwiched between transparent electrodes 11 and 13 connected to a power source 200, respectively, and is responsive to a voltage applied between the transparent electrodes. Then, the light transmission state of transmitting visible light is switched to the light scattering state of scattering visible light, or conversely, the light scattering state is switched to the light transmission state. The white display device looks white in the light scattering state because visible light is scattered, and is colorless and transparent in the light transmitting state because visible light is transmitted.

【0017】青色表示デバイス20は基本的に白色表示
デバイス10と同様の構成であり、液晶−高分子複合膜
22と、透明電極21および23とからなる。青色表示
デバイスにおいては、透明電極間に印可される電圧に応
答して、青色を選択的に反射する選択反射状態と、可視
光を透過する光透過状態とが切り替わる。すなわち、青
色表示デバイス20は青色に着色しているか、あるい
は、無色透明であるかのどちらかの状態をとる。
The blue display device 20 has basically the same structure as the white display device 10, and comprises a liquid crystal-polymer composite film 22 and transparent electrodes 21 and 23. In the blue display device, in response to a voltage applied between the transparent electrodes, a selective reflection state in which blue is selectively reflected and a light transmission state in which visible light is transmitted are switched. That is, the blue display device 20 is either colored blue or is colorless and transparent.

【0018】緑色表示デバイス30も白色表示デバイス
10と同様の構成であり、液晶−高分子複合膜32、透
明電極31および33からなる。緑色表示デバイスにお
いては、透明電極間に印可される電圧に応答して、緑色
を選択的に反射する選択反射状態と、可視光を全て透過
する光透過状態とが切り替わる。すなわち、緑色表示デ
バイス30は緑色に着色しているか、あるいは、無色透
明であるかのどちらかの状態をとる。
The green display device 30 has the same structure as the white display device 10, and is composed of a liquid crystal-polymer composite film 32 and transparent electrodes 31 and 33. In the green display device, in response to a voltage applied between the transparent electrodes, a selective reflection state in which green is selectively reflected and a light transmission state in which all visible light is transmitted are switched. In other words, the green display device 30 is either colored green or is colorless and transparent.

【0019】赤色表示デバイス40もまた白色表示デバ
イス10と同様の構成であり、液晶−高分子複合膜4
2、透明電極41および43からなる。赤色表示デバイ
ス40においては、透明電極間に印可する電圧に応答し
て、赤色を選択的に反射する選択反射状態と、可視光を
全て透過する光透過状態とが切り替わる。すなわち、赤
色表示デバイス40は赤色に着色しているか、あるい
は、無色透明であるかのどちらかの状態をとる。
The red display device 40 also has the same structure as the white display device 10, and the liquid crystal-polymer composite film 4 is used.
2, consisting of transparent electrodes 41 and 43. In the red display device 40, in response to the voltage applied between the transparent electrodes, the selective reflection state in which red is selectively reflected and the light transmission state in which all visible light is transmitted are switched. That is, the red display device 40 is either colored red or is colorless and transparent.

【0020】フルカラー液晶表示デバイス1により、カ
ラー表示を行う場合、白色表示デバイス10を光透過状
態とした上で、所望のカラー表示デバイスを選択反射状
態とする。この際、同時に複数のカラー表示デバイスを
選択反射状態とすることにより、混色の表示を行うこと
ができる。フルカラー液晶表示デバイス1により、白色
表示を行う場合は、白色表示デバイス10を光散乱状態
とする。
When color display is performed by the full-color liquid crystal display device 1, the white color display device 10 is set to the light transmitting state and the desired color display device is set to the selective reflection state. At this time, it is possible to display mixed colors by simultaneously setting a plurality of color display devices in a selective reflection state. When white display is performed by the full-color liquid crystal display device 1, the white display device 10 is set to a light scattering state.

【0021】なお、各表示デバイスの積層順は図1に示
したものに限定されず、任意に設定可能であるが、図1
に示したように、最も観察側よりに白色表示デバイスを
配置すると、白色表示の際の反射強度を高めるのに有利
となる。
The stacking order of each display device is not limited to that shown in FIG. 1 and can be set arbitrarily.
As shown in FIG. 7, arranging the white display device closest to the observation side is advantageous for increasing the reflection intensity during white display.

【0022】また、赤色、緑色、青色の表示を行う3つ
のカラー表示デバイスを積層する場合は、本実施例のよ
うに、観察側からみて青色、緑色、赤色の順に各表示デ
バイスを積層することにより、反射光の強度の低下を抑
制することができる。
When three color display devices for displaying red, green, and blue are stacked, each display device should be stacked in the order of blue, green, and red when viewed from the observation side, as in this embodiment. As a result, it is possible to suppress a decrease in the intensity of reflected light.

【0023】上記各表示デバイスを構成する一対の透明
電極は、それぞれ、微細な間隔を保って平行に並べられ
た複数の帯状電極を備えたものであり、その帯状電極の
並ぶ向きが互いに直角方向となるように上下の透明電極
を対向させてある。これら上下の帯状電極に順に通電が
行われて、液晶−高分子複合膜に対してマトリクス状に
順に電圧印可がなされることにより表示が行われる。こ
のようなマトリクス駆動により、フルカラー表示デバイ
ス1により画像表示を行ったり、中間調や中間色を表現
することも可能である。
The pair of transparent electrodes forming each of the above display devices are provided with a plurality of strip electrodes arranged in parallel with each other at a fine interval, and the strip electrodes are arranged in directions perpendicular to each other. The upper and lower transparent electrodes are made to face each other so that Display is performed by sequentially energizing these upper and lower strip electrodes and sequentially applying voltage to the liquid crystal-polymer composite film in a matrix. By such matrix driving, it is possible to display an image by the full-color display device 1 and express halftones and intermediate colors.

【0024】各表示デバイスの着色状態と無色透明状態
とを切り換えるために、透明電極間に印可する電圧とし
ては、パルス状の電圧を用いることが好ましい。
In order to switch the colored state and the colorless and transparent state of each display device, it is preferable to use a pulse voltage as the voltage applied between the transparent electrodes.

【0025】白色表示デバイスおよび各色のカラー表示
デバイスに含まれる液晶−高分子複合膜としては、例え
ば、液晶と光硬化性樹脂材料との混合物に紫外線等の光
を照射して樹脂を硬化させ、液晶と樹脂とを相分離する
ことによって得られる液晶−樹脂複合膜を使用すること
ができる。
Examples of the liquid crystal-polymer composite film included in the white display device and the color display device of each color include, for example, irradiating a mixture of liquid crystal and a photocurable resin material with light such as ultraviolet rays to cure the resin, A liquid crystal-resin composite film obtained by phase-separating a liquid crystal and a resin can be used.

【0026】白色表示デバイスおよび各色のカラー表示
デバイスに含まれる液晶−高分子複合膜に使用する液晶
としては、例えば、コレステリック液晶を用いることが
できる。コレステリック液晶は、液晶分子長軸が平行に
配列した層状構造を有しており、各層内においては、隣
接する分子の長軸が少しずつずれた螺旋構造を有してい
る。
As the liquid crystal used in the liquid crystal-polymer composite film included in the white display device and the color display device of each color, for example, cholesteric liquid crystal can be used. Cholesteric liquid crystals have a layered structure in which the long axes of liquid crystal molecules are arranged in parallel, and in each layer, have a helical structure in which the long axes of adjacent molecules are slightly shifted.

【0027】コレステリック液晶としては、特に、室温
でコレステリック相を示すものが好ましい。
As the cholesteric liquid crystal, those exhibiting a cholesteric phase at room temperature are particularly preferable.

【0028】また、コレステリック液晶としては、ネマ
ティック液晶にカイラルドーパントを添加することによ
って得られるカイラルネマティック液晶を用いることが
できる。ネマティック液晶は、棒状の液晶分子が平行に
配列しているが、層状構造は有していない。カイラルド
ーパントは、ネマティック液晶に添加することにより、
ネマティク液晶の分子をねじる作用を有する添加剤であ
る。カイラルドーパントをネマティック液晶に添加する
ことにより、所定のピッチを有した液晶分子の螺旋構造
が生じ、これによりコレステリック相が生じる。
As the cholesteric liquid crystal, a chiral nematic liquid crystal obtained by adding a chiral dopant to a nematic liquid crystal can be used. The nematic liquid crystal has rod-shaped liquid crystal molecules arranged in parallel, but does not have a layered structure. By adding chiral dopant to nematic liquid crystal,
An additive having a function of twisting molecules of a nematic liquid crystal. By adding a chiral dopant to a nematic liquid crystal, a helical structure of liquid crystal molecules having a predetermined pitch is generated, thereby generating a cholesteric phase.

【0029】カイラルネマティック液晶は、添加するカ
イラルドーパントの量を変えることにより、カイラルネ
マティック液晶の螺旋構造のピッチを変化させることが
でき、これにより液晶の選択反射波長を制御することが
できるという利点がある。なお、一般的には、液晶分子
の螺旋構造のピッチを表す用語として、液晶分子の螺旋
構造に沿って液晶分子が360゜回転したときの分子間
の距離で定義されるヘリカルピッチを用いる。
The chiral nematic liquid crystal has an advantage that the pitch of the helical structure of the chiral nematic liquid crystal can be changed by changing the amount of the chiral dopant to be added, whereby the selective reflection wavelength of the liquid crystal can be controlled. is there. In general, a helical pitch defined by a distance between molecules when a liquid crystal molecule rotates 360 ° along a helical structure of a liquid crystal molecule is used as a term indicating a pitch of a helical structure of the liquid crystal molecule.

【0030】カイラルドーパントとしては、コレステリ
ック環を有するコレステリック液晶、カイラルネマティ
ック液晶、その他、液晶性は示さないがネマティク液晶
の分子をねじる作用を有する有機化合物、例えば、メル
ク社製の有機化合物S811、S1011等に代表され
る市販のカイラルドーパントを使用することができる。
As the chiral dopant, a cholesteric liquid crystal having a cholesteric ring, a chiral nematic liquid crystal, and other organic compounds having no liquid crystallinity but having an action of twisting molecules of nematic liquid crystals, for example, organic compounds S811 and S1011 manufactured by Merck & Co., Inc. Commercially available chiral dopants represented by, for example, can be used.

【0031】こうして得られた液晶−高分子複合膜は、
可視光を透過する光透過状態と特定波長の可視光を選択
的に反射する選択反射状態とを、あるいは、可視光を散
乱する光散乱状態と可視光を透過する光透過状態とを電
圧印可に応答して切り換え可能とすることができ、ま
た、電圧無印可時にも各状態を保つことができる。
The liquid crystal-polymer composite film thus obtained is
Voltage is applied between a light transmission state that transmits visible light and a selective reflection state that selectively reflects visible light of a specific wavelength, or a light scattering state that scatters visible light and a light transmission state that transmits visible light. In response, it can be switched, and each state can be maintained even when no voltage is applied.

【0032】上記カイラルネマティック液晶を用いた液
晶−高分子複合膜の場合、高低2種類のパルス電圧を印
加することにより、液晶分子の配列状態をプレーナ配列
とフォーカル・コニック配列との間で切り換えることが
できる。これにより、液晶−高分子複合膜を用いた液晶
表示デバイスを光透過状態と選択反射状態、あるいは、
光散乱状態と光透過状態との間で切り換えることができ
る。
In the case of the liquid crystal-polymer composite film using the chiral nematic liquid crystal, the arrangement state of the liquid crystal molecules is switched between the planar arrangement and the focal conic arrangement by applying two kinds of high and low pulse voltages. You can Thereby, the liquid crystal display device using the liquid crystal-polymer composite film, the light transmission state and the selective reflection state, or
It is possible to switch between a light scattering state and a light transmitting state.

【0033】カイラルネマティック液晶を用いた液晶−
高分子複合膜において、ネマティック液晶に添加するカ
イラルドーパントの量を調整し、カイラルネマティック
液晶のヘリカルピッチを、選択反射波長が、例えば、そ
れぞれ赤色光、緑色光、青色光となるように調整するこ
とにより、プレーナ配列の場合にそれぞれ赤色、緑色、
青色に着色した選択反射状態となり、フォーカル・コニ
ック配列の場合に無色透明の光透過状態となる液晶−高
分子複合膜が得られる。こうして得た液晶−高分子複合
膜を透明電極間に挟持することにより、カラーの液晶表
示デバイスが得られる。
Liquid crystal using chiral nematic liquid crystal
In the polymer composite film, the amount of the chiral dopant added to the nematic liquid crystal is adjusted, and the helical pitch of the chiral nematic liquid crystal is adjusted so that the selective reflection wavelength becomes, for example, red light, green light, and blue light, respectively. With the planar arrangement, red, green,
A liquid crystal-polymer composite film which is in a selective reflection state colored in blue and is in a colorless and transparent light transmission state in a focal conic arrangement is obtained. By sandwiching the liquid crystal-polymer composite film thus obtained between the transparent electrodes, a color liquid crystal display device can be obtained.

【0034】また、カイラルドーパントの添加量を調整
して、カイラルネマティック液晶のヘリカルピッチを、
選択反射波長が赤外光となるように調整すると、プレー
ナ配列で無色透明の光透過状態、フォーカル・コニック
配列では等方散乱により白く見える光散乱状態を示す液
晶−高分子複合膜が得られる。こうして得られた液晶−
高分子複合膜を透明電極間に挟持することにより、白色
表示デバイスが得られる。
The helical pitch of the chiral nematic liquid crystal is adjusted by adjusting the addition amount of the chiral dopant.
When the selective reflection wavelength is adjusted to be infrared light, a liquid crystal-polymer composite film exhibiting a colorless and transparent light transmission state in a planar arrangement and a light scattering state in which white light appears by isotropic scattering in a focal conic arrangement is obtained. The liquid crystal thus obtained
A white display device can be obtained by sandwiching the polymer composite film between the transparent electrodes.

【0035】なお、ヘリカルピッチp(nm)と選択反
射波長λ(nm)との関係は、下記[I]式で表され
る。
The relationship between the helical pitch p (nm) and the selective reflection wavelength λ (nm) is expressed by the following formula [I].

【0036】λ=n×p [I] ただし、nは平均屈折率を表し、n2=(n1 2+n2 2
/2である。n1は液晶分子の長軸方向に光を入射した
場合の屈折率を表し、n2は液晶分子の長軸方向に対し
て垂直な方向に光を入射した場合の屈折率を表す。
Λ = n × p [I] Here, n represents the average refractive index, and n 2 = (n 1 2 + n 2 2 )
/ 2. n 1 represents the refractive index when light is incident in the long axis direction of the liquid crystal molecule, and n 2 represents the refractive index when light is incident in the direction perpendicular to the long axis direction of the liquid crystal molecule.

【0037】白色表示デバイスあるいは各色のカラー表
示デバイスを作製するには、例えば、液晶と光硬化性樹
脂材料との混合物を1対の透明電極間に挟持した上で、
紫外線等の光を照射することにより混合物中の光硬化性
樹脂材料を硬化させ液晶と樹脂とを相分離する方法を採
用することができる。この際、上記混合物とともにスペ
ーサを透明電極間に挟持させると液晶−高分子複合膜の
厚さの制御が容易となる。
To manufacture a white display device or a color display device of each color, for example, a mixture of liquid crystal and a photo-curable resin material is sandwiched between a pair of transparent electrodes,
It is possible to adopt a method of curing the photocurable resin material in the mixture by irradiating it with light such as ultraviolet rays to phase-separate the liquid crystal and the resin. At this time, if a spacer is sandwiched between the transparent electrodes together with the mixture, the thickness of the liquid crystal-polymer composite film can be easily controlled.

【0038】光硬化性樹脂材料としては、光硬化性モノ
マーもしくはオリゴマーと光重合開始剤とを混合した混
合液等を使用することができる。このような光硬化性モ
ノマーもしくはオリゴマーと光重合開始剤とを混合した
混合液を使用する場合、この混合液と液晶とを混合した
上で、紫外線を照射することにより上記樹脂材料を光硬
化させ、液晶と樹脂とを相分離する光重合相分離法を採
用することができる光吸収体としては、例えば、黒色フ
ィルムを用いることができる。また、表示デバイスの、
観察側から見て最下面に黒色インク等の黒色塗料を塗布
して、光吸収体としてもよい。
As the photocurable resin material, a mixed solution of a photocurable monomer or oligomer and a photopolymerization initiator may be used. When using a mixed solution in which such a photocurable monomer or oligomer and a photopolymerization initiator are mixed, after the mixed solution is mixed with liquid crystal, the resin material is photocured by irradiating with ultraviolet rays. As the light absorber which can adopt the photopolymerization phase separation method of phase-separating the liquid crystal and the resin, for example, a black film can be used. Also, of the display device,
It is also possible to apply a black paint such as black ink to the lowermost surface as viewed from the observation side to form a light absorber.

【0039】ネマティック液晶に添加するカイラルドー
パントとして、複数種のカイラルドーパントを混合して
使用してもよい。複数種のカイラルドーパントの使用
は、液晶の相転移温度を高くしたり、複合膜の透明状態
における透明度を向上させたり、特にカラー表示デバイ
スの透明状態と選択反射状態との表示切り替えを速くし
たりするのに有効である。
As the chiral dopant added to the nematic liquid crystal, plural kinds of chiral dopants may be mixed and used. The use of multiple chiral dopants increases the phase transition temperature of the liquid crystal, improves the transparency of the composite film in the transparent state, and particularly speeds up the display switching between the transparent state and the selective reflection state of the color display device. It is effective to do.

【0040】特定色のカラー表示デバイスとして、左旋
性のカイラルネマティック液晶を用いた複合膜を有する
第1の表示デバイスと、前記左旋性のカイラルネマティ
ック液晶と同じ波長の光を選択反射しかつ右旋性のカイ
ラルネマティック液晶を使用した複合膜を有する第2の
表示デバイスとを積層したものを用いてもよい。こうす
ることによって反射率を増大させ、さらに良好なカラー
表示を行うことができる。特に、緑色に比べて比視感度
が低い青色および赤色を強く表示すると全体のカラーバ
ランスが向上するため、青色表示デバイスあるいは赤色
表示デバイスにおいてこのような複層構成が有効であ
る。
As a color display device of a specific color, a first display device having a composite film using a left-handed chiral nematic liquid crystal, and a light of the same wavelength as the left-handed chiral nematic liquid crystal are selectively reflected and right-handed. A laminate of a second display device having a composite film using a chiral nematic liquid crystal having a polar property may be used. By doing so, it is possible to increase the reflectance and perform better color display. Particularly, when blue and red, which have a lower relative luminous efficiency than green, are strongly displayed, the overall color balance is improved, and thus such a multilayer structure is effective in a blue display device or a red display device.

【0041】白色表示デバイスに用いる液晶−高分子複
合膜に、スメティック液晶を添加してもよい。スメティ
ック液晶を添加することにより、液晶−高分子複合膜の
透明度が向上し、無色透明状態と白色状態との間のコン
トラストを高めることができる。
A smectic liquid crystal may be added to the liquid crystal-polymer composite film used for the white display device. By adding the smectic liquid crystal, the transparency of the liquid crystal-polymer composite film can be improved and the contrast between the colorless transparent state and the white state can be increased.

【0042】なお、各色の表示デバイスに用いる液晶−
高分子複合膜の膜厚には特に制限はないが、白色表示デ
バイスに用いる液晶−高分子複合膜の膜厚をカラー表示
デバイスに用いる液晶−高分子複合膜の膜厚よりも大き
くしておくことが望ましい。
Liquid crystal used for the display device of each color
The film thickness of the polymer composite film is not particularly limited, but the film thickness of the liquid crystal-polymer composite film used for the white display device should be made larger than the film thickness of the liquid crystal-polymer composite film used for the color display device. Is desirable.

【0043】以下、具体的な実験例を挙げて本発明をよ
り詳しく説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific experimental examples.

【0044】<実験例1>白色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すトラン系フッ素含有ネマテ
ィック液晶MN1000XX(チッソ社製、Δn=0.
219、TNI=69.9℃)に対して、室温でスメティ
ック相を示す液晶S2(メルク社製)30重量%および
カイラルドーパントS811(メルク社製)19.8重
量%を添加して、選択反射波長が1100nm(ヘリカ
ルピッチは685nm)のカイラルネマティック液晶を
調製した。なお、Δnは、水銀ランプのd線(波長:5
89nm)を用いて測定した屈折率を表し、TNIは、昇
温過程において液晶相から等方相に変化する温度、すな
わち、相転移温度を表す。
Experimental Example 1 Production of White Display Device Tolan-based Fluorine-containing Nematic Liquid Crystal MN1000XX (Chisso Corp., Δn = 0.
219, T NI = 69.9 ° C.), 30% by weight of liquid crystal S2 (Merck) having a smectic phase at room temperature and 19.8% by weight of chiral dopant S811 (Merck) were added for selection. A chiral nematic liquid crystal having a reflection wavelength of 1100 nm (helical pitch: 685 nm) was prepared. In addition, Δn is the d-line (wavelength: 5
89 nm), and T NI represents the temperature at which the liquid crystal phase changes from the liquid crystal phase to the isotropic phase during the temperature rising process, that is, the phase transition temperature.

【0045】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0046】上記カイラルネマティック液晶と上記光硬
化性樹脂材料とを9:1の重量比で混合したものを、2
枚の透明導電性膜間に20μmのスペーサを介して挟持
させた上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間
照射して硬化させることにより、相分離させて白色表示
デバイスを作製した。相転移温度は41.0℃であっ
た。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photo-curable resin material in a weight ratio of 9: 1 is 2
A white display device was manufactured by sandwiching the transparent conductive film between the two sheets with a spacer of 20 μm interposed therebetween, and irradiating with ultraviolet rays of 15 mW / cm 2 for 5 minutes at room temperature to cure the phase separation. The phase transition temperature was 41.0 ° C.

【0047】なお、相転移温度の測定は、上述したのと
同様の手順により作製した液晶−高分子複合膜の一部を
試料として採取し、これをスライドガラスとカバーガラ
スの間に薄く挟んだものを1℃/分程度の速度で昇温し
てゆく過程を偏光顕微鏡で観察し、等方相が出現し始め
る温度を測定することにより行った。相転移温度は40
℃以上であることが望ましい。
For the measurement of the phase transition temperature, a part of the liquid crystal-polymer composite film produced by the same procedure as described above was sampled and sandwiched between a slide glass and a cover glass. It was carried out by observing the process of increasing the temperature of the product at a rate of about 1 ° C./min with a polarizing microscope and measuring the temperature at which an isotropic phase began to appear. Phase transition temperature is 40
It is desirable that the temperature is not less than ° C.

【0048】こうして作製した白色表示デバイスの導電
性膜間に140Vのパルス電圧(±5ms)を印加する
と白色表示デバイスは透明状態(透過率:65%、色刺
激値:3.5)を示した。さらに、この状態で今度は7
0Vのパルス電圧(±5ms)を印加すると、白色表示
デバイスは光散乱状態(透過率:2%)を示した。透明
状態と光散乱状態との間の切り替え時間は500msで
あった。
When a pulse voltage of 140 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of the white display device thus manufactured, the white display device exhibited a transparent state (transmittance: 65%, color stimulus value: 3.5). . Furthermore, in this state, 7
When a pulse voltage of 0 V (± 5 ms) was applied, the white display device exhibited a light scattering state (transmittance: 2%). The switching time between the transparent state and the light scattering state was 500 ms.

【0049】なお、色刺激値の測定はミノルタ社製の分
光測色計CM−1000を用いて行った。以下に示す各
表示デバイスについても色刺激値の測定は同装置を用い
て測定した。無色透明状態における色刺激値は4.5以
下であることが望ましい。また、白色状態では10.0
以上、赤色状態では15.0以上、緑色状態では20.
0以上、青色状態では8.0以上の色刺激値を有するこ
とが望ましい。
The color stimulus value was measured using a spectrocolorimeter CM-1000 manufactured by Minolta. The color stimulus values of the following display devices were also measured using the same device. The color stimulus value in the colorless and transparent state is preferably 4.5 or less. In the white state, 10.0
As described above, 15.0 or more in the red state and 20.
It is desirable to have a color stimulus value of 0 or more and 8.0 or more in the blue state.

【0050】また、透過率の測定は、白色表示デバイス
に対して安定化He−Neレーザを照射し、その透過光
あるいは散乱光の強度をフォトダイオードで検出するこ
とにより行った。
The transmittance was measured by irradiating a white display device with a stabilized He-Ne laser and detecting the intensity of the transmitted light or scattered light with a photodiode.

【0051】さらに、切り替え時間の測定は、プレーナ
配列状態の表示デバイスに高圧パルスを印可して一瞬液
晶分子の配列を変化させたときから、再び元の透過率に
戻るまでの時間をデジタルオシロスコープ(COR55
21;菊水社製)により計測することにより行った。
Further, the switching time is measured by the digital oscilloscope (when the high transmittance pulse is applied to the display device in the planar arrangement state and the arrangement of the liquid crystal molecules is changed for a moment until the original transmittance is restored. COR55
21; manufactured by Kikusui Co., Ltd.).

【0052】なお、透過率、相転移温度、および、切り
替え時間の測定方法は以下に説明する各表示デバイスに
ついても同様である。
The method of measuring the transmittance, the phase transition temperature, and the switching time is the same for each display device described below.

【0053】図2に上記白色表示デバイスの分光反射特
性を示す。図2から明らかなように、白色表示デバイス
の分光反射特性は特定のピーク値を持たないフラットな
ものである。なお、分光反射特性は分光測色計CM−1
000(ミノルタ社製)を用いて行った。また、以下に
説明する各表示デバイスの分光反射特性も同様にして測
定した。
FIG. 2 shows the spectral reflection characteristics of the above white display device. As is apparent from FIG. 2, the spectral reflection characteristic of the white display device is flat without a specific peak value. The spectral reflection characteristics are measured by a spectrophotometer CM-1.
000 (manufactured by Minolta). The spectral reflection characteristics of each display device described below were also measured in the same manner.

【0054】青色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すトラン系フッ素含有ネマテ
ィック液晶MN1000XX(チッソ社製、Δn=0.
219、TNI=69.9℃)に対して、カイラルドーパ
ントS811およびS1011(いずれもメルク社製)
を重量比で1:1の割合で混合したものを17.9重量
%添加して、選択反射波長が490nm(ヘリカルピッ
チは303nm)のカイラルネマティック液晶を調製し
た。
Fabrication of blue display device Tolan-based nematic liquid crystal MN1000XX showing a nematic phase at room temperature (manufactured by Chisso Corporation, Δn = 0.
219, T NI = 69.9 ° C.), chiral dopants S811 and S1011 (both manufactured by Merck)
17.9% by weight of a mixture of 1: 1 by weight was added to prepare a chiral nematic liquid crystal having a selective reflection wavelength of 490 nm (helical pitch: 303 nm).

【0055】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0056】上記カイラルネマティック液晶と上記光硬
化性樹脂材料とを7:1の重量比で混合したものを、2
枚の透明導電性膜間に10μmのスペーサを介して挟持
させた上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間
照射して硬化させることにより、相分離させて青色表示
デバイスを作製した。相転移温度は45.9℃であっ
た。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photo-curable resin material in a weight ratio of 7: 1 is 2
After sandwiching it between the transparent conductive films of 10 μm with a spacer of 10 μm interposed between them, ultraviolet rays of 15 mW / cm 2 were irradiated for 5 minutes at room temperature to cure, thereby causing phase separation to produce a blue display device. The phase transition temperature was 45.9 ° C.

【0057】こうして作製した青色表示デバイスの導電
性膜間に130Vのパルス電圧(±5ms)を印加する
と青色の選択反射を示した。さらに、この状態で今度は
70Vのパルス電圧(±5ms)を印加すると青色表示
デバイスは透明状態(色刺激値:3.5)を示した。青
色の選択反射状態と透明状態との間の切り替え時間は2
00msであった。
When a pulse voltage of 130 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of the blue display device thus manufactured, blue selective reflection was exhibited. Furthermore, when a pulse voltage of 70 V (± 5 ms) was applied in this state, the blue display device showed a transparent state (color stimulus value: 3.5). The switching time between the blue selective reflection state and the transparent state is 2
It was 00 ms.

【0058】図3に、青色表示デバイスを青色の選択反
射状態にした場合の分光反射特性を示す。
FIG. 3 shows the spectral reflection characteristics when the blue display device is brought into the blue selective reflection state.

【0059】緑色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すトラン系フッ素含有ネマテ
ィック液晶MN1000XX(チッソ社製、Δn=0.
219、TNI=69.9℃)に対して、カイラルドーパ
ントS811およびS1011(いずれもメルク社製)
を重量比で1:1の割合で混合したものを15.1重量
%添加して、選択反射波長が570nm(ヘリカルピッ
チは351nm)のカイラルネマティック液晶を調製し
た。
Preparation of green display device Tolan-based nematic liquid crystal MN1000XX showing a nematic phase at room temperature (manufactured by Chisso Corporation, Δn = 0.
219, T NI = 69.9 ° C.), chiral dopants S811 and S1011 (both manufactured by Merck)
15.1 wt% of a mixture of 1: 1 by weight was added to prepare a chiral nematic liquid crystal having a selective reflection wavelength of 570 nm (helical pitch: 351 nm).

【0060】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0061】上記カイラルネマティック液晶と上記光硬
化性樹脂材料とを7:1の重量比で混合したものを、2
枚の透明導電性膜間に10μmのスペーサを介して挟持
させた上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間
照射して硬化させることにより、相分離させて緑色表示
デバイスを作製した。相転移温度は48.6℃であっ
た。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photocurable resin material in a weight ratio of 7: 1 is used as 2
After sandwiching it between the transparent conductive films of 10 sheets through a spacer of 10 μm, it was irradiated with ultraviolet rays of 15 mW / cm 2 for 5 minutes at room temperature to be cured, thereby causing phase separation to produce a green display device. The phase transition temperature was 48.6 ° C.

【0062】こうして作製した緑色表示デバイスの導電
性膜間に120Vのパルス電圧(±5ms)を印加する
と緑色の選択反射を示した。さらに、この状態で今度は
60Vのパルス電圧(±5ms)を印加すると緑色表示
デバイスは透明状態(色刺激値:3.8)を示した。緑
色の選択反射状態と透明状態との間の切り替え時間は4
00msであった。
When a pulse voltage of 120 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of the green display device thus manufactured, green selective reflection was exhibited. Furthermore, when a pulse voltage of 60 V (± 5 ms) was applied in this state, the green display device showed a transparent state (color stimulus value: 3.8). The switching time between the green selective reflection state and the transparent state is 4
It was 00 ms.

【0063】図4に、緑色表示デバイスを緑色の選択反
射状態にした場合の分光反射特性を示す。
FIG. 4 shows the spectral reflection characteristics when the green display device is brought into the green selective reflection state.

【0064】赤色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すトラン系フッ素含有ネマテ
ィック液晶MN1000XX(チッソ社製、Δn=0.
219、TNI=69.9℃)に対して、カイラルドーパ
ントS811およびS1011(いずれもメルク社製)
を重量比で1:1の割合で混合したものを13.0重量
%添加して、選択反射波長が650nm(ヘリカルピッ
チは400nm)のカイラルネマティック液晶を調製し
た。
Preparation of red display device Tolan-based nematic liquid crystal MN1000XX showing nematic phase at room temperature (manufactured by Chisso Corp., Δn = 0.
219, T NI = 69.9 ° C.), chiral dopants S811 and S1011 (both manufactured by Merck)
13.0% by weight of a mixture of 1: 1 by weight was added to prepare a chiral nematic liquid crystal having a selective reflection wavelength of 650 nm (helical pitch: 400 nm).

【0065】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0066】上記カイラルネマティック液晶と上記光硬
化性樹脂材料とを7:1の重量比で混合したものを、2
枚の透明導電性膜間に10μmのスペーサを介して挟持
させた上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間
照射して硬化させることにより、相分離させて赤色表示
デバイスを作製した。相転移温度は51.6℃であっ
た。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photo-curable resin material in a weight ratio of 7: 1 is 2
After sandwiching the 10 μm spacers between the transparent conductive films, it was irradiated with ultraviolet rays of 15 mW / cm 2 for 5 minutes at room temperature to be cured, thereby phase-separating to produce a red display device. The phase transition temperature was 51.6 ° C.

【0067】こうして作製した赤色表示デバイスの導電
性膜間に110Vのパルス電圧(±5ms)を印加する
と赤色の選択反射を示した。さらに、この状態で今度は
50Vのパルス電圧(±5ms)を印加すると赤色表示
デバイスは透明状態(色刺激値:4.2)を示した。赤
色の選択反射状態と透明状態との間の切り替え時間は5
00msであった。
When a pulse voltage of 110 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of the red display device thus manufactured, red selective reflection was exhibited. Furthermore, when a pulse voltage of 50 V (± 5 ms) was applied in this state, the red display device showed a transparent state (color stimulus value: 4.2). The switching time between the red selective reflection state and the transparent state is 5
It was 00 ms.

【0068】図5に、赤色表示デバイスを赤色の選択反
射状態とした場合の分光反射特性を示す。
FIG. 5 shows the spectral reflection characteristics when the red display device is in the red selective reflection state.

【0069】フルカラー表示デバイスの作製 光吸収体としての黒色フィルムの上に、上記赤色表示デ
バイスを積層し、ついで順番に上記緑色表示デバイス、
上記青色表示デバイスおよび上記白色表示デバイスを積
層することにより、図1に示した積層構成を有するフル
カラー表示デバイスを作製した。なお、図1に示したよ
うに、光吸収体と赤色表示デバイスとの間、各表示デバ
イスの間、および、緑色表示デバイスの観察面側にはそ
れぞれ透明基体を配した。
Preparation of full color display device The above red display device was laminated on a black film as a light absorber, and then the above green display device was laminated in order.
By laminating the blue display device and the white display device, a full-color display device having the laminated constitution shown in FIG. 1 was produced. In addition, as shown in FIG. 1, a transparent substrate was arranged between the light absorber and the red display device, between the display devices, and on the observation surface side of the green display device.

【0070】なお、上記図3〜図5より明らかなよう
に、各表示デバイスの分光反射率特性において、表示デ
バイスの選択反射波長より短波長側の透過率よりも、表
示デバイスの選択反射波長より長波長側の透過率の方が
高い。そこで、本実験例においては観察側からみて青
色、緑色、赤色の順に各色の表示デバイスを積層するこ
とにより、反射光量の低下を防止している。
As is clear from FIGS. 3 to 5, in the spectral reflectance characteristics of each display device, the transmittance on the shorter wavelength side than the selective reflection wavelength of the display device is larger than the selective reflection wavelength of the display device. The transmittance on the long wavelength side is higher. Therefore, in this experimental example, a decrease in the amount of reflected light is prevented by stacking display devices of respective colors in the order of blue, green, and red when viewed from the observation side.

【0071】また、本実験例においては、青色、緑色、
赤色の各表示デバイスを作製する際、2種類のカイラル
ドーパントを混合して使用している。これにより、単一
のカイラルドーパントを使用する場合に比べて相転移温
度が高くなり、高分子分散液晶を透明状態にしたときの
透明度が向上し、各色の表示デバイスの透明状態と選択
反射状態表示との切り替えが速くなるという効果が得ら
れる。
In this experimental example, blue, green,
Two types of chiral dopants are mixed and used when manufacturing each red display device. As a result, the phase transition temperature is higher than that when a single chiral dopant is used, the transparency when the polymer dispersed liquid crystal is in the transparent state is improved, and the transparent state and the selective reflection state display of each color display device are improved. The effect that switching between and becomes faster is obtained.

【0072】表1に、白色表示を行う場合の各表示デバ
イスに印加するパルス電圧の種類と、各表示デバイスの
状態とをまとめた。また、表2に、緑色の表示を行う場
合を例にとって、カラー表示を行う場合の各表示デバイ
スに印加するパルス電圧の種類と、各表示デバイスの状
態とをまとめた。
Table 1 shows the types of pulse voltage applied to each display device and the state of each display device when white display is performed. Further, in Table 2, the kind of pulse voltage applied to each display device in the case of performing color display and the state of each display device are summarized by taking the case of performing green display as an example.

【0073】[0073]

【表1】 [Table 1]

【0074】[0074]

【表2】 [Table 2]

【0075】図6は、上記フルカラー表示デバイスによ
り白色表示を行う場合、すなわち白色表示デバイスを光
散乱状態とし、赤色、緑色、青色の各表示デバイスを選
択反射状態とした場合の分光反射特性を示す。
FIG. 6 shows the spectral reflection characteristics when white display is performed by the full color display device, that is, when the white display device is in the light scattering state and each of the red, green and blue display devices is in the selective reflection state. .

【0076】図6に示すように、分光反射特性は特定の
ピーク値を持たない平坦なものとなり、斜めから見ても
良好な白色に見えるようになる。これは、図2で説明し
たように、白色表示デバイス自体の分光反射特性が特定
のピーク値を持たない平坦なものであることが一因であ
ると考えられる。
As shown in FIG. 6, the spectral reflection characteristics are flat without a specific peak value, and a favorable white color appears even when viewed obliquely. It is considered that this is because, as described with reference to FIG. 2, the white display device itself has a flat spectral reflection characteristic having no specific peak value.

【0077】また、図6と図2との比較から明らかなよ
うに、本実験例のフルカラー表示デバイスは高い反射率
を有しており、コントラストの高い白黒表示を行うこと
ができる。具体的にコントラストを測定すると、上記白
色表示デバイスを光吸収体上に配置したものでは、3:
1程度であったが、本実験例のフルカラー表示デバイス
にて、表1に示すようにして白色表示を行う場合は、
6:1となった。
Further, as is clear from the comparison between FIG. 6 and FIG. 2, the full-color display device of this experimental example has a high reflectance and can perform black-and-white display with high contrast. Specifically, when the contrast is measured, when the white display device is arranged on the light absorber, the contrast is 3:
Although it was about 1, when performing white display as shown in Table 1 in the full-color display device of this experimental example,
It became 6: 1.

【0078】本実施例のように、白色表示デバイスをカ
ラー表示デバイスよりも観察面側に設けると、白色表示
デバイスが光散乱状態であれば、観察面側から入った光
は散乱光となり、カラー表示デバイスに対して様々な角
度で光が入射する。このため、カラー表示デバイスから
も様々な角度で光が反射することとなり、表示デバイス
全体として平坦な分光反射特性が得られるものと考えら
れる。加えて、カラー表示デバイスから白色表示デバイ
スへより多くの反射光が戻されることとなり、高い反射
率が得られるものと考えられる。
When the white display device is provided closer to the observation surface side than the color display device as in the present embodiment, if the white display device is in the light scattering state, the light entering from the observation surface side becomes scattered light and the color Light enters the display device at various angles. Therefore, it is considered that light is reflected from the color display device at various angles, and flat spectral reflection characteristics can be obtained as the entire display device. In addition, more reflected light is returned from the color display device to the white display device, and it is considered that a high reflectance is obtained.

【0079】なお、図1中の黒い矢印は、フルカラー表
示デバイスに入射した光が反射、あるいは、散乱される
様子を模式的に示したものである。
The black arrows in FIG. 1 schematically show how the light incident on the full-color display device is reflected or scattered.

【0080】<実験例2>白色表示デバイスを設けない
こと以外は実験例1と同様にして、光吸収体上に赤色表
示デバイス、緑色表示デバイスおよび青色表示デバイス
を順次積層したフルカラー液晶表示デバイス2を作製し
た。図7にこうして作製した液晶表示デバイスの断面図
を示す。なお、図7においては、簡単のために、図1に
示したのと同じ部材には同じ符号を付してある。
<Experimental Example 2> A full-color liquid crystal display device 2 in which a red display device, a green display device and a blue display device are sequentially laminated on a light absorber in the same manner as in Experimental Example 1 except that the white display device is not provided. Was produced. FIG. 7 shows a sectional view of the liquid crystal display device thus manufactured. Note that, in FIG. 7, for simplification, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0081】図8は、赤色、緑色、青色の各表示デバイ
スを全て選択反射状態にした場合のフルカラー表示デバ
イス2の分光反射特性を示す。図8に示すように、分光
スペクトルは山型になり、観察面に対して垂直方向にお
いて白色となるように設定しても、フルカラー表示デバ
イスを斜めから見ると、白色に見えなくなってしまい、
良好な白黒表示が困難となる。これは、次式[II]に従
ってスペクトルが短波長側にシフトしてしまうためであ
ると考えられる。
FIG. 8 shows the spectral reflection characteristics of the full-color display device 2 when all the red, green, and blue display devices are in the selective reflection state. As shown in FIG. 8, the spectral spectrum has a mountain shape, and even if the spectrum is set to be white in the direction perpendicular to the observation surface, when the full-color display device is viewed obliquely, it does not look white,
Good black and white display becomes difficult. It is considered that this is because the spectrum shifts to the short wavelength side according to the following formula [II].

【0082】 λ=λ0cosθ'=λ0√(1−sin2θ/n2) [II] ただし、上記[II]式において、λは観察される表示デ
バイスからの反射光の波長、λ0は各表示デバイスの選
択反射波長、θ'は、表示デバイスの観察面上の基準点
と観察点とを結ぶ直線方向に基準点に向けて光を入射し
たときの、液晶−高分子複合膜内を進む光の方向とヘリ
カル軸とのなす角度、θは、観察点と観察面上の基準点
とを結ぶ直線の観察面の垂直方向に対する角度、nは平
均屈折率n2=(n1 2+n2 2)/2を示している。
Λ = λ 0 cos θ ′ = λ 0 √ (1-sin 2 θ / n 2 ) [II] In the above formula [II], λ is the wavelength of reflected light from the observed display device, and λ 0 is the selective reflection wavelength of each display device, θ'is the liquid crystal-polymer composite film when light is incident toward the reference point in the direction of the straight line connecting the reference points on the viewing surface of the display device. The angle formed by the direction of the light traveling inside and the helical axis, θ is the angle of the straight line connecting the observation point and the reference point on the observation surface with respect to the vertical direction of the observation surface, and n is the average refractive index n 2 = (n 1 2 + n 2 2 ) / 2.

【0083】<実験例3>緑色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すトラン系ネマティック液晶
MN1008XX(チッソ社製、Δn=0.218、T
NI=73.9℃)に対して、カイラルドーパントS81
1およびS1011(いずれもメルク社製)を重量比で
1:1の割合で混合したものを13.2重量%添加し
て、選択反射波長が570nm(ヘリカルピッチは35
3nm)のカイラルネマティック液晶を調製した。
<Experimental Example 3> Fabrication of green display device Tolan-based nematic liquid crystal MN1008XX (manufactured by Chisso Corp., Δn = 0.218, T) showing a nematic phase at room temperature.
NI = 73.9 ° C) for chiral dopant S81
1 and S1011 (both manufactured by Merck Ltd.) were mixed at a weight ratio of 1: 1 and 13.2% by weight was added to give a selective reflection wavelength of 570 nm (helical pitch: 35).
3 nm) chiral nematic liquid crystal was prepared.

【0084】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC was used.
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0085】上記カイラルネマティック液晶と上記光硬
化性樹脂材料とを7:1の重量比で混合したものを、2
枚の透明導電性膜間に10μmのスペーサを介して挟持
させた上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間
照射して硬化させることにより、相分離させて緑色表示
デバイスを作製した。相転移温度は52.4℃であっ
た。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photocurable resin material in a weight ratio of 7: 1 was added to 2
A 10 μm spacer was sandwiched between the transparent conductive films, and then ultraviolet rays of 15 mW / cm 2 were irradiated for 5 minutes at room temperature to cure, thereby phase-separating and producing a green display device. The phase transition temperature was 52.4 ° C.

【0086】こうして作製した緑色表示デバイスの導電
性膜間に120Vのパルス電圧(±5ms)を印加する
と緑色表示デバイスは緑色の選択反射を示した。さら
に、この状態で今度は60Vのパルス電圧(±5ms)
を印加すると、緑色表示デバイスは透明状態(色刺激
値:3.6)を示した。緑色の選択反射状態と透明状態
との間の切り替え時間は400msであった。
When a pulse voltage of 120 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of the green display device thus manufactured, the green display device showed green selective reflection. Furthermore, in this state, 60 V pulse voltage (± 5 ms)
, The green display device showed a transparent state (color stimulus value: 3.6). The switching time between the green selective reflection state and the transparent state was 400 ms.

【0087】このように、フッ素を含有したトラン系の
液晶以外の液晶を用いても、実験例1に示したのと同様
に優れた性能を有する液晶表示デバイスを作製すること
が可能である。
As described above, it is possible to manufacture a liquid crystal display device having the same excellent performance as that shown in Experimental Example 1 by using a liquid crystal other than the fluorine-containing tolan-based liquid crystal.

【0088】<実験例4>緑色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すシアノビフェニル系ネマテ
ィック液晶E31LV(メルク社製、Δn=0.22
7、TNI=61.5℃)に対して、カイラルドーパント
S811およびS1011(いずれもメルク社製)を重
量比で1:1の割合で混合したものを14.3重量%添
加して、選択反射波長が570nm(ヘリカルピッチは
355nm)のカイラルネマティック液晶を調製した。
<Experimental Example 4> Preparation of green display device Cyanobiphenyl nematic liquid crystal E31LV (manufactured by Merck & Co., Δn = 0.22) showing a nematic phase at room temperature.
7, T NI = 61.5 ° C.), a mixture of chiral dopants S811 and S1011 (both manufactured by Merck Ltd.) in a weight ratio of 1: 1 was added at 14.3% by weight to select. A chiral nematic liquid crystal having a reflection wavelength of 570 nm (helical pitch: 355 nm) was prepared.

【0089】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC was used.
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0090】上記カイラルネマティック液晶と上記光硬
化性樹脂材料とを7:1の重量比で混合したものを、2
枚の透明導電性膜間に10μmのスペーサを介して挟持
させた上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間
照射して硬化させることにより、相分離させて緑色表示
デバイスを作製した。相転移温度は29.2℃であっ
た。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photocurable resin material in a weight ratio of 7: 1 was used to prepare 2
A 10 μm spacer was sandwiched between the transparent conductive films, and then ultraviolet rays of 15 mW / cm 2 were irradiated for 5 minutes at room temperature to cure, thereby phase-separating and producing a green display device. The phase transition temperature was 29.2 ° C.

【0091】こうして作製した緑色表示デバイスの導電
性膜間に100Vのパルス電圧(±5ms)を印加する
と緑色の選択反射を示した。さらに、この状態で今度は
60Vのパルス電圧(±5ms)を印加すると緑色表示
デバイスは透明状態(色刺激値:6.0)を示した。緑
色の選択反射状態と透明状態との間の切り替え時間は2
00msであった。
When a pulse voltage of 100 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of the green display device thus produced, green selective reflection was exhibited. Furthermore, when a pulse voltage of 60 V (± 5 ms) was applied in this state, the green display device showed a transparent state (color stimulus value: 6.0). The switching time between the green selective reflection state and the transparent state is 2
It was 00 ms.

【0092】<実験例5>青色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すトラン系フッ素含有ネマテ
ィック液晶MN1000XX(チッソ社製、Δn=0.
219、TNI=69.9℃)に対して、カイラルドーパ
ントS811(メルク社製)を38.6重量%添加し
て、選択反射波長が460nm(ヘリカルピッチは29
0nm)のカイラルネマティック液晶を調製した。
<Experimental Example 5> Fabrication of blue display device Tolan-based nematic liquid crystal MN1000XX showing nematic phase at room temperature (manufactured by Chisso Corporation, Δn = 0.
219, T NI = 69.9 ° C.), 38.6% by weight of a chiral dopant S811 (manufactured by Merck & Co., Inc.) was added, and the selective reflection wavelength was 460 nm (helical pitch was 29.
0 nm) chiral nematic liquid crystal was prepared.

【0093】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC was used.
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0094】上記カイラルネマティック液晶と光硬化性
樹脂材料とを7:1の重量比で混合したものを、2枚の
透明導電性膜に10μmのスペーサを介して挟持させた
上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間照射し
て硬化させることにより、相分離させて青色表示デバイ
スを作製した。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photocurable resin material in a weight ratio of 7: 1 was sandwiched between two transparent conductive films via a spacer of 10 μm, and then 15 mW / cm. By irradiating with ultraviolet rays of 2 for 5 minutes at room temperature to cure, the phases were separated to produce a blue display device.

【0095】こうして作製したデバイスの相転移温度は
24.0℃であった。このため、20℃にて各種特性を
測定した。青色表示デバイスの導電性膜間に130Vの
パルス電圧(±5ms)を印加すると緑色の選択反射を
示した。さらに、この状態で今度は70Vのパルス電圧
(±5ms)を印加すると青色表示デバイスは透明状態
(色刺激値:3.5)を示した。青色の選択反射状態と
透明状態との間の切り替え時間は200msであった。
The phase transition temperature of the device thus produced was 24.0 ° C. Therefore, various characteristics were measured at 20 ° C. When a pulse voltage of 130 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of the blue display device, green selective reflection was exhibited. Furthermore, when a pulse voltage of 70 V (± 5 ms) was applied in this state, the blue display device showed a transparent state (color stimulus value: 3.5). The switching time between the blue selective reflection state and the transparent state was 200 ms.

【0096】<実験例6>緑色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すトラン系フッ素含有ネマテ
ィック液晶MN1000XX(チッソ社製、Δn=0.
219、TNI=69.9℃)に対して、カイラルドーパ
ントS811(メルク社製)を31.0重量%添加し
て、選択反射波長が570nm(ヘリカルピッチは35
5nm)のカイラルネマティック液晶を調製した。
<Experimental Example 6> Production of green display device Tolane-based fluorine-containing nematic liquid crystal MN1000XX exhibiting a nematic phase at room temperature (manufactured by Chisso Corporation, Δn = 0.
219, T NI = 69.9 ° C.), a chiral dopant S811 (manufactured by Merck) was added in an amount of 31.0 wt%, and the selective reflection wavelength was 570 nm (helical pitch was 35).
A 5 nm) chiral nematic liquid crystal was prepared.

【0097】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC was used.
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0098】上記カイラルネマティック液晶と上記光硬
化性樹脂材料とを7:1の重量比で混合したものを、2
枚の透明導電性膜間に10μmのスペーサを介して挟持
させた上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間
照射して硬化させることにより、相分離させて緑色表示
デバイスを作製した。相転移温度は30.2℃であっ
た。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photocurable resin material in a weight ratio of 7: 1 was used as 2
A 10 μm spacer was sandwiched between the transparent conductive films, and then ultraviolet rays of 15 mW / cm 2 were irradiated for 5 minutes at room temperature to cure, thereby phase-separating and producing a green display device. The phase transition temperature was 30.2 ° C.

【0099】また、この緑色表示デバイスの導電性膜間
に100Vのパルス電圧(±5ms)を印加すると緑色
の選択反射を示した。さらに、この状態で今度は60V
のパルス電圧(±5ms)を印加すると緑色表示デバイ
スは透明状態(色刺激値:4.3)を示した。なお、緑
色の選択反射状態と透明状態との間の切り替え時間は5
00msであった。
When a pulse voltage of 100 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of this green display device, green selective reflection was exhibited. Furthermore, in this state, 60V
When the pulse voltage (± 5 ms) was applied, the green display device showed a transparent state (color stimulus value: 4.3). The switching time between the selective reflection state of green and the transparent state is 5
It was 00 ms.

【0100】<実験例7>青色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すトラン系フッ素含有ネマテ
ィック液晶MN1000XX(チッソ社製、Δn=0.
219、TNI=69.9℃)に対して、カイラルドーパ
ントS811およびCN(いずれもメルク社製)を重量
比で1:1の割合で混合したものを29.0重量%添加
して、選択反射波長が460nm(ヘリカルピッチは2
90nm)のカイラルネマティック液晶を調製した。
<Experimental Example 7> Fabrication of blue display device Tolan-based nematic liquid crystal MN1000XX showing nematic phase at room temperature (manufactured by Chisso Corporation, Δn = 0.
219, T NI = 69.9 ° C.), a mixture of chiral dopants S811 and CN (both manufactured by Merck Co., Ltd.) in a weight ratio of 1: 1 was added in an amount of 29.0% by weight to select. Reflection wavelength is 460 nm (helical pitch is 2
A 90 nm chiral nematic liquid crystal was prepared.

【0101】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC was used.
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0102】上記カイラルネマティック液晶と上記光硬
化性樹脂材料とを7:1の重量比で混合したものを、2
枚の透明導電性膜間に10μmのスペーサを介して挟持
させた上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間
照射して硬化させることにより、相分離させて青色表示
デバイスを作製した。相転移温度は48.0℃であっ
た。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photo-curable resin material in a weight ratio of 7: 1 was added to 2
After sandwiching it between the transparent conductive films of 10 sheets through a spacer of 10 μm, it was irradiated with ultraviolet rays of 15 mW / cm 2 for 5 minutes at room temperature to be cured, and thereby phase separated to produce a blue display device. The phase transition temperature was 48.0 ° C.

【0103】こうして作製した青色表示デバイスの導電
性膜間に150Vのパルス電圧(±5ms)を印加する
と青色の選択反射を示した。さらに、この状態で今度は
80Vのパルス電圧(±5ms)を印加すると青色表示
デバイスは透明状態(色刺激値:4.5)を示した。青
色の選択反射状態と透明状態との間の切り替え時間は1
0msであった。
When a pulse voltage of 150 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of the blue display device thus manufactured, blue selective reflection was exhibited. Furthermore, when a pulse voltage of 80 V (± 5 ms) was applied in this state, the blue display device exhibited a transparent state (color stimulus value: 4.5). The switching time between the blue selective reflection state and the transparent state is 1
It was 0 ms.

【0104】<実験例8>本実験例においては、左旋性
のカイラルネマティック液晶を用いた青色表示デバイス
と、右旋性のカイラルネマティック液晶を用いた青色表
示デバイスとを重ね合わせたものを一つの青色表示デバ
イスとした例を示す。
<Experimental Example 8> In this Experimental Example, one in which a blue display device using a levorotatory chiral nematic liquid crystal and a blue display device using a dextrorotatory chiral nematic liquid crystal are superposed is one. An example of a blue display device is shown.

【0105】青色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すトラン系フッ素含有ネマテ
ィック液晶MN1000XX(チッソ社製、Δn=0.
219、TNI=69.9℃)に対して、カイラルドーパ
ントR811(メルク社製、右旋性)およびR1011
(メルク社製、右旋性)を重量比で1:1の割合で混合
したものを17.9重量%添加して、選択反射波長が4
90nm(ヘリカルピッチは303nm)のカイラルネ
マティック液晶を調製した。
Preparation of blue display device Tolan-based nematic liquid crystal MN1000XX showing nematic phase at room temperature (manufactured by Chisso Co., Δn = 0.
219, T NI = 69.9 ° C.), chiral dopants R811 (Merck, dextrorotatory) and R1011.
(Merck, dextrorotatory) was mixed at a weight ratio of 1: 1 and 17.9 wt% was added to give a selective reflection wavelength of 4
A 90 nm (helical pitch was 303 nm) chiral nematic liquid crystal was prepared.

【0106】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC was used.
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0107】上記カイラルネマティック液晶と上記光硬
化性樹脂材料とを7:1の重量比で混合したものを、2
枚の透明導電性膜間に10μmのスペーサを介して挟持
させた上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間
照射して硬化させることにより、相分離させて青色表示
デバイスを作製した。相転移温度は45.9℃であっ
た。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photocurable resin material in a weight ratio of 7: 1 was used to prepare 2
After sandwiching it between the transparent conductive films of 10 μm with a spacer of 10 μm interposed between them, ultraviolet rays of 15 mW / cm 2 were irradiated for 5 minutes at room temperature to cure, thereby causing phase separation to produce a blue display device. The phase transition temperature was 45.9 ° C.

【0108】こうして作製した青色表示デバイスの導電
性膜間に130Vのパルス電圧(±5ms)を印加する
と青色の選択反射を示した。さらに、この状態で今度は
70Vのパルス電圧(±5ms)を印加すると青色表示
デバイスは透明状態(色刺激値:3.5)を示した。青
色の選択反射状態と透明状態との間の切り替え時間は2
00msであった。
When a pulse voltage of 130 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of the blue display device thus manufactured, blue selective reflection was exhibited. Furthermore, when a pulse voltage of 70 V (± 5 ms) was applied in this state, the blue display device showed a transparent state (color stimulus value: 3.5). The switching time between the blue selective reflection state and the transparent state is 2
It was 00 ms.

【0109】こうして得られた青色表示デバイスを実験
例1で作製した青色表示デバイスの上に積層して、その
分光反射率を測定した。なお、実験例1の青色表示デバ
イスの作製に使用したカイラルドーパントS811およ
びS1011はいずれも左旋性のものである。結果を図
9に示す。この図9と、実験例1で説明した図3との比
較から明らかなように、単層の場合の場合に比べて選択
反射波長領域の反射率が向上することがわかる。
The blue display device thus obtained was laminated on the blue display device manufactured in Experimental Example 1, and the spectral reflectance thereof was measured. The chiral dopants S811 and S1011 used for manufacturing the blue display device of Experimental Example 1 are both levorotatory. FIG. 9 shows the results. As is clear from the comparison between FIG. 9 and FIG. 3 described in Experimental Example 1, it is understood that the reflectance in the selective reflection wavelength region is improved as compared with the case of a single layer.

【0110】コレステリック液晶においては、プレーナ
配列時のヘリカル軸に平行に入射した光が、右旋光と左
旋光との2つの円偏光に分かれて、そのうちの一方が選
択反射に用いられると考えられる。このため、他方の旋
光は透過することとなっていたのが、右旋性の層と左旋
性の層との両方の層を備えたことにより、一方の層を透
過した旋光も他方の層で反射されることとなり、結果的
に反射率の増大につながるものと考えられる。
In the cholesteric liquid crystal, it is considered that the light incident parallel to the helical axis in the planar arrangement is divided into two circularly polarized lights, that is, right-handed light and left-handed light, one of which is used for selective reflection. . For this reason, the other rotatory light was supposed to be transmitted. However, by providing both layers of the dextrorotatory layer and the levorotatory layer, the rotatory light transmitted through one layer is also transmitted by the other layer. It is considered that the light will be reflected, resulting in an increase in reflectance.

【0111】このように、左旋性のカイラルネマティッ
ク液晶を用いた第1の表示デバイスと、右旋性のカイラ
ルネマティック液晶を用いた第2の表示デバイスとを重
ね合わせることによって反射率を増大させることができ
るので、実験例1で説明したような、複数のカラー表示
デバイスを積層した表示デバイスにおける、カラー表示
デバイス、特に青色表示を行う青色表示デバイスおよび
赤色表示を行う赤色表示デバイスに上記構成を適用する
のが効果的である。
As described above, the reflectance is increased by overlapping the first display device using the left-handed chiral nematic liquid crystal and the second display device using the right-handed chiral nematic liquid crystal. Therefore, the above configuration is applied to a color display device, particularly a blue display device for blue display and a red display device for red display, in a display device in which a plurality of color display devices are stacked as described in Experimental Example 1. It is effective to do.

【0112】<実験例9>本実験例は、左旋性のカイラ
ルネマティック液晶を用いた赤色表示デバイスと、右旋
性のカイラルネマティック液晶を用いた赤色表示デバイ
スとを重ね合わせたものを一つの赤色表示デバイスとし
た例を示す。
<Experimental Example 9> In this experimental example, a red display device using a levorotatory chiral nematic liquid crystal and a red display device using a dextrorotatory chiral nematic liquid crystal are superposed on each other to give one red. An example of a display device is shown.

【0113】赤色表示デバイスの作製 室温でネマティック相を示すトラン系フッ素含有ネマテ
ィック液晶MN1000XX(チッソ社製、Δn=0.
219、TNI=69.9℃)に対して、カイラルドーパ
ントR811(メルク社製、右旋性)およびR1011
(メルク社製、右旋性)を重量比で1:1の割合で混合
してなるカイラルドーパントを13.0重量%添加し
て、選択反射波長が650nm(ヘリカルピッチは40
0nm)のカイラルネマティック液晶を調製した。
Manufacture of Red Display Device Tolan-based Fluorine-containing Nematic Liquid Crystal MN1000XX (Neissine, Chisso Co., Δn = 0.
219, T NI = 69.9 ° C.), chiral dopants R811 (Merck, dextrorotatory) and R1011.
(Merck, dextrorotatory) was mixed at a weight ratio of 1: 1 and 13.0% by weight of a chiral dopant was added to give a selective reflection wavelength of 650 nm (helical pitch: 40).
0 nm) chiral nematic liquid crystal was prepared.

【0114】次に、3重量%の光重合開始剤DAROC
UR1173(チバガイギー社製)を単官能アクリレー
トR128H(日本化薬社製)に添加して光硬化性樹脂
材料を調製した。
Next, 3% by weight of the photopolymerization initiator DAROC was used.
A photocurable resin material was prepared by adding UR1173 (manufactured by Ciba Geigy) to monofunctional acrylate R128H (manufactured by Nippon Kayaku).

【0115】上記カイラルネマティック液晶と上記光硬
化性樹脂材料とを7:1の重量比で混合したものを、2
枚の透明導電性膜間に10μmのスペーサを介して挟持
させた上で、15mW/cm2 の紫外線を室温で5分間
照射して硬化させることにより、相分離させて赤色表示
デバイスを作製した。相転移温度は51.6℃であっ
た。
A mixture of the chiral nematic liquid crystal and the photo-curable resin material in a weight ratio of 7: 1 was added to 2
After sandwiching the 10 μm spacers between the transparent conductive films, it was irradiated with ultraviolet rays of 15 mW / cm 2 for 5 minutes at room temperature to be cured, thereby phase-separating to produce a red display device. The phase transition temperature was 51.6 ° C.

【0116】こうして作製した赤色表示デバイスの導電
性膜間に110Vのパルス電圧(±5ms)を印加する
と赤色の選択反射を示した。さらに、この状態で今度は
50Vのパルス電圧(±5ms)を印加すると赤色表示
デバイスは透明状態(色刺激値:4.2)を示した。な
お、赤色の選択反射状態と透明状態との間の切り替え時
間は500msであった。
When a pulse voltage of 110 V (± 5 ms) was applied between the conductive films of the red display device thus manufactured, red selective reflection was exhibited. Furthermore, when a pulse voltage of 50 V (± 5 ms) was applied in this state, the red display device showed a transparent state (color stimulus value: 4.2). The switching time between the selective reflection state of red and the transparent state was 500 ms.

【0117】こうして得られた赤色表示デバイスを実験
例1で作製した赤色表示デバイスの上に重ね合わせて、
その分光反射率を測定した。結果を図10に示す。この
図10と、実験例1で説明した図5との比較から明らか
なように、単層の場合の場合に比べて選択反射波長領域
の反射率が向上することがわかる。
The red display device thus obtained was superposed on the red display device produced in Experimental Example 1,
The spectral reflectance was measured. The results are shown in FIG. As is clear from the comparison between FIG. 10 and FIG. 5 described in Experimental Example 1, it is understood that the reflectance in the selective reflection wavelength region is improved as compared with the case of a single layer.

【0118】[0118]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の反射型液
晶表示デバイスによれば、特定波長の可視光を選択的に
反射する選択反射状態と可視光を透過する光透過状態と
を切り替え可能なカラー液晶表示デバイスと、可視光を
散乱する光散乱状態と可視光を透過する光透過状態とを
切り替え可能な白色表示デバイスとを積層したので、良
好な白色表示とカラー表示とを行うことができる。
As described above, according to the reflective liquid crystal display device of the present invention, it is possible to switch between a selective reflection state in which visible light of a specific wavelength is selectively reflected and a light transmission state in which visible light is transmitted. Since a color liquid crystal display device and a white display device capable of switching between a light scattering state that scatters visible light and a light transmission state that transmits visible light are stacked, good white display and color display can be performed. it can.

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

【図1】 本発明の一実施例であるフルカラー表示デバ
イスの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a full-color display device that is an embodiment of the present invention.

【図2】 白色表示デバイスを光散乱状態とした場合の
分光反射特性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing spectral reflection characteristics when a white display device is in a light scattering state.

【図3】 青色表示デバイスを選択反射状態とした場合
の分光反射特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing spectral reflection characteristics when a blue display device is in a selective reflection state.

【図4】 緑色表示デバイスを選択反射状態とした場合
の分光反射特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing spectral reflection characteristics when a green display device is in a selective reflection state.

【図5】 赤色表示デバイスを選択反射状態とした場合
の分光反射特性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing spectral reflection characteristics when a red display device is in a selective reflection state.

【図6】 図1のフルカラー表示デバイスにおいて、白
色表示を行った場合の分光反射特性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing spectral reflection characteristics when white display is performed in the full-color display device of FIG.

【図7】 青色、緑色、赤色の各表示デバイスを積層し
てなるフルカラー表示デバイスの断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a full-color display device in which blue, green, and red display devices are stacked.

【図8】 図7のフルカラー表示デバイスにおいて、全
ての表示デバイスを選択反射状態にした場合の分光反射
特性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing spectral reflection characteristics when all the display devices in the full-color display device of FIG. 7 are in a selective reflection state.

【図9】 互いに旋光性の異なるカイラルドーパントを
含む2つの表示デバイスを積層してなる青色表示デバイ
スの分光反射特性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing spectral reflection characteristics of a blue display device formed by stacking two display devices containing chiral dopants having different optical rotatory powers.

【図10】 互いに旋光性の異なるカイラルドーパント
を含む2つの表示デバイスを積層してなる赤色表示デバ
イスの分光反射特性を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing spectral reflectance characteristics of a red display device formed by stacking two display devices containing chiral dopants having different optical rotatory powers.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フルカラー表示デバイス 10 白色表示デバイス 20 赤色表示デバイス 30 緑色表示デバイス 40 青色表示デバイス 200 電源 1 Full Color Display Device 10 White Display Device 20 Red Display Device 30 Green Display Device 40 Blue Display Device 200 Power Supply

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶を高分子体に分散してなる液晶−高
分子複合膜を透明の導電性基板の間に挟持してなり、印
可される電圧に応答して特定波長の可視光を選択的に反
射する選択反射状態と可視光を透過する光透過状態とが
切り替わる少なくとも一つのカラー表示デバイスと、 液晶を高分子体に分散してなる液晶−高分子複合膜を透
明の導電性基板の間に挟持してなり、印可される電圧に
応答して可視光を透過する光透過状態と可視光を散乱す
る光散乱状態とが切り替わる白色表示デバイスとを積層
してなることを特徴とする反射型液晶表示デバイス。
1. A liquid crystal-polymer composite film in which a liquid crystal is dispersed in a polymer is sandwiched between transparent conductive substrates, and visible light of a specific wavelength is selected in response to an applied voltage. At least one color display device that switches between a selective reflection state in which light is selectively reflected and a light transmission state in which visible light is transmitted, and a liquid crystal-polymer composite film in which liquid crystal is dispersed in a polymer, Reflection characterized by being sandwiched between and stacked with a white display device that switches between a light transmission state of transmitting visible light and a light scattering state of scattering visible light in response to an applied voltage. Type liquid crystal display device.
【請求項2】 前記白色表示デバイスを前記カラー表示
デバイスよりも観察側に積層した請求項1の反射型液晶
表示デバイス。
2. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the white display device is laminated on the viewing side of the color display device.
【請求項3】 前記カラー表示デバイスが、印可される
電圧に応答して青色を選択的に反射する選択反射状態と
可視光を透過する光透過状態とが切り替わる青色表示デ
バイスと、印可される電圧に応答して緑色を選択的に反
射する選択反射状態と可視光を透過する光透過状態とが
切り替わる緑色表示デバイスと、印可される電圧に応答
して赤色を選択的に反射する選択反射状態と可視光を透
過する光透過状態とが切り替わる赤色表示デバイスとを
積層してなるものである請求項1の反射型液晶表示デバ
イス。
3. A blue display device in which the color display device is switched between a selective reflection state in which blue is selectively reflected in response to an applied voltage and a light transmission state in which visible light is transmitted, and an applied voltage. A green display device that switches between a selective reflection state in which green is selectively reflected in response to a light and a light transmission state in which visible light is transmitted, and a selective reflection state in which red is selectively reflected in response to an applied voltage. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the reflective liquid crystal display device is formed by laminating a red display device that switches between a light transmission state that transmits visible light and a red display device.
【請求項4】 前記カラー表示デバイスが、観察側から
みて、青色、緑色、赤色の順に各表示デバイスを積層し
たものである請求項3の反射型液晶表示デバイス。
4. The reflective liquid crystal display device according to claim 3, wherein the color display device is a stack of display devices in the order of blue, green, and red when viewed from the observation side.
【請求項5】 観察側からみて最下層に光吸収体を備え
た請求項1あるいは請求項4の反射型液晶表示デバイ
ス。
5. The reflection type liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a light absorber as the lowermost layer when viewed from the viewing side.
【請求項6】 前記白色表示デバイスおよびカラー表示
デバイスの液晶−高分子複合膜が、コレステリック液晶
と高分子体とが相分離されてなるものである請求項1の
反射型液晶表示デバイス。
6. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal-polymer composite film of the white display device and the color display device is formed by phase-separating a cholesteric liquid crystal and a polymer.
【請求項7】 前記コレステリック液晶が、ネマティッ
ク液晶にカイラルドーパントを添加してなるカイラルネ
マティック液晶である請求項6の反射型液晶表示デバイ
ス。
7. The reflective liquid crystal display device according to claim 6, wherein the cholesteric liquid crystal is a chiral nematic liquid crystal obtained by adding a chiral dopant to a nematic liquid crystal.
【請求項8】 前記ネマティック液晶がトラン系液晶を
主成分とするものである請求項7の反射型液晶表示デバ
イス。
8. The reflective liquid crystal display device according to claim 7, wherein the nematic liquid crystal contains a tolan-based liquid crystal as a main component.
【請求項9】 前記カイラルドーパントが少なくとも2
種類のカイラルドーパントを混合してなるものである請
求項7の反射型液晶表示デバイス。
9. The chiral dopant is at least 2
The reflective liquid crystal display device according to claim 7, which is formed by mixing different types of chiral dopants.
【請求項10】 前記カラー表示デバイスが、左旋性の
カイラルネマティック液晶を使用した液晶−高分子複合
膜を有する第1の表示デバイスと、前記左旋性のカイラ
ルネマティック液晶と同じ波長の光を選択反射しかつ右
旋性のカイラルネマティック液晶を使用した液晶−高分
子複合膜を有する第2の表示デバイスとを積層したもの
である請求項7の反射型液晶表示デバイス。
10. The first display device, wherein the color display device has a liquid crystal-polymer composite film using a levorotatory chiral nematic liquid crystal, and selectively reflects light having the same wavelength as the levorotatory chiral nematic liquid crystal. The reflective liquid crystal display device according to claim 7, which is a laminate of a second display device having a liquid crystal-polymer composite film using a right-handed chiral nematic liquid crystal.
【請求項11】 前記白色表示デバイスおよびカラー表
示デバイスの液晶−高分子複合膜に含まれる高分子体
が、光硬化された光硬化性樹脂である請求項1の反射型
液晶表示デバイス。
11. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polymer contained in the liquid crystal-polymer composite film of the white display device and the color display device is a photocurable photocurable resin.
【請求項12】 各表示デバイスに電圧印可を行う電圧
印可手段を有する請求項1の反射型液晶表示デバイス。
12. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, further comprising voltage applying means for applying a voltage to each display device.
【請求項13】 前記電圧印可手段がパルス電源である
請求項12の反射型液晶表示デバイス。
13. The reflection type liquid crystal display device according to claim 12, wherein the voltage applying means is a pulse power source.
【請求項14】 前記白色表示デバイスに含まれる液晶
−高分子複合膜が、カラー表示デバイスに含まれる液晶
−高分子複合膜よりも大きい膜厚を有する請求項1の反
射型液晶表示デバイス。
14. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal-polymer composite film included in the white display device has a larger film thickness than the liquid crystal-polymer composite film included in the color display device.
JP31514795A 1995-12-04 1995-12-04 Reflection type liquid crystal display device Pending JPH09160066A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6392725B1 (en) 1997-11-18 2002-05-21 Fuji Xerox Co., Ltd. Systems and methods for providing a storage medium
US6781666B2 (en) 1999-07-16 2004-08-24 Minolta Co., Ltd. Liquid crystal display and method to manufacture the same
JP2010532497A (en) * 2007-07-03 2010-10-07 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Color LCD panel design
CN104536188A (en) * 2015-01-27 2015-04-22 京东方科技集团股份有限公司 Transparent display device and manufacturing method thereof

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